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淺析建筑工業(yè)中電動機保護裝置的運用
摘要：本文主要闡述了在建筑工業(yè)中電動機的主要故障因素和保護裝置。電動機的故障因素大概有八類，常用的保護裝置有七類：溫度保護、過載保護、漏電保護、短路保護、缺相保護、欠電壓保護、失電壓保護。概述了電動機保護裝置的發(fā)展過程和常用類型間的協(xié)調(diào)配合。
關(guān)鍵詞：電動機 故障因素 保護裝置
在建筑工業(yè)中，電動機的調(diào)試及運轉(zhuǎn)工作占據(jù)了很長的時間，它是建筑工業(yè)工程中的重要組成部分。電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的設(shè)備,在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、文教、醫(yī)療及家電工業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。
一、導(dǎo)致電動機故障的因素
導(dǎo)致電動機故障發(fā)生的因素多種多樣，主要有以下幾類：
⑴電動機短路
短路因素包括定子繞組的相間短路和一相繞組的匝間短路，還包括供電線路的短路。
⑵電動機斷相
變壓器一次側(cè)缺相、電動機繞組或供電線路一相斷線。
⑶電動機單相接地
電動機及供電線路因受潮而使絕緣電阻下降，漏電電流增加。
⑷電動機軸承溫度過高，鼠籠式電動機轉(zhuǎn)子斷條
⑸電動機定子繞組低電壓
⑹同步電動機失步、失磁或出現(xiàn)非同步?jīng)_擊電流等
⑺供給電動機的電壓過高或過低，或頻率異常
⑻電動機機械過負荷發(fā)生堵轉(zhuǎn)
二、電動機保護裝置
我國的電動機保護裝置大致經(jīng)歷了全面仿蘇，自行設(shè)計，更新?lián)Q代，智能化發(fā)展等幾個階段。近年來由于微處理技術(shù)的發(fā)展，給電動機保護器向智能化，多功能化方向發(fā)展提供了硬件平臺，使得電機保護進入了一個飛速發(fā)展的階段。
（一）熱繼電器、熔斷器和電磁式電流繼電器構(gòu)成的保護
熱繼電器是利用雙金屬片熱效應(yīng)工作的，雙金屬片是由不同膨脹系數(shù)的兩片金屬鉚合而成，當(dāng)電流通過時它將產(chǎn)生熱量，并向膨脹系數(shù)小的一邊彎曲，電流的大小和彎曲的程度成正比，當(dāng)電流超過熱繼電器整定電流的一定倍數(shù)時就會啟動其中的脫扣裝置從而切斷主回路達到保護的目的。
電磁式電流繼電器具有過載、堵轉(zhuǎn)保護功能，有的還有缺相保護，其過載保護具有反時限特性，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機械制造精度高，價格高且體積龐大，因而目前已被基本淘汰。
（二）采用半導(dǎo)體、集成電路構(gòu)成的模擬電子式保護
由晶閘管型發(fā)展至集成電路型的電子式保護,在上個世紀七八十年代，隨著半導(dǎo)體模擬器件的興起及普及，涌現(xiàn)出了一批性能比較可靠、功能多樣化的電子式電動機保護器，為電機的可靠運行提供了較可靠的保障。
(三)微機型數(shù)字電子式保護
采用微機技術(shù)的微機電動機保護方式，這類電動機保護器主要以單片機作為控制器，可實現(xiàn)電機的智能化綜合保護。因為采用了單片機就使得在相同硬件條件下集多種功能于一體的綜合保護器的出現(xiàn)稱為可能。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電動機保護器正朝著智能化，綜合化，高精度，高可靠性方向發(fā)展。
1.溫度保護裝置
⑴雙金屬盤式溫度保護器。雙金屬盤式溫度繼電器，通常裝在電動機端蓋上，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器不但對溫度敏感，而且對電流也敏感，因此它具有更全面的保護功能。
⑵嵌入式溫度保護器。這種溫度保護器通常裝在電動機繞組中、繞組表面或繞組端面上，與電動機繞組一起進行浸漬處理。嵌入式溫度保護器具有體積小、靈敏度高、可靠性好等優(yōu)點，常用于各類小容量電動機的直接保護。
