电动机保护器的创新设计

刘开绪

电动机的保护装置种类繁多，但对电动机的保护都不是直接拾取烧毁电动机的温度信号值作为保护信号，其共同的特点是在电动机三相电源线上拾取保护信号，这样只能反映电动机的线电流或线电压的变化，根本不能直接反映电动机内部绕组温度的变化。因此存在实质性缺欠，保护不够完善。电动机烧毁的故障主要是由于使用不当和保护不完善，致使电动机内部绕组的温升超过了极限，绕组温度不能限制在某一极限值之内而造成的。为此，需要对电动机实施完善的综合性保护。

1创新设计方案

1．1 在电动机内部绕组线圈上设置温度取样传感器

合理而有效的保护方式是采取温度保护。对于三相异步电动机可采用三只温度传感器均匀地埋设在电动机绕组线圈中，通过绝缘引线引入发射器电路。当电动机某相绕组超温时，对应相序的传感器输出开关特性信号，用此特征信号来保护电动机。温度取样传感器可选择具有灵敏开关特性的正温度系数PTC热敏电阻作温度取样传感器。PTC热敏电阻的动作温度和余量的选择是根据国家或国际标准中对电动机绕组线圈的绝缘等级规定而对应选定的，保证了相同绝缘等级的电动机选用相同规格和参数的传感器。将它按照电动机绕组线圈相序对称嵌入在电动机绕组线圈端部，通过绝缘引线引出到发射器的接线端子，完成设定的电动机的保护极限温度的检测并输出开关控制信号。

电动机每相绕线圈至少要敷设一只热敏电阻，并且按照绕组相序对称分布。

1．2采取脉冲编码技术

每台电动机有一个编码，利用温度取样传感器输出开关特性信号来完成电动机编码的输出。

1．3进一步应用技术滚动码编码技术

由于普通脉冲编码技术编码组数少、编码容易冲突，故在电路的设计上率先采用了滚动码技术。利用的滚动码芯片是Microchip公司针对滚动码无线遥控安全系统开发的，采用了跳码加密原理。可以编入不同厂商的代码、可以编入同一厂商的不同序列码。如一块发射器HCS301通过编程器编程，而后与具体的滚动码接收器如HCS512配对通讯学习成功之后，即可使用。发射码长度达66位，编码组数达6万亿组，发射一组有效编码时间≤500ms，保证了安全。

1．4采取电力线载波技术

利用电力线载波，可使得产品的整体结构设计变得更加简洁，同时也为产品的应用带来了极大的方便。

2保护器的组成

保护器由温度传感器、发射器和接收器三部分组成。温度传感器检测绕组的温度保护信号；发射器完成脉冲编码，并将输出信号调制后输送到电力载波线路上。发射器的电路部分和绝缘壳体之间采用绝缘灌封料封装，可安装在电动机接线引线盒内；接收器从载波线路上接收相对应的信号并解码成功，其内部的继电器常闭触点动作，以控制和保护电动机的正常运转。温度保护也被称为“电动机全保护”。

3技术现状及应用效果

“载波式电动机报警保护器”已经获得实用新型专利，专利号：02206430．3。该项目2004年9月获得第五届中国国际发明展览会荣誉奖，2005年8月，获得中国国际专利技术与产品交易会金奖。

电动机保护器采用载波遥控技术，利用电力线路作为载波线路完成信号的传输，不架杆铺线，安装维护方便；采用了温度保护，只要是同一绝缘等级的电动机从零点几千瓦至几百千瓦只使用一种规格的保护器，不需要调整保护器的任何参数，安装使用方便；采用了编码技术，同一个网络内可以有多个控制系统单元，每个控制系统单元不局限于发射器与接收器必须一一对应，根据需要一个发射器可以控制多个接收器，多个发射器也可以控制同一个接收器。

该设计产品先后在大庆油田油井电机、锅炉系统的附机电机保护上应用，并取得了令人满意的效果，保证电动机有效的经济使用寿命。

该创新设计能够为电动机保护器产品的更新换代提供一个新的设计方案。