智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器的應(yīng)用與分析

時(shí)間：2021-04-09作者：安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司瀏覽：55

朱鹍
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
        分析了智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器相比熱繼電器的優(yōu)點(diǎn)，指出了在我公司成功應(yīng)用的原因，提出了應(yīng)用過程中需要注意的地方。
        公司新建一車間中，當(dāng)工程設(shè)計(jì)到電動(dòng)機(jī)保護(hù)這一部分時(shí)，設(shè)計(jì)者出于對(duì)熱繼電器保護(hù)性能的不滿意，決定采用一種新型的電動(dòng)機(jī)保護(hù)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(dòng)機(jī)保護(hù)器。 
        新車間投入運(yùn)行后，智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的優(yōu)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(xiàng)建設(shè)中全部都用智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器做保護(hù)元件，并且建議各生產(chǎn)單位逐步將以前老設(shè)備中的熱繼電器換為智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，大力推廣該設(shè)備。到目前，公司除個(gè)別設(shè)備外，其他百分之九十五，以上的設(shè)備都已經(jīng)采用了智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。 
        智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)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(gè)自帶的互感器將電動(dòng)機(jī)主線路的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的小電流模擬信號(hào)，然后通過轉(zhuǎn)換電路將這個(gè)模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)與保護(hù)器內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的參照值比較，如果信號(hào)大于參照值，那么通過延遲電路的延時(shí)后，執(zhí)行元件動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)控制回路，電動(dòng)機(jī)因此得到保護(hù)。 
        智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能取代熱繼電器，是因?yàn)樗啾戎滤哂械膬?yōu)越性。將兩者對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器具有以下優(yōu)點(diǎn)。 
1 保護(hù)精度高 
        熱繼電器的基本動(dòng)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(dòng)執(zhí)行元件動(dòng)作。這種動(dòng)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(jī)構(gòu)中的機(jī)械阻力變化都會(huì)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(hù)精度一直以來都讓人不太滿意。 
        而智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器就不存在這個(gè)問題。它除了互感器變換電流時(shí)有一點(diǎn)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消除掉，因此其保護(hù)動(dòng)作的精度是比較高的。 
        這一點(diǎn)從兩者的設(shè)定上都可以看出來。熱繼電器一般設(shè)置動(dòng)作電流，要按照電動(dòng)機(jī)額定電流的1.1倍來取；而智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器一般都取電動(dòng)機(jī)額定電流值為保護(hù)動(dòng)作值，由此可以看出兩者之間的差距。 
2  智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器保護(hù)全 
        目前智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器至少具有短路、過載、缺相、不平衡、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。因?yàn)樗峭ㄟ^計(jì)算比較電流來工作的，因此功能也比較多。按照一般電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流為額定值的7倍算，當(dāng)電流大于7 倍時(shí)，保護(hù)器就判定為電動(dòng)機(jī)短路。起動(dòng)結(jié)束后電流在 4～7 倍額定值之間的判定為堵轉(zhuǎn)。一相電流幾乎為零則判定缺相。三相電流相差較大則判定不平衡。電流在一定時(shí)間內(nèi)過設(shè)定值判定為過載。幾種保護(hù)比較明確，在其屏幕上都有顯示，一般不會(huì)誤判。而熱繼電器實(shí)際上只有過載保護(hù)功能。 
3 起動(dòng)性能的差距
        關(guān)于起動(dòng)性能的差距兩者主要體現(xiàn)在起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的設(shè)備和頻繁起動(dòng)的設(shè)備上。 
        以前使用熱繼電器時(shí)，一般用于風(fēng)機(jī)、水泵等起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)的設(shè)備時(shí)，都要在起動(dòng)期間用中間繼電器將熱繼電器旁路，防止其誤動(dòng)造成起動(dòng)失敗。 
