電動(dòng)機(jī)的過載及其保護(hù)

1、一、電動(dòng)機(jī)的過載及其保護(hù)一、電動(dòng)機(jī)的過載及其保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過載除上述原因外，還有：a.電動(dòng)機(jī)周圍環(huán)境溫度過高，散熱條件差；b.電動(dòng)機(jī)在大的起動(dòng)電流下緩慢起動(dòng)；c.電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期低速運(yùn)行；d.電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)運(yùn)行及經(jīng)常反接制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的過載由于電流增大，發(fā)熱劇增，從而使其絕緣物受到損害，縮短了其使用壽命甚至被燒毀。從電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)來看，鼠籠型電機(jī)的定子鐵心置放繞組的槽內(nèi)必須有良好的絕緣物，繞組(銅線)表面有絕緣漆層，繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞

2、組與定子繞組一樣，繞組與鐵心槽襯以絕緣物，三個(gè)端線所接的銅滑環(huán)，環(huán)間，環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間也是彼此絕緣的。為了保證電動(dòng)機(jī)的相間、帶電體與外殼的絕緣，通常是使用各種耐熱等級(jí)的絕緣材料的。各種絕緣都有一定的耐受工作溫度的指標(biāo)。IEC85規(guī)定A級(jí)(105℃)、E級(jí)(120℃)、B級(jí)(130℃)、F級(jí)(155℃)……。八十年代，IEC216提出了一個(gè)新的耐熱標(biāo)準(zhǔn)，稱為溫度指數(shù)TI(TemperatureIndex)以此代替IEC85。TI是按阿尼羅烏絲

3、(Arrhenins)公式t=10a＋bT計(jì)算的。式中：t—壽命[小時(shí)(h)]T—絕緣材料使用的溫度(℃)a、b—與材料有關(guān)的常數(shù)例如：某電動(dòng)機(jī)使用的絕緣材料a=－2，b=1034，使用溫度T=164℃得t=10－2＋(1034642)=104.30=2000h它表示此絕緣物使用于164℃時(shí)，其使用壽命為20000小時(shí)。如果把使用溫度提高8℃，則T=164＋8=172℃t=10－2＋(1034172)=104=10000h它說明很早以來

4、，電工技術(shù)工作者提出的絕緣材料的使用溫度每增加8℃，其使用壽命就減半是有理論和實(shí)踐依據(jù)的。電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)安秒(I－t)曲線(反時(shí)限)1.電動(dòng)機(jī)的過載特性2.保護(hù)電器的保護(hù)特性3.電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流特性保護(hù)器的I－t曲線在電動(dòng)機(jī)過載特性之內(nèi)，但兩曲線間距不必拉得過大，以便做到既不使電動(dòng)機(jī)因?yàn)檫^載造成溫升增大影響壽命，又充分利用電動(dòng)機(jī)本身的最大耐受過載能力。根據(jù)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)踐，對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)特性已由IEC947—4《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備。

5、低壓機(jī)電式接角器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器》作出了新的規(guī)定(我國的GB14048.4等效于IEC標(biāo)準(zhǔn))，對(duì)無溫度補(bǔ)嘗的保護(hù)電器：1.0In2h不動(dòng)作1.2In≤2h動(dòng)作7.2In：2sTp≤10s、4sTp≤10s、6sTp≤20s、9sTp≤30s(也分4組，與上面的1.5In的4組相對(duì)應(yīng))。在八十年代，我國曾有科技人員對(duì)繞組采用B級(jí)絕緣(允許工作溫度為130℃)的電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行了實(shí)測(cè)(即不動(dòng)作和動(dòng)作的時(shí)間極限，此極限表明不會(huì)引起絕緣水平下降的電流

6、與時(shí)間的最大值)：以上實(shí)測(cè)值是在幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)上測(cè)試的，不夠全面，但它表明，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還是比較實(shí)際的(6In是老標(biāo)準(zhǔn))舊標(biāo)準(zhǔn)把6In作為可返回特性的電流，它相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，經(jīng)可返回時(shí)間(在通以6In時(shí)的延時(shí)時(shí)間，后將電流返回1倍In或0.9In，此段時(shí)間內(nèi)保護(hù)電器不允許動(dòng)作，這種可返回特性的規(guī)定是為了躲過電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，它的可返回時(shí)間應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間，舊標(biāo)準(zhǔn)的可返回時(shí)間分1s、3s、8s、13s幾種)。鑒于把起動(dòng)電流定在6倍和可返

