智能電動機保護控制器的應用與分析

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

        分析了智能電動機保護器相比熱繼電器的點，指出了在我公司成功應用的原因，提出了應用過程中需要注意的地方。

        公司新建車間中，當工程設計到電動機保護這部分時，設計者出于對熱繼電器保護性能的不滿意，決定采用種新型的電動機保護電器來取代它。經(jīng)過調(diào)查研究后，該工程就采用了某公司生產(chǎn)的智能電動機保護器。 

        新車間投入運行后，智能電動機保護器的越性能逐漸在生產(chǎn)過程中體現(xiàn)出來。因此，公司在以后的各項建設中全部都用智能電動機保護器做保護元件，并且建議各生產(chǎn)單位逐步將以前老設備中的熱繼電器更換為智能電動機保護器，大力推廣該設備。到目前，公司除個別設備外，其他百分之九十五，以上的設備都已經(jīng)采用了智能電動機保護器。 

        智能電動機保護器的結(jié)構(gòu)分為取源電路、轉(zhuǎn)換電路、比較電路、延遲電路、執(zhí)行元件及顯示元件等部分。它的原理是先通過兩個自帶的互感器將電動機主線路的電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃藴实男‰娏髂M信號，然后通過轉(zhuǎn)換電路將這個模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號與保護器內(nèi)部預先設定的參照值比較，如果信號大于參照值，那么通過延遲電路的延時后，執(zhí)行元件動作，切斷電動機控制回路，電動機因此得到保護。 

        智能電動機保護器能取代熱繼電器，是因為它相比之下所具有的越性。將兩者對比，可以發(fā)現(xiàn)智能電動機保護器具有以下點。 

        熱繼電器的基本動作原理，是靠雙金屬片在大電流情況下發(fā)熱變形，以此推動執(zhí)行元件動作。這種動作方式本身可靠性就差，不光是電能轉(zhuǎn)換熱能過程中存在的精度影響，單說機構(gòu)中的機械阻力變化都會影響其精度。而且它既然是溫度敏感元件，肯定受周圍環(huán)境溫度的影響就很大了。因此熱繼電器的保護精度直以來都讓人不太滿意。 

        而智能電動機保護器就不存在這個問題。它除了互感器變換電流時有點誤差外，其他電路上誤差很小。而且互感器誤差都可以在比較電路中掉，因此其保護動作的精度是比較高的。 

        這點從兩者的設定上都可以看出來。熱繼電器般設置動作電流，要按照電動機額定電流的1.1倍來??；而智能電動機保護器般都取電動機額定電流值為保護動作值，由此可以看出兩者之間的差距。 

        目前智能電動機保護器至少具有短路、過載、缺相、不平衡、堵轉(zhuǎn)等保護功能。因為它是通過計算比較電流來工作的，因此功能也比較多。按照般電動機起動電流為額定值的7倍算，當電流大于7 倍時，保護器就判定為電動機短路。起動結(jié)束后電流在 4～7 倍額定值之間的判定為堵轉(zhuǎn)。相電流幾乎為則判定缺相。三相電流相差較大則判定不平衡。電流在定時間內(nèi)超過設定值判定為過載。幾種保護比較明確，在其屏幕上都有顯示，般不會誤判。而熱繼電器實際上只有過載保護功能。 

        關(guān)于起動性能的差距兩者主要體現(xiàn)在起動時間長的設備和頻繁起動的設備上。 

        以前使用熱繼電器時，般用于風機、水泵等起動時間較長的設備時，都要在起動期間用中間繼電器將熱繼電器旁路，防止其誤動造成起動失敗。 

        如果旁路電阻較大，分流不夠的話，這樣還是會引起起動失敗。但智能電動機保護器不會存在這個問題，只要將起動時間設定好，那么只要起動時間內(nèi)沒有出現(xiàn)7倍以上額定電流的會被視為短路的電流，系統(tǒng)都不會誤動作。 

        另外，熱繼電器是不能頻繁起動的。因為其執(zhí)行元件在頻繁起動的大電流下，會長期發(fā)熱，因而影響起動，造成起動時間越來越短。而智能電動機保護器因為其只根據(jù)實際電流與設定值進行比較來判定故障，因此起動再多的次數(shù)對其沒有影響。

        智能電動機保護器對負載的適應性更好 

        智能電動機保護器般可以將負載設為四種類型，即從平穩(wěn)的輕載到波動的重載等四種。用戶根據(jù)負荷情況進行設定后，可以避免很多誤動作。而熱繼電器就無法作到，只要電動機超載定的時間，不管其負荷狀況如何，律停機保護。這樣對連續(xù)生產(chǎn)的作業(yè)線是很不利的，會造成很多無謂的停產(chǎn)事故。 

        智能電動機保護器的顯示屏在動作后會準確地指示動作原因，便于用戶維修檢查時判定故障，方便故障排查處理。而熱繼電器顯然不能實現(xiàn)這樣的功能。在有些設備上由于設定了熱繼電器自動復位，用戶甚至不知道是熱繼電器動作引起了停機，這對檢查排除故障顯然是很不利的。 

        另外由于熱繼電器的制造工藝比較簡單，因此生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品質(zhì)量很難保證。所以用熱繼電器進行保護確實可靠性比較低。而智能電動機保護器除了以上點外，還可以實時顯示運行電流，方便操作人員監(jiān)測。 

        采用智能電動機保護器要注意以下幾點。 

        （1）保護設定定要準確合理 

        這里所說的保護設定，不光是設定電動機額定電流，還要包括準確的起動時間，以及合理的負載類型。因為起動時間設定短了，很可能造成起動失??；而如果設定過長的話，又不能可靠地發(fā)現(xiàn)故障。所以起動時間的設定定要正確。 

        合理設定負載類型是可靠運行的保障。因為如果負載類型設定錯誤，很可能造成設備頻繁誤動，這對生產(chǎn)和維修工作都是為不利的。 

        （2）電流進線定要正確可靠 

        由于智能電動機保護器是通過采集負載的兩相電流信號，然后經(jīng)過矢量相加得出第三相電流，因此電流進線如果接線錯誤，必將造成誤動。 

        （3）智能電動機保護器不能保護變頻器 

        變頻調(diào)速器在低速運轉(zhuǎn)時，其輸入側(cè)的三相電流，由于整流電路的關(guān)系，很可能不平衡，甚至出現(xiàn)缺相現(xiàn)象。這種情況本身是正常的，但如果用智能電動機保護器來保護變頻器的話，就會經(jīng)常誤動作，帶來不必要的問題。因此智能電動機保護器不能用來保護變頻器，般變頻器都有自己比較完善的保護，*可以省略這級的保護。

5 安科瑞ARD系列智能電動機保護器介紹與綜合選型

5.1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。應用范圍：可廣泛應用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。

5.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能