電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器之解析

電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器之解析我們知道，熱繼電器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，體積小，使用方便的優(yōu)點(diǎn)。但熱繼電器保護(hù)功能單一，精度低，動(dòng)作不穩(wěn)定，發(fā)熱時(shí)間常數(shù)小。簡(jiǎn)單地說，熱繼電器樣樣都好，就是保護(hù)性能不可靠，這是其致命弱點(diǎn)，也正因?yàn)榇?，保護(hù)性能可靠的電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器應(yīng)運(yùn)而生。它在顯示其勃勃生機(jī)的同時(shí)，正經(jīng)歷著一個(gè)逐漸走向成熟的過程。有些企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境較惡劣，高溫、多粉塵、潮濕、連續(xù)生產(chǎn)，電動(dòng)機(jī)損壞率較高。我們?cè)群筮x用過好幾種形式的電機(jī)保護(hù)器，也因而得出了一些體會(huì)。下面從可靠性、使用方便程度及經(jīng)濟(jì)性三方面來對(duì)電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，談?wù)勛约翰怀墒斓捏w會(huì)。

電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）可靠性目前，工礦企業(yè)熱繼電器普遍使用，但損壞電機(jī)現(xiàn)象也普遍存在。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，異步電機(jī)的故障中90％以上是定子繞組因過熱損壞，而其中近60％是因斷相故障引起，這既說明了熱繼電器作為斷相保護(hù)相當(dāng)不可靠，又說明了斷相保護(hù)的必要性。且熱繼電器因電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的沖擊，引起自身的斷相也偶有發(fā)生，所以新穎的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器必須具備斷相保護(hù)功能。前面已經(jīng)提到，熱繼電器的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)小，對(duì)于大慣量重載起動(dòng)的電機(jī)非常不適應(yīng)，常采用起動(dòng)時(shí)短接熱繼電器的方法，這樣不但使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本增加，同時(shí)也存在了保護(hù)的死區(qū)。有的為了避免起動(dòng)時(shí)誤動(dòng)作，調(diào)大整定電流，使保護(hù)形同虛設(shè)，而大多數(shù)的電子式電機(jī)保護(hù)器的檢測(cè)電流互感器由于采用了速飽和電流互感器，故一般具有冷態(tài)時(shí)允許起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)；熱態(tài)時(shí)過載動(dòng)作迅速的特點(diǎn)。這正好與工礦企業(yè)的電動(dòng)機(jī)實(shí)際保護(hù)要求相匹配，更能可靠的保護(hù)電機(jī)過載。熱繼電器的檢測(cè)元件是雙金屬片，由于起動(dòng)電流及過載等過流沖擊，很容易使雙金屬片產(chǎn)生疲勞效應(yīng)，造成刻度值偏移，動(dòng)作不穩(wěn)定，且這在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)卻較難發(fā)現(xiàn)，最后造成過載不動(dòng)作。而電子式電機(jī)保護(hù)器由于檢測(cè)元件采用電流互感器，不存在發(fā)熱問題，其動(dòng)作穩(wěn)定性與熱繼電器相比有了質(zhì)的飛躍。

使用方便程度較先進(jìn)的電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器），檢測(cè)元件一般采用電流互感器，且出現(xiàn)了穿芯式結(jié)構(gòu)。自穿芯式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）問世，由于同熱繼電器相比具有眾多優(yōu)點(diǎn)，引起了電工界的濃厚興趣。穿芯式結(jié)構(gòu)不但具有使用方便，與主回路完全隔離，既不會(huì)影響主回路，又提高了自身的可靠性。同時(shí)，又徹底解決了接線端子發(fā)熱的問題，且互換性好。但目前國(guó)內(nèi)外一般只有大規(guī)格電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）采用穿芯式，而小規(guī)格只能采用接線式。電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）解決了熱繼電器功能單一的問題，新產(chǎn)生了需工作電源的弊端。雖然電子線路放大、驅(qū)動(dòng)需工作電源的要求在情理之中，但是對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的應(yīng)用帶來了一系列的問題，如用戶使用前必須認(rèn)準(zhǔn)電源接線端子，了解電源電壓等級(jí)等諸多不便。另外，由于電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）需要連續(xù)工作，這樣因電網(wǎng)電壓的波動(dòng)、干擾、自身的發(fā)熱等因素，使其的故障率也很高。據(jù)我廠曾對(duì)使用過的電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的不完全統(tǒng)計(jì)，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的自身故障一半以上均出自電源部分，這大大挫傷了電氣工作者使用電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的熱情。

另外，電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）由于執(zhí)行元件采用電磁式繼電器，存在了兩個(gè)難以克服的矛盾。一、采用繼電器的常開觸點(diǎn)實(shí)行保護(hù)方案，其特點(diǎn)主回路不工作時(shí)觸點(diǎn)常開，所以其觸點(diǎn)必須串接于接觸器的自?；芈罚@樣既使用戶感到安裝不便，又無法用于自動(dòng)控制的電路；二、用繼電器的常閉觸點(diǎn)動(dòng)作實(shí)行保護(hù)方案，雖然其控制觸點(diǎn)可象熱繼電器一樣直接串接于控制回路，但由于其自動(dòng)復(fù)位，同樣也無法適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)。

