一、安裝在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的保護(hù)裝置。
1.溫度保護(hù)及裝置。
(1)雙金屬盤式溫度保護(hù)器。這種溫度保護(hù)器通常裝在電動(dòng)機(jī)端蓋上,其體積和觸頭的電流容量一般都較大,外殼用酚醛塑料制成。雙金屬盤式溫度保護(hù)器不但對(duì)溫度敏感,而且對(duì)電流也敏感,因此它具有更全面的保護(hù)功能。
(2)嵌入式溫度保護(hù)器。這種溫度保護(hù)器通常裝在電動(dòng)機(jī)繞組中、繞組表面或繞組端面上,與電動(dòng)機(jī)繞組一起進(jìn)行浸漬處理。嵌入式溫度保護(hù)器具有體積小、靈敏度高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn),常用于各類小容量電動(dòng)機(jī)的直接保護(hù)。
(3)熱斷式溫度保護(hù)器。這種溫度保護(hù)器是一次性動(dòng)作的熱保護(hù)器。由于感溫材料融化后不能復(fù)原,所以這種保護(hù)器只能一次性使用,它通常裝在電動(dòng)機(jī)的外殼上。
(4)正溫度系數(shù)熱敏電阻式溫度保護(hù)器。這類溫度保護(hù)器是一種對(duì)溫度敏感的新型半導(dǎo)體元件(簡稱ptc),即通稱的熱敏電阻。為準(zhǔn)確反應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞組的溫度,通常在電動(dòng)機(jī)制造時(shí)將其埋設(shè)在定子繞組中,導(dǎo)線綁扎后有電動(dòng)機(jī)接線盒引出。此外,熱敏電阻也可用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)斷相溫度信號(hào),實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)。
二、安裝在電動(dòng)機(jī)外部的保護(hù)裝置。
1.過載熱保護(hù)及裝置。
通常,交流電動(dòng)機(jī)的故障主要是定子繞組損壞造成的。這些繞組的損壞大多是電動(dòng)機(jī)過載引起的。電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)行時(shí),會(huì)出現(xiàn)電流增加,繞組過熱現(xiàn)象。如果時(shí)間過長,就會(huì)損壞絕緣。過載熱保護(hù)裝置的功能就是在電動(dòng)機(jī)過載情況下,及時(shí)切斷電源,限制電動(dòng)機(jī)過熱時(shí)間,防止絕緣損壞。其保護(hù)原理是通過熱效應(yīng)元件對(duì)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)增大的電流靈敏反應(yīng)而發(fā)生動(dòng)作,以斷開電路。常用的有雙金屬片熱繼電器和空氣斷路器。其中熱繼電器純屬過載熱保護(hù)裝置,只起過載熱保護(hù),對(duì)短路、欠電壓等不具備保護(hù)功能;空氣斷路器的保護(hù)功能較多,可同時(shí)起電流過載熱保護(hù)、短路保護(hù)、欠電壓保護(hù)等多種功能。
2.過載電流保護(hù)及裝置。
(1)用于小電流過載保護(hù)時(shí),造成電動(dòng)機(jī)不能充分發(fā)揮其過載能力。這是因?yàn)椋袘?yīng)式繼電器的動(dòng)作電流最長延遲時(shí)間只有60s,而實(shí)際上電動(dòng)機(jī)在過載20%的情況下至少能完全運(yùn)行20min。
(2)過載電流保護(hù)裝置與電動(dòng)機(jī)之間無直接的熱聯(lián)系,當(dāng)造成絕緣損壞的主要危險(xiǎn)—過熱—不是由電流過大所引起的,而是由通風(fēng)不良、機(jī)械損耗增大等原因引起的,過載電流保護(hù)無效。
3.漏電保護(hù)及裝置。
當(dāng)人體可能觸及的電動(dòng)機(jī)漏電時(shí),保護(hù)裝置以人體接觸的安全電壓值或流過人體的安全電流值為基準(zhǔn),,自動(dòng)及時(shí)切斷電源,以保護(hù)人身安全,這種保護(hù)稱為電動(dòng)機(jī)的漏電保護(hù)。在中性點(diǎn)直接接地的低壓電網(wǎng)中,為提高接地保護(hù)的保護(hù)效果,可在電動(dòng)機(jī)的電源側(cè)裝設(shè)漏電開關(guān)(漏電保護(hù)器)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生碰殼故障時(shí),漏電開關(guān)立即動(dòng)作,切斷電源,從而殼防止人身觸電。
4.短路保護(hù)及裝置。
(1)對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī),熔體的額定電流(ire)應(yīng)大于或等于電動(dòng)機(jī)額定電流(in)的1.5-2.5倍,即ire≥(1.5-2.5)in。電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)時(shí)間較短時(shí),系數(shù)可取1.5;帶負(fù)載起動(dòng)、起動(dòng)時(shí)間較長或起動(dòng)頻繁時(shí),系數(shù)可取2.5.