7、回時(shí)間固定在上述的4種已不能完全反映現(xiàn)實(shí)情況(例再起動(dòng)相比，要大(殘余電壓＋電源電壓)比電源電壓倍，這種尖峰電流雖然僅出現(xiàn)1－2周波，但足以使斷路器的瞬時(shí)脫扣器動(dòng)作。因?yàn)?、2兩個(gè)原因，可出現(xiàn)下列情況：(1)電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)由于COS為0.3，尖峰電流為(6In)的2倍，等于In(有效值)故塑殼式斷路器的瞬時(shí)脫扣器整定電流值最小值為8.5In，(In為電動(dòng)機(jī)的額定電流)(2)星—三角(Y－Δ)起動(dòng)也假設(shè)為COS為0.3，當(dāng)從Y起動(dòng)到Δ運(yùn)轉(zhuǎn)

8、的一瞬間(1～2周波)，尖峰電流(峰值)約為額定電流(有效值)的19倍，則斷路器必須把瞬時(shí)動(dòng)作電流整定到14In以上。(3)自耦減壓起動(dòng)時(shí)COS為0.3，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流為6In，由于有尖峰電流的存在，原來按80％抽頭的正常起動(dòng)電流為3.84In，現(xiàn)提高到7.7In，按65％抽頭的正常起動(dòng)電流為4.3In，現(xiàn)提高到5In。(4)瞬時(shí)再起動(dòng)按COS為0.3，起動(dòng)電流為6In，考慮到殘余電壓的影響，尖峰電流為最大，是額定電流的24倍(622)

9、(峰值)，其有效值為=16.97≈17，因而斷路器的瞬時(shí)脫扣器的整定電流必須在電動(dòng)機(jī)額定電流的17倍以上。從以上分析可知，正是電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、結(jié)構(gòu)、起動(dòng)方式等的不同，導(dǎo)致尖峰電流的出現(xiàn)，由此而推出Isct在8～15倍In之內(nèi)(個(gè)別的還可達(dá)到17倍In)，對(duì)于瞬時(shí)動(dòng)作電流可調(diào)的斷路器，其調(diào)節(jié)范圍按8～15倍In考慮，而大量的塑殼式斷路器(不可調(diào))，取其平均值12In，誤差采用熔斷器保護(hù)電動(dòng)機(jī)的瞬動(dòng)，熔斷器的熔體電流可由下式確定：Irin≥I

10、st比α式中：Ist—電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流A；α—決定起動(dòng)狀況和熔斷器的系數(shù)，一般為2～3之間。三、鼠籠型電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)三、鼠籠型電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)電動(dòng)機(jī)的斷相分為兩類，一是電動(dòng)機(jī)外部的電源線斷線；二是電動(dòng)機(jī)內(nèi)部定子繞組的斷線，而電動(dòng)機(jī)內(nèi)部接線又分為星形聯(lián)結(jié)和三角形連接兩種。因此提到斷相必須分清是那一種性質(zhì)，另外，所謂斷相保護(hù)，是指正在運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)。1.被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)的定子繞組是星形聯(lián)結(jié)，斷相運(yùn)行時(shí)，一般說未斷的兩相電流會(huì)增大。由于電壓的

11、不平衡，至少有一相電流增大。因是星形聯(lián)結(jié)，線電流等于相電流，所以對(duì)于星形聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，選用一般的三極熱繼電器或三極保護(hù)電動(dòng)機(jī)型的斷路器，是能夠起到有效保護(hù)的。2.被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)的定子繞組是三角形聯(lián)結(jié)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生斷相時(shí)會(huì)有兩種情況產(chǎn)生：a.電動(dòng)機(jī)外部的電源線斷線(如熔斷器——相熔斷)，I2ph=2Iph，I2=I3=I1ph＋I(xiàn)2ph=1.5I2ph此時(shí)線電流與相電流之間已不是的關(guān)系，線電流已經(jīng)不能正確反映相電流的大小，即不能有效地反映