小议三相交流异步电动机的保护

张 羽

河北省邯郸市产品质量监督检验所

小议三相交流异步电动机的保护

张 羽

河北省邯郸市产品质量监督检验所

在现代机械操作使用中，三相交流异步电动机的保护尤为重要，它关系到这个设备的正常运转。具体来说，主要是针对电动机的控制方式和配电设备等器件的不同，有针对性的选择相适应的保护装置设备。

三相交流异步电动机；保护装置；控制关系

当前，在各类机械上，三相交流异步电动机被广泛采用。如何保护三相交流异步电动机便成为确保设备正常运转的关键之一。例如在机器起动时，有时候电动机的起动电流是额定电流的3倍甚至7倍，无论采用接触器、断路器等哪一种保护装置，很多时候都不能确保正常起动。所以，在实际使用过程中，控制方式的协调就显得尤为重要，譬如采用无触点方式，最大限度的发挥保护功能，提高电动机的使用寿命和效率。

可见，控制方式在充当电动机保护装置上很重要。那么，如何减小损坏呢？绕组过热或绝缘性能降低是造成电动机损坏的主要“杀手”，这其中主要是流经绕组的电流超过承受极限引起的。目前，电动机的保护装置大致分电流、温度检测两种。下面作具体介绍：

1、电流检测型保护装置

热继电器是保护装置之一，它主要利用流经的电流产生的温度，使相应元件在发热弯曲后，及时断开继电器触点，从而实现对电动机的保护。热继电器的特性与电动机绕组有相似之处。所以，热继电器的劣势是有可能不能做到第一时间，但是它的过载保护对保护电动机是实实在在的。同时，随着现代化结构设计等方面快速进步，热继电器还实现了断相和负载不平衡保护等，从而能更有效的保护电动机。

同热继电器原理相同，断路器主要是通过受热后，双金属热元件弯曲致使直接脱扣，直接断开电流保护电动机。它特点鲜明：体积小、价格低、保护可靠，因此受到市场的广泛青睐，市场存有率较高。

电子式过电流继电器对电动机的保护实现了电子化，运用现代电子技术，通过电子元件感应内部电流，从而准确判断出故障来源，并及时相应处理指令，保护电动机。电子式过电流继电器充分发挥了现代电子技术的优势，准确、快速、及时，对不同类型、不同型号的电动机都不同程度起到保护作用。其特点是：

①保护功能多样化：不但有过载保护功能，还有过载保护和断相保护双功能，甚至过载保护和断相保护即反相保护三合一功能。

②时间选择多样化：对于标准电动机，过载保护为标准型(10级)：7．2In(In为电动机额定电流)，4-1Os动作；对于潜水电动机或压缩电动机，过载保护为速动型(10A级)：7．2In时，2-1Os动作；对于起动时间长的电动机，过载保护为慢动型(30级)：7．2In时，9-30s动作。

③电流整定范围广。电流整定范围小到3倍、4倍，甚至更大倍数，对于如矿井等特殊环境下适应性强。

④第一时间显示故障。达到第一时间显示故障类别效果，主要得益于发光二极管的功能，还极大的方便了维护。

固态继电器，在继电器基础上发展而来的一种保护装置。由于它装有微处理器装置，它对于电动机的监视、测量和保护功能十分突出：在重负载下加速；电流有时断相或不平衡相；电动机绕组或轴承温度超标；欠电压或过电压；超速或失速。由于其功能多样，它的价格也不一样，根据实际需要的针对性较强。

上述每一种信息在输入微处理器时，都要明确时限，确保电动机损坏之前及时切断电源。

晶闸管主要用于软起动器，通过做成故障检测模块来实现保护的目的。在这个过程中，保护装置主要控制其分断或接通，完成故障检测并直接作出动作完成保护。晶闸管的特点，使其可广泛应用于工业控制。

2、温度检测型保护装置

双金属片温度继电器主要受温度控制，通过电流升温后，带动电动机绕组相应升温，当绕组温度升高至接近极限值时，双金属片受热弯曲而而切断电路。

热保护器是一种热动式过载保护继电器。当过电电流流过时，其发热后温度升高，达到额定值时，双金属片瞬间反跳，分断电动机电流。产品如sPB、DRB型热保护器。

通过检测线圈测温是另一种有效方式，测温主要通过自动平衡式温度计实现动态监视，其原理是在电动机定子每相绕组中埋入数量不等的个检测线圈来实现的。

热敏电阻温度继电器是一种依靠温度来实现保护的装置。它首先与电动机绕组一体，在电流流经且受热后，它的电阻值就会相应增大倍，有时高达1000倍，可为电动机提供有效保护。

总体来说，三相交流异步电动机的保护，不但要选准相应的的保护装置，更重要的是通过保护装置的协调配合达到最佳效果，这样才能确保机械正常运行。

a.过载保护装置与电动机的协调配合

电动机起动时间一般情况下没有过载保护装置的动作时间长，但过载保护装置的动作时间又不能太长，只有躲开起动电流才能起到过载保护作用，确保正常运转。

电动机起动冲击电流应稍小于过载保护装置瞬时动作电流，如有的保护装置有过载瞬时动作功能，起动电流的峰值就稍小于其动作电流，从而确保正常起动。

过载保护装置的动作时间由于比导线热特性略小，所以供电线路后备保护的功能才能发挥作用。

b.过载保护装置与短路保护装置的协调配合

是否具有分断短路电流的能力对于过载保护装置来说十分重要。电动机一旦发生短路，那么就需要主电路中的短路保护装置来切断电路。在过载范围之内，那么过载保护装置就应主动切断电路；如果电流过大，超过了过载保护装置的极限，那么就应发挥短路保护装置的作用，实现切断电路的要求。

结语

对电气装置和机械设备而言，保护三相交流异步异步电动机正常运行关乎整个机械装置的正常运转，而控制方式又是三相交流异步异步电动机保护的关键，所以，无论使用何种保护装置，够必须充分考虑过载保护装置与电动机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。其中，直接检测电动机绕组的温度是有效保护方式之一，但它的劣势也很明显：价格较贵、维修困难等；另一种有效方式便是采用电流检测型，优势是加热继电器不但能有效保护电动机，而且经济上比较廉价；第三种是对动作性能要求较高及功能要求全或价格昂贵的大容量电动机保护，可采用电子式或固态继电器；对一般要求，则采用带热-磁脱扣的电动机保护用断路器更为实用。