电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。
1.电动机的过载保护,作为电机保护的一项重要措施应用广泛,它的原理就是电动机过载运行时,电流增加,绕组过热,若时间过长就会损坏绝缘。过载保护的功能是,及时切断电源,限制电动机过热时间,以防绝缘损坏。它分为两种方式,一种是热效应元件动作控制触点的接通和断开,其典型代表是使用双金属片动作的普通热继电器。另外一种是使用过电流检测电路直接检测电流大小,最终驱动电磁继电器或固态继电器断开电源其典型代表是过电流继电器和各种类型的电动机保护器。它也具有短路保护功能。
2.所谓温度保护就是反应温度高低的保护。电动机的各种保护方式都以绝缘发热温度为依据即绝缘等级(Y、A、E、B、F、H、C等)例如前面说的两种过载保护虽然直接反应的物理量是电流,但实质上是热量限制。
在电机的实际运行过程中,有这样一种情况
即电动机的实际运行电流未超过额定值,但由于通风不良,环境温度高等原因,电动机往往已过热,达到了危险程度。对此过载保护亳无反应,因此还应实施温度保护。温度保护是直接装在电动机本体上,直接感受其温度。通常由电机制造商完成,将其装于绕组端部或定子铁芯槽中,也可以装在轴承室检侧轴承温度。常用pTc热敏电阻作报警和跳闸,用pt100铂热电阻测量温度。
3.在像电动机、变频器等单一的电路保护中,过载保护和过流保护是没有区别的,过载保护和过流保护都是以电流为参照值,电流超过容许值跳闸。
严格的意义来说,无论原理和实际运用,过载保护和过流保护区别都大。过载保护(也称过负荷保护)都与电压和功率有关系,要电流大,电压高或正常,负荷超过额定功率值时才发生保护动作。而过流保护,不管电压和功率多少,只要电流超过额定值时就发生保护动作。
在电力系统中,过载保护超过额定功率只会发故障提醒信号,提醒运行人员已经超负荷,要采取措施降低负荷运行,而过流保护是发事故跳闸信号,事故信号发出的同时保护已经动作跳闸。
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电动机的功率大小应该根据设备所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运转。选择电动机功率时应注意以下两点:
(1>如果电动机功率选得过小.就会出现“小马拉大车”现象,造成电动机长期过载.使其绝缘因发热而损坏.甚至电动机被烧毁。
(2)如果电动机功率选得过大.就会出现“大马拉小车”现象.其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。
要正确选择电动机的功率,必须经过以下计算或比较:
(1)对于恒定负载连续工作方式,如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功率)Pl(kw).可按下式计算所需电动机的功率P(kw):P=P1/n1n2式中n1为生产机械的效率;n2为电动机的效率。即传动效率。
按上式求出的功率,不一定与产品功率相同。因此.所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。
例:某生产机械的功率为3.95kw.机械效率为70%、如果选用效率为0.8的电动机,试求该电动机的功率应为多少kw?
解:P=P1/n1n2=3.95/0.7*0.8=7.1kw
由于没有7.1kw这—规格.所以选用7.5kw的电动机。
(2)短时工作定额的电动机.与功率相同的连续工作定额的电动机相比.最大转矩大,重量小,价格低。因此,在条件许可时,应尽量选用短时工作定额的电动机。
(3)对于断续工作定额的电动机,其功率的选择、要根据负载持续率的大小,选用专门用于断续运行方式的电动机。负载持续串Fs%的计算公式为
FS%=tg/(tg+to)×100%式中tg为工作时间,t。为停止时间min;tg十to为工作周期时间min。
此外.也可用类比法来选择电动机的功率。所谓类比法。就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。具体做法是:了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电动机,然后选用相近功率的电动机进行试车。试车的目的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。验证的方法是:使电动机带动生产机械运转,用钳形电流表测量电动机的工作电流,将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流进行对比。
如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大.则表明所选电动机的功率合适。如果电动机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70%左右.则表明电动机的功率选得过大(即“大马拉小车”应调换功率较小的电动机。如果测得的电动机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40%以上.则表明电动机的功率选得过小(即"小马拉大车"),应调换功率较大的电动机。
一看:就是查看电动机的外观。要求电动机的表面油漆层光滑平整,铭牌安装端正,标志齐全(铭牌上应标有:型号、编号、额定功率、额定电流、额定电压、温升、接法、转速、噪声、频率、防护等级、质量、标准编号、工作制、绝缘等级、生产日期、生产厂家等);封闭式电动机的机座散热筋应完整无损,附件齐全。
二转:就是用手转动电动机轴,使电动机旋转。质量合格的电动机应转动灵活、无停滞现象、无异音、惯动量较好、轴向基本无窜动量。
三听:就是让电动机接通运行15-25min,听电动机的声音。通电后电动机发出的声音应是平稳、轻快、均匀的,使人听了有“机器音乐”的感觉。通常能听到较细的“嗡嗡”电磁噪声,和细小的“沙沙”机械噪声。如果出现尖叫、沉闷、摩擦、振动等刺耳的杂音,说明电动机质量欠佳;运行停止后,用手摸电机座和端盖应不感到发热,轴承温度不高;仔细查看,应无漏油、甩油现象。
四查:就是打开接线盒,检查接线。要求各相线首尾端标志清晰完整,各联络片压实压紧,螺母齐全,有接地螺栓。
五测:就是测绝缘电阻和电流。用额定电压500v的,测量出线端相线与相线之间及相线对机座之间的绝缘电阻,合格电机的绝缘电阻应大于0.5mω。在电动机运行时,用钳型电流表测电机空载时各相的电流,三相电流中任何一相与三相平均值的偏差不得大于平均值的10%,空载电流应为额定电流的25%-50%。