        如果旁路電阻較大，分流不夠的話，這樣還是會(huì)引起起動(dòng)失敗。但智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器不會(huì)存在這個(gè)問題，只要將起動(dòng)時(shí)間設(shè)定好，那么只要起動(dòng)時(shí)間內(nèi)沒有出現(xiàn)7倍以上額定電流的會(huì)被視為短路的電流，系統(tǒng)都不會(huì)誤動(dòng)作。 
        另外，熱繼電器是不能頻繁起動(dòng)的。因?yàn)槠鋱?zhí)行元件在頻繁起動(dòng)的大電流下，會(huì)長(zhǎng)期發(fā)熱，因而影響起動(dòng)，造成起動(dòng)時(shí)間越來越短。而智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器因?yàn)槠渲桓鶕?jù)實(shí)際電流與設(shè)定值進(jìn)行比較來判定故障，因此起動(dòng)再多的次數(shù)對(duì)其沒有影響。
        智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器對(duì)負(fù)載的適應(yīng)性好 
        智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器一般可以將負(fù)載設(shè)為四種類型，即從平穩(wěn)的輕載到波動(dòng)的重載等四種。用戶根據(jù)負(fù)荷情況進(jìn)行設(shè)定后，可以避免很多誤動(dòng)作。而熱繼電器就無法作到，只要電動(dòng)機(jī)載一定的時(shí)間，不管其負(fù)荷狀況如何，一律停機(jī)保護(hù)。這樣對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的作業(yè)線是很不利的，會(huì)造成很多無謂的停產(chǎn)事故。 
4 智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器可以準(zhǔn)確地指示故障 
        智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的顯示屏在動(dòng)作后會(huì)準(zhǔn)確地指示動(dòng)作原因，便于用戶維修檢查時(shí)判定故障，方便故障排查處理。而熱繼電器顯然不能實(shí)現(xiàn)這樣的功能。在有些設(shè)備上由于設(shè)定了熱繼電器自動(dòng)復(fù)位，用戶甚至不知道是熱繼電器動(dòng)作引起了停機(jī)，這對(duì)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(jiǎn)單，因此生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品質(zhì)量很難。所以用熱繼電器進(jìn)行保護(hù)確實(shí)可靠性比較低。而智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器除了以上優(yōu)點(diǎn)外，還可以實(shí)時(shí)顯示運(yùn)行電流，方便操作人員監(jiān)測(cè)。 
        采用智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器要注意以下幾點(diǎn)。 
        （1）保護(hù)設(shè)定一定要準(zhǔn)確合理 
        這里所說的保護(hù)設(shè)定，不光是設(shè)定電動(dòng)機(jī)額定電流，還要包括準(zhǔn)確的起動(dòng)時(shí)間，以及合理的負(fù)載類型。因?yàn)槠饎?dòng)時(shí)間設(shè)定短了，很可能造成起動(dòng)失??；而如果設(shè)定過長(zhǎng)的話，又不能可靠地發(fā)現(xiàn)故障。所以起動(dòng)時(shí)間的設(shè)定一定要正確。 
        合理設(shè)定負(fù)載類型是可靠運(yùn)行的**。因?yàn)槿绻?fù)載類型設(shè)定錯(cuò)誤，很可能造成設(shè)備頻繁誤動(dòng)，這對(duì)生產(chǎn)和維修工作都是為不利的。 
        （2）電流進(jìn)線一定要正確可靠 
        由于智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器是通過采集負(fù)載的兩相電流信號(hào)，然后經(jīng)過矢量相加得出三相電流，因此電流進(jìn)線如果接線錯(cuò)誤，必將造成誤動(dòng)。 
        （3）智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器不能保護(hù)變頻器 
        變頻調(diào)速器在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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(dòng)機(jī)保護(hù)器來保護(hù)變頻器的話，就會(huì)經(jīng)常誤動(dòng)作，帶來不必要的問題。因此智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器不能用來保護(hù)變頻器，一般變頻器都有自己比較完善的保護(hù)，可以省略這級(jí)的保護(hù)。
5 安科瑞ARD系列智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型
5.1產(chǎn)品簡(jiǎn)介
        ARD該系列低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能?？膳c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。
5.2產(chǎn)品選型
產(chǎn)品功能
 
 
說明：“√”表示具備“■”表示可選
【參考文獻(xiàn)】
[1]齊雙英.智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用分析
[2]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：朱鹍，女，就職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)槠髽I(yè)能源管控
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