常见的电动机有哪几种保护及需用电器？

Question

如题，谢谢

Answer 1

08-3-20 23:12:30

异步电动机的保护是个复杂的问题。在实际使用中，应按照电动机的容量、型式、控制方式和配电设备等不同来选择相适应的保护装置及起动设备。

电动机的保护与控制关系

电动机的保护往往与其控制方式有一定关系，即保护中有控制，控制中有保护。如电动机直接起动时，往往产生4—7倍额定电流的起动电流。若由接触器或断路器来控制，则电器的触头应能承受起动电流的接通和分断考核，即使是可频繁操作的接触器也会引起触头磨损加剧，以致损坏电器；对塑料外壳式断路器，即使是不频繁操作，也很难达到要求。因此，使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用，此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核，而其他电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核，至于保护功能，由配套的保护装置来完成。
此外，对电动机的控制还可以采用无触点方式，即采用软起动控制系统。电动机主回路由晶闸管来接通和分断。有的为了避免在这些元件上的持续损耗，正常运行中采用真空接触器承载主回路(并联在晶闸管上)负载。这种控制有程控或非程控；近控或远控；慢速起动或快速起动等多种方式。另外，依赖电子线路，很容易做到如电子式继电器那样的各种保护功能。 电动机保护装置

电动机的损坏主要是绕组过热或绝缘性能降低引起的，而绕组的过热往往是流经绕组的电流过大引起的。对电动机的保护主要有电流、温度检测两大类型。下面结合产品作些介绍。

1．电流检测型保护装置

(1)热继电器利用负载电流流过经校准的电阻元件，使双金属热元件加热后产生弯曲，从而使继电器的触点在电动机绕组烧坏以前动作。其动作特性与电动机绕组的允许过载特性接近。热继电器虽则动作时间准确性一般，但对电动机可以

实现有效
的过载保护。随着结构设计的不断完善和改进，除有温度补偿外，它还具有断相保护及负载不平衡保护功能等。例如从ABB公司引进的T系列双金属片式热过载继电器；从西门子引进的3UA5、3UA6系列双金属片式热过载继电器；JR20型、JR36型热过载继电器，其中Jn36型为二次开发产品，可取代淘汰产品JRl6型。

(2)带有热—磁脱扣的电动机保护用断路器热式作过载保护用，结构及动作原理同热继电器，其双金属热元件弯曲后有的直接顶脱扣装置，有的使触点接通，最后导致断路器断开。电磁铁的整定值较高，仅在短路时动作。其结构简单、体积小、价格低、动作特性符合现行标准、保护可靠，故日前仍被大量采用．特别是小容量断路器尤为显著。例如从ABB公司引进的M611型电动机保护用断路器，国产DWl5低压万能断路器(200—630A)、S系列塑壳断路器(100、200、400入)。

(3)电子式过电流继电器通过内部各相电流互感器检测故障电流信号，经电子电路处理后执行相应的动作。电子电路变化灵活，动作功能多样，能广泛满足各种类型的电动机的保护。其特点是：
①多种保护功能。主要有三种：过载保护，过载保护十断相保护，过载保护十断相保护+反相保护。
②动作时间可选择(符合GBl4048．4—93标准)。
标准型(10级)：7．2In(In为电动机额定电流)，4—1Os动作，用于标准电动机过载保护，速动型(10A级)：7．2In时，2—1Os动作，用于潜水电动机或压缩电动机过载保护。慢动型(30级)：7．2In时，9—30s动作，用于如鼓风机电机等起动时间长的电动机过载保护。
③电流整定范围广。其最大值与最小值之比一般可达3—4倍，甚至更大倍数(热继电器为1．56倍)，特别适用于电动机容量经常变动的场合(例如矿井等)。
④有故障显示。由发光二极管显示故障类别， 便于检修。

