三相異步電動機智能保護裝置分析

張娟 

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011

  摘　要：結(jié)合實際，對異步電動機的保護裝置進行研究。先是對三相異步電動機的故障原因闡述，其次在解析影響因素的基礎(chǔ)上對三相異步電動機的保護裝置內(nèi)容探討。希望論述后，可以給相關(guān)工作人員提供幫助。

關(guān)鍵詞：異步電動機；保護裝置；分析

  0引言

電動機主要是通過電磁感應(yīng)原理將通入到系統(tǒng)內(nèi)的電能直接轉(zhuǎn)化成為機械能，可以完成動力輸出，給其他設(shè)備的運行提供原始動力，該設(shè)備是經(jīng)濟發(fā)展中所必不可少的一部分，同時也是重要的用電設(shè)備。按照電源的類型不同，電動機主要可以分成直流與交流兩種形式，而應(yīng)用*為普遍的就是交流三相異步電動機，其組成結(jié)構(gòu)相對簡單且價格低，使用壽命比較長、故障率低，所以成為各個領(lǐng)域中動力輸出裝置。將該裝置應(yīng)用到煤礦企業(yè)生產(chǎn)中，所發(fā)揮出的作用是非常明顯的，其可以完成運輸、提升、通風(fēng)、給排水、消防等各項作用，極大的滿足煤礦企業(yè)的日常生產(chǎn)的需要。雖然從這一方面分析交流三相異步電動機具備非常多的優(yōu)勢，但是也存在很多的現(xiàn)實問題無法解決，比如電動機缺相運行、過熱、過載、軸承損壞、電壓過低或者電壓不平衡等，進而導(dǎo)致生產(chǎn)無法有序開展，也會引發(fā)嚴(yán)重的故障問題，造成非常大的危害。

  1三相異步電動機的故障原因分析

三相異步電動機發(fā)生故障的主要原因可以分成外部原因與本體原因兩個種類，前者多數(shù)都是因為電壓不合格或者三相電壓不對稱等而造成的電流過高、缺相運行、過載運行、傳統(tǒng)裝置不能有效運轉(zhuǎn)等；后者主要是因為軸承過載導(dǎo)致?lián)p壞、定子繞組短路、定子與轉(zhuǎn)子摩擦、風(fēng)葉損壞、溫度過高、絕緣老化等等。從機械角度出發(fā)，安裝、裝配施工的質(zhì)量比較差，而電磁方面的故障問題發(fā)生之后會造成電動機不能正常的運行，甚至導(dǎo)致部分的結(jié)構(gòu)部分出現(xiàn)損壞嚴(yán)重，如果出現(xiàn)短路的問題，甚至?xí)霈F(xiàn)更加嚴(yán)重的危害，造成的后果是難以彌補的。

  2三相異步電動機的保護裝置

三相異步電動機中所設(shè)置的保護裝置具備比較高的復(fù)雜性，在具體的應(yīng)用環(huán)節(jié)，應(yīng)該綜合考慮到電動機容量、型式、控制方式、配電設(shè)備等等多個方面的因素，然后確定*為合適的保護裝置與啟動設(shè)備，從而可以保證系統(tǒng)可以正常的運行，不會出現(xiàn)嚴(yán)重的故障缺陷。

      2.1保護與控制的關(guān)系。

  電動機的保護與控制存在著直接的聯(lián)系，將所有的保護系統(tǒng)全部度安裝到控制系統(tǒng)內(nèi)，其可以準(zhǔn)確的獲取保護線路中各項數(shù)據(jù)信息，然后經(jīng)過系統(tǒng)性的分析，才能開始后續(xù)的操作。比如，電動機存在過載保護的情況，而控制則需要根據(jù)其系統(tǒng)的運行可以立即或者延時發(fā)出

斷開指令，可以有效的消除過載所產(chǎn)生的嚴(yán)重影響。

2.2電動機的啟動保護。

電動機啟動就是在設(shè)備通電之后，開啟正常的運行。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，電動機需要經(jīng)過反復(fù)多次的啟動與停止，還有些情況是帶負荷啟動，在啟動的瞬間會出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況存在，此時的系統(tǒng)運行電流會非常大，很多情況下都會達到額定電流的4~7倍。這種情況下，線路內(nèi)的壓降會比較大，會直接導(dǎo)致同一線路中的其他負載電壓比較低，進而導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運行。如果嚴(yán)重，會導(dǎo)致電動機工作電壓會快速下降，導(dǎo)致啟動轉(zhuǎn)矩比較小而不能及時開啟運行，也會出現(xiàn)繞組熱量過高的情況，絕緣老化，進而導(dǎo)致設(shè)備的使用壽命縮短。因此，在電動機生產(chǎn)中，一般不會采取直接啟動的方式。(