(2)對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī),熔體的額定電流(ire)應(yīng)大于或等于最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流(in,max)的1.5-2.5倍加上同時(shí)使用的其他電動(dòng)機(jī)額定電流之和(∑in),即ire≥(1.5-2.5)in,max+∑in。
(3)熔斷器的額定電壓和額定電流不應(yīng)小于線路的額定電壓和所裝熔體的額定電流,熔斷器的型式隨線路要求和安裝條件而定。
5.缺相保護(hù)及裝置。
(1)利用燈光信號(hào)報(bào)警裝置或雙刀開關(guān)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行缺相保護(hù)。由于三相異步電動(dòng)機(jī)的缺相運(yùn)行大多是一相熔斷器熔斷造成的,所以在條件簡陋而又有值班人員經(jīng)常值班的場(chǎng)合,給每一項(xiàng)熔斷器并聯(lián)一只小紅色燈泡,就可及時(shí)發(fā)現(xiàn)一相斷線故障。這種方法只能反映熔斷器熔斷所引起的缺相運(yùn)行,而不能反映其他原因造成的斷相故障。此外,由于燈泡只能給出故障信號(hào),不能產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作,所以值班人員必須經(jīng)常注意監(jiān)視。
(2)利用欠電流繼電器對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行缺相保護(hù)。在電動(dòng)機(jī)的每相線路中個(gè)串聯(lián)一個(gè)欠電流繼電器,分別流過三相線電流。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí),三個(gè)繼電器的常開觸點(diǎn)全部接通。當(dāng)某相發(fā)生斷線故障時(shí),串聯(lián)在該相的欠電流繼電器就因失電而動(dòng)作,斷開接觸器的線圈電路,電動(dòng)機(jī)脫離電源,于是電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。這種保護(hù)方案具有動(dòng)作準(zhǔn)確、可靠的優(yōu)點(diǎn),其缺點(diǎn)是繼電器線圈長期通過電動(dòng)機(jī)的工作電流,而且當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量較大時(shí),還需要配用電流互感器,因而費(fèi)用較高。但對(duì)一些重要的生產(chǎn)機(jī)械或科研設(shè)備來說,采用欠電流繼電器來保護(hù)電動(dòng)機(jī),還是很適宜的。
(3)帶缺相保護(hù)裝置的熱繼電器。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在普通熱繼電器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)差動(dòng)機(jī)構(gòu),該繼電器即可對(duì)三相均衡過載起保護(hù)作用,又可對(duì)缺相運(yùn)行起保護(hù)作用。
6.欠壓保護(hù)及裝置。
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、定子電流與電壓有著密切關(guān)系。當(dāng)電源電壓上下波動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和定子電流相應(yīng)發(fā)生變化。與過電壓相比,電動(dòng)機(jī)欠電壓運(yùn)行的危害更大,電磁轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比地減少,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降,溫升增高,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)悶車。通常,500v以下低壓電動(dòng)機(jī)多采用空氣斷路器作為欠壓保護(hù)裝置。當(dāng)電壓低于某一整定值時(shí),空氣斷路器的欠壓脫扣器便動(dòng)作,使電動(dòng)機(jī)的主電路斷開。此外,也可采用接觸器自鎖控制線路來避免電動(dòng)機(jī)欠壓運(yùn)行。當(dāng)線路電壓下降到一定值(一般為額定電壓的85%左右)時(shí),
接觸器線圈的兩端電壓也同樣下降到該值,從而使接觸器線圈的磁通減弱,產(chǎn)生的電磁引力減少。當(dāng)電磁吸力減少到小于反作用彈簧的拉力時(shí),動(dòng)鐵芯被迫釋放,帶動(dòng)著主觸頭、自鎖觸頭同時(shí)斷開,自動(dòng)切斷主電路和控制短路,于是電動(dòng)機(jī)失電停轉(zhuǎn),從而達(dá)到欠壓保護(hù)的目的。
7.失壓保護(hù)及裝置。
當(dāng)電網(wǎng)由于某種原因而突然停電時(shí),電源電壓下降為零,電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn),生產(chǎn)機(jī)械也隨之停轉(zhuǎn)。一般情況下,生產(chǎn)機(jī)械的操作人員不可能及時(shí)拉開電源開關(guān)。如果不采用失壓保護(hù)措施,當(dāng)電網(wǎng)故障排除,電源恢復(fù)供電時(shí),電動(dòng)機(jī)便會(huì)自行運(yùn)作,從而生產(chǎn)機(jī)械也隨之轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)很可能造成人身和設(shè)備事故,并引起電網(wǎng)過電流和瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。因此,電動(dòng)機(jī)應(yīng)有失壓(零壓)保護(hù)電器。在電動(dòng)機(jī)的電氣控制線路中,起失壓保護(hù)作用的電器是接觸器和中間繼電器。當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí),接觸器和中間繼電器中的電流消失,電磁吸力減小為零,動(dòng)鐵芯釋放,觸頭復(fù)位,從而切斷主電路和控制短路的電源。當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí),若不重新按下起動(dòng)按鈕,則電動(dòng)機(jī)就不會(huì)自行起動(dòng)。這樣,就達(dá)到了對(duì)電動(dòng)機(jī)的失壓(零壓)保護(hù)的目的。