這大大限制了電子式電機(jī)保護(hù)器的使用范圍。一方面替代熱繼電器時(shí)需改變控制線路，另一方面不能使用于因無人看守，長(zhǎng)期工作，故障率相對(duì)較高的需自動(dòng)控制的設(shè)備如水泵、壓縮機(jī)等。經(jīng)濟(jì)性由于熱繼電器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)批量大，成本極為低廉；而電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）其內(nèi)部一般由信號(hào)檢測(cè)，放大、處理、執(zhí)行、電源等部分構(gòu)成，其生產(chǎn)成本遠(yuǎn)比熱繼電器高，這給用戶初次投資帶來一定的壓力，也給全面推廣電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）帶來了一定的困難。作為生產(chǎn)廠家，在提高產(chǎn)品性能的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本是需不斷努力的目標(biāo)。新穎電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）。

從上述可知，電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的特點(diǎn)是功能可靠，但普遍存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用維修不便、體積大、成本高的不足。這里我向大家介紹由寧波市海曙巨龍電氣廠生產(chǎn)的經(jīng)過我廠兩年多使用的UL-E2系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）。該產(chǎn)品保留了電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的所有優(yōu)點(diǎn)，而完全克服了該類電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的不足。下面也從三方面同普通的電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）作一下比較。

功能：該電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）具有斷相、過電流保護(hù)功能。該電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）在我廠使用二年多來，已使用UL-E2系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的設(shè)備，基本上沒發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)損壞現(xiàn)象，尤其是該電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）使用于退火窯中的引風(fēng)機(jī)。由于風(fēng)機(jī)的動(dòng)平衡較差，常因振動(dòng)引起固定腳松動(dòng)，進(jìn)一步引起電源線拉斷或接線端松脫，但從未造成電機(jī)損壞。該電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）除了具有一般電子式電機(jī)保護(hù)器功能多、動(dòng)作靈敏、性能穩(wěn)定外，還具有如下特點(diǎn)；電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）斷相信號(hào)及過電流保護(hù)信號(hào)獨(dú)立，這樣，既使過電流的設(shè)定值不當(dāng)，也不管電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)前斷相還是運(yùn)行中斷相，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）均能可靠動(dòng)作。UL-E2系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的電流整定用刻度盤表示，非常醒目方便，使用時(shí)只需把刻度調(diào)節(jié)到與電動(dòng)機(jī)額定電流相對(duì)應(yīng)的值?？朔四壳皣?guó)內(nèi)同類產(chǎn)品需滿載調(diào)試的困難。這樣使用電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）后，既能使電動(dòng)機(jī)充分發(fā)揮過載能力，又能使電動(dòng)機(jī)得到可靠的保護(hù)。

使用方便程度：UL-E2系列電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的使用甚為方便，整個(gè)系列均采用串芯式（只須穿1匝），無需外電源的結(jié)構(gòu)，而這方面日本OMRON公司的同類產(chǎn)品小規(guī)格保護(hù)器需穿8匝。巨龍電氣廠這方面的突破，關(guān)鍵是他們的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了專利技術(shù)的微功耗固態(tài)繼電器，驅(qū)動(dòng)功耗為1uW，而電磁式繼電器，驅(qū)動(dòng)功率為200mW,相比之下，靈敏度高了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，徹底解決了電子式保護(hù)器無源化、串芯式的問題。且該電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）具有智能特性，保護(hù)器不但能直接串接于控制回路，還能自動(dòng)識(shí)別手動(dòng)控制回路和自動(dòng)控制回路。使用時(shí)無需象熱繼電器那樣調(diào)節(jié)復(fù)位方式。保護(hù)器動(dòng)作后，對(duì)于手動(dòng)控制回路，能自動(dòng)復(fù)位，而對(duì)于自動(dòng)控制回路，又能己憶自鎖，避免電動(dòng)機(jī)在故障狀態(tài)，重復(fù)起動(dòng)，加劇電動(dòng)機(jī)的損壞。該電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）體積小，并且安裝尺寸，可同JR16熱繼電器互換。該電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的整體線路采用模塊式全密封結(jié)構(gòu)，內(nèi)部又采用固態(tài)繼電器，既防水、防塵、又防爆，可適用于任何惡劣的環(huán)境，我廠使用該電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）兩年多來，至今末發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）損壞現(xiàn)象。遺憾的是，該電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）無故障指示功能，不能直觀的判斷故障原因。最后，該電動(dòng)機(jī)保護(hù)器（電機(jī)保護(hù)器）的價(jià)格只有國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的1／2左右。