主頁（yè） > 技術文章 > 機電一體化電動機保護器的保護原理及應用（yòng）2025-09-02

機電一（yī）體化電動機保（bǎo）護器的保（bǎo）護原（yuán）理及應（yīng）用

摘要：機電一體化電動機的廣泛（fàn）使用，對電動機的起動提出了越來越高的要求。從原來的直接起動，到星－三角起動，到自耦降（jiàng）壓起動，直到現在的電子式軟起動器（qì）。電動機保護（hù）器作為拖動（dòng）係統中的重要組成部分，對電動機的起動（dòng）和運行中（zhōng）保護起著至關重要的作用。本文分（fèn）析了電動機保護器保護及構成（chéng）原理，並闡述了電動機保護器在發展過程中的應用及選擇原則（zé）。
一、概（gài）述：
   機電一體化（huà）設備中電動機是當前應用最廣泛的動力設備，是其他機電設備的動力源（yuán）泉，電動機正常的輸出是其驅動的機電一（yī）體化設備（bèi）正常工作的（de）前提，如今已被廣泛應用於工（gōng）農業、交（jiāo）通運輸、國防等領域。電動機所帶的負載種類繁多，且往往（wǎng）是整個設備中的關鍵部分，因而確保電動機的正常運行就顯得（dé）十分重要（yào）。電動機保護器（電機保護器）是發（fā）電、供電、用（yòng）電係統的重（chóng）要器件，是跨行業、量大（dà）麵廣、節能效果顯著的節能機電產品[1]。電動機保（bǎo）護器的作用是給電機全麵的保護控製，在電（diàn）機（jī）出現過流、欠流、斷相、堵轉、短路（lù）、過壓（yā）、欠壓（yā）、漏電、三相不（bú）平衡、過熱、接地、軸承磨（mó）損、定轉子偏心時、繞組老化予以報警或（huò）保護控製。如今電動機保護器幾乎滲透到所有用電領域，在（zài）國民經濟和節能事業中有著不可替代的重要地位和作用（yòng）。
二、電動機保護器的保護原（yuán）理與構（gòu）成：
   對電動機來說，其故障形式從機械角度可以分為繞組損壞和（hé）軸承損壞兩方麵。造成繞組損壞的主要（yào）原因有：1.電動機長時間的電、熱、機械和化學作用（yòng）下，繞（rào）組的絕緣老化損壞，定轉子繞組匝間短路或是對地短路。2.電網供電質量差，電源電壓三相不平衡、電壓波動大、電網電壓波形畸變、高次諧波嚴重或者電（diàn）動機斷相運行。3.電源電壓過低使得電動機（jī）啟動轉矩不夠，電動機不能順利啟動或（huò）者是（shì）在短時間內重複啟動，電動機長時間承受過大的啟動電流導致電機過（guò）熱。4.因機械故障或（huò）其它原（yuán）因（yīn）造成電動機轉子堵轉。5.某些大（dà）型電機冷卻係統故（gù）障或是長時間工作在高溫（wēn）高濕環（huán）境（jìng）下造成電機故障。
   在機電一體化設備中電（diàn）動機保護原理的研究是保證電動機保護器性能高低的關鍵，根據三相對稱分量（liàng）法的理論（lùn），三個不對稱的向量可以唯一分解成三（sān）組對稱的向量，分別為正序分量、負序分量和零序分量。對稱分量的計（jì）算（suàn）公式如下：
    根據（1）式，電動（dòng）機在發生（shēng）對稱故障和不對稱故障時，電動機的三相電流都會發（fā）生變化。電動機故障條（tiáo）件流過繞組的（de）電（diàn）流過大，超過電（diàn）動機的（de）額定電流，因此（cǐ）可根據這一特征來對電動機過電流進行保護。電機（jī）過載、斷（duàn）相、欠壓都會造成繞組電流超過額定值。電源電（diàn）壓欠壓，運行電流上升的比例將等於電壓下降的比例；電機過載時，常（cháng）造成堵轉，此時的運行電流（liú）會大大超過額定電（diàn）流。針對以上情況，在機電一體化設備中電動機保護器可通過對（duì）三相運行電流進行檢測，根據運行電流的不同性質來確定不同（tóng）的保護方式（shì），從而對電機予以的斷電保護。電動機的（de）故障類型分為過流保護、負序電流保護、零序電流保護、電壓保護和過熱保護等幾種。
    通（tōng）過對電動機保護器的保護原理分析可以看出（chū），理想的電動機保護器（qì）應滿足（zú）可靠、經濟、方便等要素，具（jù）有較高的性能價（jià）格比（bǐ）。經過發展和更新，如今電動機（jī）保（bǎo）護器一般由電流檢（jiǎn）測電路、溫度檢測電路、基準電壓電路、邏輯處（chù）理電路、時序處理電路、啟動封鎖及複位（wèi）電路、故障記錄電路、驅動電路、電動機控製電路組成。電動機保護（hù）器的構成原理如（rú）圖（tú）l所示。
三、機電一體化設（shè）備（bèi）中電動機保護器的類型及（jí）應用分析（xī）：