       2.3大功率皮帶輸送機電機保護。

傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用的是液力耦合器、電抗器等額裝置來完成。在當(dāng)前所應(yīng)用的是交流真空軟起動裝置，在主電路內(nèi)安裝晶閘管，微處理主要使用的是施耐德ATS48系列及BENSHAW產(chǎn)品，能夠直接進行分?jǐn)嗷蛘哌B通處理，然后就能夠保護整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通?？梢愿鶕?jù)需要來設(shè)置故障檢測裝置，使用結(jié)束后可以進行電動機啟動先后的故障檢測，主要是確定溫度、電壓、電流等是否存在異常情況，然后還能夠利用輸出端子與上位機能夠?qū)崿F(xiàn)有效的控制。該裝置可以更好的保證三相異步電動機啟動過程緩慢進行，保證電動機無論出于任何工作狀態(tài)之下都能夠?qū)崿F(xiàn)平滑起動，有效的減小起動電流，使得系統(tǒng)運行更加的穩(wěn)定，性能也不會受到任何影響，從而可以有效的延長設(shè)備的使用壽命。在設(shè)備運行中，可以通過控制軟/硬起動的方式來進行起動控制。采用軟起動的方式，在開啟開關(guān)之后，可控硅出發(fā)控制器能夠發(fā)射出控制信號，然后就能夠有效的控制輸出電壓，就能夠?qū)崿F(xiàn)從起始電壓輸出，根據(jù)規(guī)定要求的起動曲線來進行輸出電壓，而電動機的轉(zhuǎn)速會伴隨著電壓的升高而逐步的增大。在系統(tǒng)運行的輸出電壓達到100%的情況下，電機轉(zhuǎn)速也能夠達到規(guī)定的要求。在該過程中加速形成之后，真空接觸器吸合，可控硅組就能夠直接觸發(fā)控制器，此時能夠關(guān)斷可控硅輸出，此時就能夠完全實現(xiàn)軟起動的要求。在核心處理器裝置中布置了軟起動保護裝置之后，然后就能夠應(yīng)用到實時檢測保護階段中，進而能給正常工作的電動機提供各項檢測、分析與保護功能，*終可以保證三相異步電動機等設(shè)備可以實現(xiàn)穩(wěn)定的運行，不會導(dǎo)致嚴(yán)重的系統(tǒng)故障缺陷。

    2.4小功率電機保護。

風(fēng)機、給煤機、閘板、電液動推桿等部分都需要使用電動機來控制，而這些設(shè)備中需要設(shè)置綜合智能監(jiān)控保護系統(tǒng)，同時將其直接和主回路連接起來，就能夠針對電壓、電流等系統(tǒng)運行的技術(shù)參數(shù)進行取樣分析，進而可以給電機缺相、短路、堵轉(zhuǎn)、過載等情況的發(fā)生提供必要的防護處理，可以使得系統(tǒng)不會出現(xiàn)過壓、過載、漏電、過熱等故障問題，從而可以形成次要保護系統(tǒng)，*終可以進行關(guān)閉或者開啟保護處理。同時還能夠?qū)崿F(xiàn)運行與故障的各方面信息記錄，并且實時查詢，這種系統(tǒng)組合方式的成本比較低，安裝與維修都比較方便，管理效果非常好。

3安科瑞ARD系列智能電動機保護器介紹與綜合選型

3.1產(chǎn)品簡介

ARD該系列低壓電動機保護器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護功能。可與接觸器、電動機起動器等電器元件構(gòu)成電動機控制保護單元，具有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。應(yīng)用范圍：可廣泛應(yīng)用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。

3.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能

   說明：“√”表示具備“■”表示可選

    4結(jié)束語

三相異步電動機是當(dāng)前生產(chǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵性設(shè)備，雖然其具備明顯的優(yōu)勢，但是依然存在很多的運行問題，所以需要結(jié)合系統(tǒng)的運行實際需要選擇合適的保護裝置，可以保證設(shè)備能夠達到**、穩(wěn)定的運行標(biāo)準(zhǔn)，有效的消除故障缺陷，為生產(chǎn)高效進行提供良好基礎(chǔ)。

  【參考文獻】

[1]許順隆，林洪貴.異步電動機啟動電容容量的選擇[J].電氣工程，2015，3(01)：24-31.

[2]馬幸榮.異步電動機的保護裝置[J].環(huán)球市場，2020(2)：369.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版.

  作者簡介：張娟，女，本科安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為電動機保護器的設(shè)計與應(yīng)用