三相異步電動(dòng)機(jī)智能保護(hù)裝置分析

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 2018011

  摘　要：結(jié)合實(shí)際，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置進(jìn)行研究。先是對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的故障原因闡述，其次在解析影響因素的基礎(chǔ)上對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)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(dòng)機(jī)；保護(hù)裝置；分析

  0引言

電動(dòng)機(jī)主要是通過(guò)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(jī)械能，可以完成動(dòng)力輸出，給其他設(shè)備的運(yùn)行提供原始動(dòng)力，該設(shè)備是經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所的一部分，同時(shí)也是重要的用電設(shè)備。按照電源的類(lèi)型不同，電動(dòng)機(jī)主要可以分成直流與交流兩種形式，而應(yīng)用最為普遍的就是交流三相異步電動(dòng)機(jī)，其組成結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單且價(jià)格低，使用壽命比較長(zhǎng)、故障率低，所以成為各個(gè)領(lǐng)域中動(dòng)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(yùn)輸、提升、通風(fēng)、給排水、消防等各項(xiàng)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(dòng)機(jī)具備非常多的優(yōu)勢(shì)，但是也存在很多的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題無(wú)法解決，比如電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行、過(guò)熱、過(guò)載、軸承損壞、電壓過(guò)低或者電壓不平衡等，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)無(wú)法有序開(kāi)展，也會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的故障問(wèn)題，造成非常大的危害。

  1三相異步電動(dòng)機(jī)的故障原因分析

三相異步電動(dòng)機(jī)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(gè)種類(lèi)，前者多數(shù)都是因?yàn)殡妷翰缓细窕蛘呷嚯妷翰粚?duì)稱等而造成的電流過(guò)高、缺相運(yùn)行、過(guò)載運(yùn)行、傳統(tǒng)裝置不能有效運(yùn)轉(zhuǎn)等；后者主要是因?yàn)檩S承過(guò)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(guò)高、絕緣老化等等。從機(jī)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(wèn)題發(fā)生之后會(huì)造成電動(dòng)機(jī)不能正常的運(yùn)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(wèn)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(bǔ)的。

  2三相異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置

三相異步電動(dòng)機(jī)中所設(shè)置的保護(hù)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(dòng)機(jī)容量、型式、控制方式、配電設(shè)備等等多個(gè)方面的因素，然后確定最為合適的保護(hù)裝置與啟動(dòng)設(shè)備，從而可以保證系統(tǒng)可以正常的運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的故障缺陷。

      2.1保護(hù)與控制的關(guān)系。

  電動(dòng)機(jī)的保護(hù)與控制存在著直接的聯(lián)系，將所有的保護(hù)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(hù)線路中各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，然后經(jīng)過(guò)系統(tǒng)性的分析，才能開(kāi)始后續(xù)的操作。比如，電動(dòng)機(jī)存在過(guò)載保護(hù)的情況，而控制則需要根據(jù)其系統(tǒng)的運(yùn)行可以立即或者延時(shí)發(fā)出

斷開(kāi)指令，可以有效的過(guò)載所產(chǎn)生的嚴(yán)重影響。

2.2電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)保護(hù)。

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)就是在設(shè)備通電之后，開(kāi)啟正常的運(yùn)行。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，電動(dòng)機(jī)需要經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的啟動(dòng)與停止，還有些情況是帶負(fù)荷啟動(dòng)，在啟動(dòng)的瞬間會(huì)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況存在，此時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行電流會(huì)非常大，很多情況下都會(huì)達(dá)到額定電流的4~7倍。這種情況下，線路內(nèi)的壓降會(huì)比較大，會(huì)直接導(dǎo)致同一線路中的其他負(fù)載電壓比較低，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。如果嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)工作電壓會(huì)快速下降，導(dǎo)致啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩比較小而不能及時(shí)開(kāi)啟運(yùn)行，也會(huì)出現(xiàn)繞組熱量過(guò)高的情況，絕緣老化，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備的使用壽命縮短。因此，在電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中，一般不會(huì)采取直接啟動(dòng)的方式。(