   目前（qián）我國普遍采用的電（diàn）動機保護器主要有熱繼電器、溫度繼電器和電子式（shì）電動機保護器。熱繼電器是五十年代初引進蘇聯技術開發的（de）金屬（shǔ）片機械式電動（dòng）機過載保護器，它在保護電動機過（guò）載方麵具有反時（shí）限（xiàn）性（xìng）能和結構簡單的特點[2]。但存在功能少（shǎo），無斷相保護，對（duì）電機（jī）發生通風不暢，掃膛、堵轉、長期過載，頻繁啟動等故障不起保護作用。這主要（yào）是因（yīn）為熱繼電器動作曲線和電動機實際保護曲線不一致，失去了保護作用。且重複性能差，大電流過載或短路故障後不能再次使用，調整誤差大、易受環境溫度的影響誤動或（huò）拒動，功耗大、耗材多、性能指（zhǐ）標落後等（děng）缺陷。溫度繼電（diàn）器是（shì）采用雙金屬片製成的盤式或其他形式的繼電（diàn）器，在電動機（jī）中（zhōng）埋入熱元件，根據電（diàn）動機的溫度進行保護，但電動機容量較（jiào）大時（shí），需與電流監測型配合使用，避免電動（dòng）機堵轉時溫度急劇上升（shēng），由於測溫元件的滯後性，導（dǎo）致電動機（jī）繞組受損（sǔn）。溫度繼電器具有結構簡單、動作可靠，保護範圍廣泛等優點，但動作緩慢，返回時間長，3KW以上的三角形接法（fǎ）電動機不宜使用（yòng）。目前在電風扇、電冰箱、空調壓縮機等方麵大量使用。電（diàn）子式電動機保護器通過檢測三相（xiàng）電流值和整定電流值，采用電位器旋鈕或拔碼開關操作來實現對電動機的保護，電路一般采用模擬式，采用反時限或定時限工作特性。
除（chú）了上述三種常見的電動機保護器，磁場溫度檢測型繼電器和智能型電（diàn）動機保護器也（yě）在電動機故障保護中得到普遍應用。磁（cí）場（chǎng）溫度檢測（cè）型（xíng）保護（hù）器通過在電動機中埋入磁場檢（jiǎn）測線圈和溫度探（tàn）頭，根據電動機內部旋轉磁場（chǎng）的變化和溫度（dù）的變化進行保護，主要功能包括（kuò）過載、堵轉、缺相、過熱保護和磨損監（jiān）測，保護功能完善，缺點是需在電動機內（nèi）部安裝磁場（chǎng）檢測線圈和溫度傳感器。智能（néng）型電動機保護器能實現機電（diàn）一體化設備中電動機智能化（huà）綜合保護，集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電（diàn）流采用數字設定，通過操作麵（miàn）板（bǎn）按鈕來操作，用戶可以根據自己實際使用要求和保護情（qíng）況在現場自行（háng）對各種參（cān）數（shù）修正設定，采用數碼管作為顯示窗口，或采用大屏（píng）幕液晶顯示，能支持多種通訊（xùn）協議，目前高壓電動機保護均采用（yòng）智能型
四、電動機保護器應用（yòng）選擇原（yuán）則：
        選用電動機保護裝置的目的（de），既能使電動機充分發揮過載能力，又能免於損壞，而且（qiě）還能提（tí）高電力拖動係統的可靠性（xìng）和生產的連續性。合（hé）理選用電機保護裝置，既能充分發揮電機的過載能力，又能免於損壞（huài），從而提高電力拖動係統的可靠性和生產的連續（xù）性。具體的功能選擇（zé）應綜合考慮電機的本身的價值、負載類型、使用環境、電（diàn）機主體設備的重要程（chéng）度、電機退出運行是否對生產係統造成嚴重影響等因素，力爭做到（dào）經濟合理。在能（néng）滿足保護要求的情況下首先考慮最簡單保護裝置，當簡單的（de）保護裝置不能滿足要（yào）求時，或對保護（hù）功能和特性提出（chū）更高（gāo）要求時，才考慮應用複雜的保護裝置，做到經濟性和可靠性的統一。
五、結（jié）束語：
       如今機電一體化設備中電動機保護器已發展到了微電子智能型時代，電動機保護器（qì）也（yě）朝著多元化方向發展。這就需要我們的工（gōng）作人員在選型時應充分考慮電動機保護實際需求，超前（qián）、準確、及時地判斷電動機的故障，合理選擇保（bǎo）護功能和保護方式，實（shí）現對電動機的良好保護，達到提高設備運行可靠性，減少非計（jì）劃停車（chē），減少事故（gù）損失的目的機電（diàn）一體化設備。

上一篇：工業自動化設（shè）備中PLC的運用分析
下一篇：對電（diàn）工（gōng）電子教學的改革（gé）措施

機電一（yī）體化電動機保（bǎo）護器的保（bǎo）護原（yuán）理及應（yīng）用

我們（men）的優（yōu）勢：