皖南電機(jī)百科知識(shí)三：電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置已滲透到所有發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)等領(lǐng)域 ，是發(fā)電、供電、用電系統(tǒng)的重要組成部分，關(guān)系到工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國(guó)防建設(shè)以及人民生活等各個(gè)方面。電動(dòng)機(jī)損壞主要是繞組過(guò)熱或絕緣性能降低引起的，所以對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)最有效的辦法就是直接監(jiān)測(cè)繞組或軸承的實(shí)際工作溫度，對(duì)其實(shí)施保護(hù)控制。而監(jiān)測(cè)實(shí)際工作溫度就得在電機(jī)內(nèi)部安裝相應(yīng)測(cè)溫元件，測(cè)溫元件大體上分為兩大類，定值控制保護(hù)和非定值控制保護(hù)。

1  定值控制保護(hù)

定值控制保護(hù)是當(dāng)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，測(cè)溫元件動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)立即斷電。定值傳感元件通常有兩種，雙金屬片開(kāi)關(guān)（即熱敏開(kāi)關(guān)）傳感和PTC熱敏電阻傳感。

1.1熱敏開(kāi)關(guān)

熱敏開(kāi)關(guān)是開(kāi)關(guān)型雙金屬片熱敏元件，一般K1、K2、K3熱敏開(kāi)關(guān)分別預(yù)埋在電動(dòng)機(jī)A、B、C三相線圈中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)三相線圈中任一相溫度達(dá)到控溫點(diǎn)溫度時(shí)，所在這一相的開(kāi)關(guān)就斷開(kāi)，電磁開(kāi)關(guān)K失電，同時(shí)電動(dòng)機(jī)就斷電，從而防止電動(dòng)機(jī)燒毀。當(dāng)然也可以將熱敏開(kāi)關(guān)放在電動(dòng)機(jī)軸承蓋上，和電動(dòng)機(jī)線圈的熱敏開(kāi)關(guān)串聯(lián)，當(dāng)某一軸承溫度上升到規(guī)定值（如90℃）時(shí)，該點(diǎn)熱敏開(kāi)關(guān)斷開(kāi)， K失電，電動(dòng)機(jī)斷電。

熱敏開(kāi)關(guān)的額定開(kāi)關(guān)溫度在60℃-200℃范圍內(nèi)（每5℃成系列），額定電壓為AC 220V 50Hz，額定電流有3A、17A等規(guī)格。選型時(shí)應(yīng)結(jié)合預(yù)期的控溫點(diǎn)溫度確定型號(hào)，如YX3-280M-4選用MK1-145-DK-1000 40 40 1000(敏感元件、開(kāi)關(guān)1型、F級(jí)絕緣Tk選145℃、三支結(jié)構(gòu))，對(duì)于單相電機(jī)，可選用單支結(jié)構(gòu)熱敏開(kāi)關(guān)直接切斷電機(jī)電源予以保護(hù)電機(jī)。熱敏開(kāi)關(guān)控制保護(hù)原理見(jiàn)圖1所示。

（圖1）熱敏開(kāi)關(guān)控制保護(hù)原理圖

1.2 PTC熱敏電阻

PTC熱敏電阻體積小、熱容量小、反應(yīng)速度快，適用于電動(dòng)機(jī)的欠電壓、過(guò)電壓、過(guò)載及缺相等故障的保護(hù)，但使用時(shí)必須配有專用的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（如GRB電機(jī)保護(hù)器）。一般R1、R2、R3熱敏電阻分別預(yù)埋在電動(dòng)機(jī)A、B、C三相線圈中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)三相線圈中任一相溫度達(dá)到控溫點(diǎn)溫度時(shí)，所在這一相的熱敏電阻值迅速上升到3000Ω以上（常溫阻值為小于100Ω），GRB保護(hù)器內(nèi)無(wú)弧繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，帶動(dòng)主控制回路切斷電源，PTC熱敏電阻也可以用來(lái)保護(hù)軸承。熱敏電阻的溫度在80℃-180℃范圍內(nèi)（每5℃成系列），最大工作電壓為DC 30V，電機(jī)保護(hù)器工作電壓為AC 220V 50Hz。不同絕緣等級(jí)的電機(jī)應(yīng)選用不同Tk的熱敏電阻，如YX3-280M-4電機(jī)選用MZ6-150-DK-1000 40 40 1000(敏感元件、開(kāi)關(guān)溫控型、F級(jí)絕緣Tk選150℃、三支結(jié)構(gòu))。PTC熱敏電阻控制保護(hù)原理見(jiàn)圖2所示。

（圖2）熱敏電阻控制保護(hù)原理圖，以DJB-1型電機(jī)保護(hù)器為例

2 非定值控制保護(hù)

