电动机保护器在工业中的使用原则及保护原理分析

房亮　周游

摘 要：现如今，随着科技和经济的发展，电动机以其能量转换效率高，使用方便等特点在工业中广泛使用，而随着工业自动化技术的发展，各种自动控制以及顺序控制设备的出现，电动机经常需要在频繁启动、制动、正转、反转等方式下运动，这就对电动机的运行提出了更高的要求。由于电动机主要作为动力设备需要带动其他机械传动进行动作，电动机的故障将会极大的影响工业生产的正常运行。电动机保护器作为电动机最主要的保护设备对电动机起着全面的保护作用，文章主要对电动机保护器的保护原理以及保护器的在工业中的使用原则进行介绍。

关键词：电动机；保护器；使用原则；保护原理

前言

随着经济的快速发展，电动机以其高效、环保、种类多样、使用方便等特点被应用于各个领域，例如：工农业、交通运输、国防等领域。电动机作为最主要的动力源需要面对各种复杂的环境，而且随着自动控制技术的发展，电动机所面临的工作环境较以前更为苛刻，需要频繁的在启动、制动、正转、反转等方式下运动，因此发生问题的几率较以前更大，电动机保护器是针对以上问题设计出来的，其对电动机起着全面保护控制，对于延长电动机的使用寿命以及电机故障报警方面起着非常重要的作用，现今，电动机保护器已经被广泛应用于所有的用电领域，对于经济的发展起着非常重要的作用。

1 电动机保护器简介

电动机保护器的作用是给电机全面的保护控制，在电机出现过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、接地、轴承磨损、定转子偏心时、绕组老化予以报警或保护控制。

1.1 电动机保护器的主要类型

电动机保护器被应用于所有的用电领域，其根据使用情况以及检测方式等的不同被分为以下几种类型：（1）热继电器：普通小容量交流电机，良好工作条件，不存在频繁启动等恶劣工况，由于精度差，可靠性不能保证，不推荐使用。（2）电子型：检测三相电流值，整定电流值采用电位器旋钮或拔码开关操作，电路一般采用模拟式，采用反时限或定时限工作特性。保护功能包括过载、缺相、堵转等故障保护，故障类型采用指示灯显示，运行电量采用数码管显示。（3）智能型：检测三相电流值，保护器使用单片机，实现电动机智能化综合保护，集保护、测量、通讯、显示为一体。整定电流采用数字设定，通过操作面板按钮来操作，用户可以根据自己实际使用要求和保护情况在现场自行对各种参数修正设定，采用数码管作为显示窗口，或采用大屏幕液晶显示，能支持多种通讯协议，如ModBUS、ProfiBUS等，价格相对高些，用于较重要场合，如今高压电动机保护均采用智能型。（4）熱保护型：在电动机中埋入热元件，根据电动机的温度进行保护，保护效果好，但电动机容量较大时，需与电流监测型配合使用，避免电动机堵转时温度急剧上升，由于测温元件的滞后性，导致电动机绕组受损。（5）磁场温度检测型：在电动机中埋入磁场检测线圈和温度探头，根据电动机内部旋转磁场的变化和温度的变化进行保护，主要功能包括过载、堵转、缺相、过热保护和磨损监测，保护功能完善，缺点是需在电动机内部安装磁场检测线圈和温度传感器。

1.2 电动机保护器的发展历程

随着科技和经济的发展，对于电动机的要求也越来越高，电动机正向着小体积、高扭矩、高输出的方向发展，虽然电动机绝缘技术有了非常重大的突破，但是电动机的热容量却相较于原来要小得多，这就造成电动机耐过负荷的能力越来越弱，同时随着自动化技术的发展，要求电机经常进行起动、制动、正反转以及变负荷等多种方式，这就需要使用电动机保护器对电动机进行保护，而且，随着电动机的应用范围越来越大，其所处的环境也越来越复杂，尤其是一些潮湿、高温、多尘、腐蚀等场合，更容易造成电动机的损坏。同时由于早先的保护装置已经无法适应电动机的保护需求，需要更为灵敏、可靠的保护装置，现今，新型的电机保护器已经发展为电子式和智能型，灵敏度高，可靠性高，功能多，调试方便。可直接显示电动机的电流、电压、温度等参数，保护动作后故障种类一目了然，极大方便了故障的判断，有利于生产现场的故障处理和缩短恢复生产时间。另外，根据电动机气隙磁场进行电动机偏心检测技术使电动机磨损状态在线监测成为可能，通过曲线显示反映电动机偏心程度的值的变化趋势，记录两年时间该值的变化情况，可早期发现轴承故障，做到早发现，早处理，避免扫膛事故发生。电动机保护装置的目的，是为了能够使电动机能够在电动机过载时正常工作，而且还能提高电力拖动系统的可靠性和生产的连续性。

2 电动机保护器的简介

根据电动机的损坏形式来说，电动机的主要机械故障为绕组损坏和轴承损坏两方面。而造成电动机出现以上这些机械故障的原因主要为：（1）由于电动机长时间工作发热造成的电动机绕组的绝缘老化损坏，造成定子转子绕组间的绝缘遭到破坏，从而使定转子绕组匝间短路或是对地短路。（2）由于电网供电质量不达标，电源电压三项不平衡造成电动机长期处于高次谐波严重或者电动机断相运行。（3）电源质量不足造成电动机无法正常启动或者是短时间内重复启动，从而造成电动机长时间承受过大的启动电流导致电机过热，将其电机的绕组或者是其他的内部损坏，由于机械故障造成的电动机转子堵转。

电动机保护器的工作原理：当电动机发生对称故障和不对称故障时，都会引起其三项电流的变化，流过绕组的电流过大，超过电动机的额定电流，电机过载、断相、欠压都会造成绕组电流超过额定值。电源电压欠压，运行电流上升的比例将等于电压下降的比例；电机过载时，常造成堵转，此时的运行电流会大大超过额定电流。针对以上情况，电动机保护器可通过对三相运行电流进行检测，根据运行电流的不同性质来确定不同的保护方式，从而对电机予以的断电保护。

从以上分析可以得出，符合要求的电动机保护器并不是越先进越好而是应当根据电机的使用环境以及使用需求等进行分析，选出符合要求的电动机保护器，这些保护器应当满足可靠、经济、方便等方面的需求。电动机保护器经过长时间的发展和演变，已经能够良好的满足对于电动机保护的需求。

3 电动机保护器的选用原则

在进行电动机保护器的选型时，需要注意严格按照电动机的额定电流来选择保护器，防止人为放大和缩小保护范围，避免由于量程太大或太小而造成的测量误差，从而使保护器无法正常对电动机进行保护，除了考虑额定电流外还需要从电机的负载类型、使用环境、电机主体设备的重要程度、电机退出运行是否对生产系统造成严重影响等因素等方面做到综合考虑，做到选型合理，一般选型都是从简单到复杂，在刚开始首先选用功能较为简单且能满足需求的保护器，但是当对保护提出更高的要求时，才选用功能较为复杂的保护装置，做到既经济有合理。

4 结束语

随着电力电子技术的发展，电动机保护器已经发展出了智能型电动机保护器，因此，设计人员在考虑电动机保护器的选用时应当充分的考虑电动机的使用情况，合理的选用电动机保护器，从而达到有效的防止电机意外烧毁的发生，提高电气自动化控制的可靠性，促进国民经济的健康发展。

参考文献

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