2.過載保護裝置
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裝置，只起過載熱保護，對短路、欠電壓等不具備保護功能，用于普通小容量交流電機，工作條件良好，不存在頻繁啟動等惡劣工況的場合，由于精度較差，可靠性不能保證。空氣斷路器的保護功能較多，可同時起電流過載熱保護、短路保護、欠電壓保護等多種功能。
過載保護裝置的動作時間應(yīng)比電動機起動時間略長一點。電動機過載保護裝置的特性只有躲開電動機起動電流的特性，才能確保其正常運轉(zhuǎn)；但其動作時間又不能太長，其特性只能在電動機熱特性之下才能起到過載保護作用。
3.漏電保護裝置
在中性點直接接地的低壓電網(wǎng)中，為提高接地保護的保護效果，可在電動機的電源側(cè)裝設(shè)漏電開關(guān)（漏電保護器）。當(dāng)電動機發(fā)生碰殼故障時，漏電開關(guān)立即動作，切斷電源，從而防止人身觸電。
4.短路保護裝置
⑴對于單臺電動機，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于電動機額定電流的1.5-2.5倍。電動機輕載起動時間較短時，系數(shù)可取1.5；帶負載起動、起動時間較長或起動頻繁時，系數(shù)可取2.5。
⑵對于多臺電動機，熔體的額定電流應(yīng)大于或等于最大一臺電動機額定電流的1.5-2.5倍加上同時使用的其他電動機額定電流之和。
5.缺相保護裝置
⑴利用燈光信號報警裝置或雙刀開關(guān)對三相異步電動機進行缺相保護。
⑵利用欠電流繼電器對三相異步電動機進行缺相保護。在電動機的每相線路中各串聯(lián)一個欠電流繼電器，分別流過三相線電流。當(dāng)電動機正常運行時，三個繼電器的常開觸點全部接通。當(dāng)某相發(fā)生斷線故障時，串聯(lián)在該相的欠電流繼電器就因失電而動作，斷開接觸器的線圈電路，電動機脫離電源停轉(zhuǎn)。
⑶帶缺相保護裝置的熱繼電器。其結(jié)構(gòu)特點是在普通熱繼電器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一個差動機構(gòu)，該繼電器既可對三相均衡過載起保護作用，又可對缺相運行起保護作用。
6.欠壓保護裝置
通常500V以下低壓電動機多采用空氣斷路器作為欠壓保護裝置。當(dāng)電壓低于某一整定值時，空氣斷路器的欠壓脫扣器便動作，使電動機的主電路斷開。
此外，也可采用接觸器自鎖控制線路來避免電動機欠壓運行。當(dāng)線路電壓下降到一定值（一般為額定電壓的85%左右）時，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，動鐵芯被迫釋放，帶動著主觸頭、自鎖觸頭同時斷開，自動切斷主電路和控制短路，于是電動機失電停轉(zhuǎn)，從而達到欠壓保護的目的。
7.失壓保護裝置
電動機應(yīng)有失壓（零壓）保護電器。在電動機的電氣控制線路中，起失壓保護作用的電器是接觸器和中間繼電器。當(dāng)電網(wǎng)停電時，接觸器和中間繼電器中的電流消失，電磁吸力減小為零，動鐵芯釋放，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，若不重新按下起動按鈕，則電動機就不會自行起動。這樣就達到了對電動機的失壓（零壓）保護的目的。
三、結(jié)束語
不管采用何種保護裝置，必須考慮過載保護裝置與電動機、過載保護裝置與短路保護裝置的協(xié)調(diào)配合。電動機保護裝置經(jīng)歷了由低級到高級、由簡單到復(fù)雜逐漸完善的發(fā)展過程，在這個過程中一批批技術(shù)人員傾注了大量的熱情與心血，雖然電動機保護器已發(fā)展到了微電子時代，但我想電動機保護器的課題將永遠不會停止，仍然需要我們百倍努力，仍有大量的工作等著我們?nèi)プ觯纾弘妱訖C保護器仍沒有國際標準，導(dǎo)致市場上產(chǎn)品良莠不齊，這就說明電動機保護器成長之路還很漫長，我們期待著電動機保護行業(yè)的更好發(fā)展！
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