非定值控制保護(hù)是實(shí)時(shí)顯示電動(dòng)機(jī)內(nèi)部監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際工作溫度，再根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況加以控制。非定值傳感元件通常有兩種，是熱電阻傳感和熱電偶傳感。

2.1熱電阻傳感器

熱電阻非定值控制保護(hù)是利用熱電阻的線性變化原理，即溫度每升高1℃，其阻值也等量升高（如PT100為0.385Ω/℃），將此信號(hào)送入KLB儀表，其儀表根據(jù)阻值變化量轉(zhuǎn)換成溫度顯示。這樣KLB每時(shí)每刻監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的某點(diǎn)溫度變化（通常為前后軸承各一支，線圈A、B、C三相各一支）。當(dāng)某一點(diǎn)熱電阻傳感元件溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)報(bào)警或電動(dòng)機(jī)斷電，從而防止電動(dòng)機(jī)燒毀。電機(jī)中一般使用三芯線PT100，兩根同色的為同一線，可接同一點(diǎn)，其中任一根都可為補(bǔ)償線。如常用的WZP-3×16-T(WZP表示PT100，3×16表示傳感體直徑×長(zhǎng)度，T表示陶瓷封裝)，WZPM為軸承鉑熱電阻，使用時(shí)將電機(jī)軸承室打一通孔并攻相應(yīng)絲扣，再將鉑熱電阻安裝牢固，使得傳感器端面接觸到軸承外環(huán)上。PT100鉑熱電阻控制保護(hù)原理見(jiàn)圖3所示。

（圖3）鉑熱電阻非定值控制保護(hù)原理圖，以KBL智能儀表為例

2.2熱電偶傳感器

熱電偶非定值控制保護(hù)是利用熱電偶在不同溫度下產(chǎn)生不同的電動(dòng)勢(shì)原理，將此信號(hào)送入KLB儀表，該儀表根據(jù)電動(dòng)勢(shì)的大小轉(zhuǎn)換成溫度值顯示。這樣KLB時(shí)刻監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的某點(diǎn)溫度變化（通常為前后軸承各一支，線圈A、B、C三相各一支）。當(dāng)某一點(diǎn)熱電偶傳感元件超過(guò)設(shè)定值時(shí)報(bào)警或電動(dòng)機(jī)斷電，從而防止電動(dòng)機(jī)燒毀。

3  測(cè)溫元件性能對(duì)比

3.1 定值保護(hù)與非定值保護(hù)

以上兩種控制保護(hù)在安裝及成本上有很大差別，但在保護(hù)性能上差別不是很大，具體對(duì)比見(jiàn)下表：

3.2熱敏開(kāi)關(guān)與PTC熱敏電阻
 熱敏開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，直接串聯(lián)在電磁開(kāi)關(guān)上就可以工作。熱敏電阻必須接一個(gè)GRB保護(hù)器，所以成本較高，但熱敏電阻體積小，熱容量小，反應(yīng)速度要比熱敏開(kāi)關(guān)快，因此在缺相及電動(dòng)機(jī)內(nèi)部短路故障上要優(yōu)于熱敏開(kāi)關(guān)，具體對(duì)比見(jiàn)下表：

3.3 熱電阻和熱電偶性能對(duì)比
   熱電阻和熱電偶保護(hù)在性能及成本上有所差別，具體見(jiàn)下表：

銅熱電阻WZCD成本也很低，但它的使用溫度只在-40℃～150℃范圍內(nèi)，所以電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)在F級(jí)以上的很少使用。 

4 保護(hù)裝置選型的基本原則 

目前，市場(chǎng)上電動(dòng)機(jī)保護(hù)產(chǎn)品未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，制造廠商為滿足用戶不同的需求派生出很多的系列產(chǎn)品，種類繁多給廣大用戶選型帶來(lái)諸多不便，用戶在選型時(shí)應(yīng)充分考慮電動(dòng)機(jī)保護(hù)的實(shí)際需求，合理選用電機(jī)保護(hù)裝置，既能充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，又有良好的保護(hù)效果，從而提高電力拖動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。具體的功能選擇應(yīng)綜合考慮電機(jī)本身的價(jià)值、負(fù)載類型、使用環(huán)境、電機(jī)主體設(shè)備的重要程度、電機(jī)退出運(yùn)行是否對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響等因素，理想的保護(hù)裝置不是功能最多，也不是所謂最先進(jìn)的，而是應(yīng)該滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，做到經(jīng)濟(jì)性和可靠性的統(tǒng)一，在能滿足保護(hù)要求的情況下首先考慮最簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置，只有當(dāng)簡(jiǎn)單的保護(hù)裝置不能滿足要求或?qū)ΡＷo(hù)特性提出更高要求時(shí)，才考慮使用復(fù)雜的保護(hù)裝置。

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