       2.3大功率皮帶輸送機(jī)電機(jī)保護(hù)。

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(lái)完成。在當(dāng)前所應(yīng)用的是交流真空軟起動(dòng)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(jìn)行分?jǐn)嗷蛘哌B通處理，然后就能夠保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通?？梢愿鶕?jù)需要來(lái)設(shè)置故障檢測(cè)裝置，使用結(jié)束后可以進(jìn)行電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)先后的故障檢測(cè)，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(jī)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(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程緩慢進(jìn)行，保證電動(dòng)機(jī)無(wú)論出于任何工作狀態(tài)之下都能夠?qū)崿F(xiàn)平滑起動(dòng)，有效的減小起動(dòng)電流，使得系統(tǒng)運(yùn)行更加的穩(wěn)定，性能也不會(huì)受到任何影響，從而可以有效的延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。在設(shè)備運(yùn)行中，可以通過(guò)控制軟/硬起動(dòng)的方式來(lái)進(jìn)行起動(dòng)控制。采用軟起動(dòng)的方式，在開(kāi)啟開(kāi)關(guān)之后，可控硅出發(fā)控制器能夠發(fā)射出控制信號(hào)，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(dòng)曲線來(lái)進(jìn)行輸出電壓，而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)伴隨著電壓的升高而逐步的增大。在系統(tǒng)運(yùn)行的輸出電壓達(dá)到100%的情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速也能夠達(dá)到規(guī)定的要求。在該過(guò)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(shí)能夠關(guān)斷可控硅輸出，此時(shí)就能夠*實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)的要求。在核心處理器裝置中布置了軟起動(dòng)保護(hù)裝置之后，然后就能夠應(yīng)用到實(shí)時(shí)檢測(cè)保護(hù)階段中，進(jìn)而能給正常工作的電動(dòng)機(jī)提供各項(xiàng)檢測(cè)、分析與保護(hù)功能，最終可以保證三相異步電動(dòng)機(jī)等設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行，不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的系統(tǒng)故障缺陷。

    2.4小功率電機(jī)保護(hù)。

風(fēng)機(jī)、給煤機(jī)、閘板、電液動(dòng)推桿等部分都需要使用電動(dòng)機(jī)來(lái)控制，而這些設(shè)備中需要設(shè)置綜合智能監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)將其直接和主回路連接起來(lái)，就能夠針對(duì)電壓、電流等系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行取樣分析，進(jìn)而可以給電機(jī)缺相、短路、堵轉(zhuǎn)、過(guò)載等情況的發(fā)生提供必要的防護(hù)處理，可以使得系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓、過(guò)載、漏電、過(guò)熱等故障問(wèn)題，從而可以形成次要保護(hù)系統(tǒng)，最終可以進(jìn)行關(guān)閉或者開(kāi)啟保護(hù)處理。同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行與故障的各方面信息記錄，并且實(shí)時(shí)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(dòng)機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型

3.1產(chǎn)品簡(jiǎn)介

ARD該系列低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，具有過(guò)載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。可與接觸器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等電器元件構(gòu)成電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元，具有遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)直接控制、面板指示、信號(hào)報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)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(shuō)明：“√"表示具備“■"表示可選

    4結(jié)束語(yǔ)

三相異步電動(dòng)機(jī)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(shì)，但是依然存在很多的運(yùn)行問(wèn)題，所以需要結(jié)合系統(tǒng)的運(yùn)行實(shí)際需要選擇合適的保護(hù)裝置，可以保證設(shè)備能夠達(dá)到、穩(wěn)定的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，有效的故障缺陷，為生產(chǎn)高效進(jìn)行提供良好基礎(chǔ)。

  【參考文獻(xiàn)】

[1]許順隆，林洪貴.異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)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(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置[J].環(huán)球市場(chǎng)，2020(2)：369.

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

  作者簡(jiǎn)介：

劉細(xì)鳳，女，本科安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)殡妱?dòng)機(jī)保護(hù)器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用