(4)固态继电器它是一种从完成继电器功能的简单电子式装置发展到具有各种功能的微处理器装置。其成本和价格随功能而异，最复杂的继电器实际上只能用于较大型、较昂贵的电动机或重要场合。它监视、测量和保护的主要功能有：
①最大的起动冲击电流和时间；
②热记忆；
⑤大惯性负载的长时间加速；
④断相或不平衡相电流；
⑤相序；
⑥欠电压或过电压；
⑦过电流(过载)运行；
⑧堵转；
⑨失载(机轴断裂，传送带断开或泵空吸造成工作电流下跌)；
⑩电动机绕组温度和负载的轴承温度；
⑩超速或失速。
上述每一种信息均可编程输入微处理器，主要是加上需要的时限，以确保在电动机起动或运转过程中产生损坏之前，将电源切断。还可用发光二极管或数字显示故障类别和原因，也可以对外向计算机输出数据。

(5)带有电子式脱扣的电动机保护用断路器其动作原理类同上述电子式过电流继电器或固态继电器。功能主要有：电路参量显示(电流、电压、功率、功率因数等)，负载监控(按规定切除或投入负载)，多种保护特性(指数曲线反时限、I2t曲线反时限、定时限或其组合)，故障报警，试验功能，自诊断功能，通信功能等。产品如施耐德电气公司生产的M系列低压断路器。

(6)软起动器软起动器的主电路采用晶闸管，控制其分断或接通的保护装置一般做成故障检测模块，用来完成对电动机起动前后的异常故障检测，如断相、过热、短路、漏电和不平衡负载等故障，并发出相应的动作指令。其特点是系统结构简单，采用单片机即可完成，适用于工业控制。

2．温度检测型保护装置

(1)双金属片温度继电器它直接埋入电动机绕组中。当电动机过载使绕组温度升高至接近极限值时，带有一触头的双金属片受热产生弯曲，使触点断开而切断电路。产品如JW2温度继电器。
(2)热保护器它是装在电动机本体上使用的热动式过载保护继电器。与温度继电器不同的是带2个触头的碗形双金属片作为触桥串在电动机回路，既有流过的过载电流使其发热，又有电动机温度使其升温，达到一定值时，双金属片瞬间反跳动作，触点断开，分断电动机电流。它可作小型三相电动机的温度、过载和断相保护。产品如sPB、DRB型热保护器。
(3)检测线圈测温电动机定子每相绕组中埋入1—2个检测线圈，由自动平衡式温度计来监视绕组温度。
(4)热敏电阻温度继电器它直接埋入电动机绕组中，一旦超过规定温度，其电阻值急剧增大10—1000倍。使用时，配以电子电路检测，然后使继电器动作。产品如JW9系列船用电子温度继电器。

保护装置与异步电动机的协调配合

为了确保异步电动机的正常运行及对其进行有效的保护，必须考虑异步电动机与保护装置之间的协调配合。特别是大容量电网中使用小容量异步电动机时，保护的协调配合更为突出。

1．过载保护装置与电动机的协调配合

(1)过载保护装置的动作时间应比电动机起动时间略长一点。由附图可见，电动机过载保护装置的特性只有躲开电动机起动电流的特性，才能确保其正常运转；但其动作时间又不能太长，其特性只能在电动机热特性之下才能起到过载保护作用。
(2)过载保护装置瞬时动作电流应比电动机起动冲击电流略大一点。如有的保护装置带过载瞬时动作功能，则其动作电流应比起动电流的峰值大一些，才能使电动机正常起动。
(3)过载保护装置的动作时间应比导线热特性小一点，才能起到供电线路后备保护的功能。

2．过载保护装置与短路保护装置的协调配合一般过载保护装置不具有分断短路电流的能力。一旦在运行中发生短路，需要由串联在主电路中的短路保护装置(如断路器或熔断器等)来切断电路。若故障电流较小，属于过载范围，则仍应由过载保护装置切断电路。故两者的动作之间应有选择性。短路保护装置特性是以熔断器作代表说明的，与过载保护特性曲线的交点电流为Ij，若考虑熔断器特性的分散性，则交点电流有Is及IB两个，此时就要求 Is及以下的过电流应由过载保护装置来切断电路，Ib及以上直到允许的极限短路电流则由短路保护装置来切断电路，以满足选择性要求。显然，在Is—IB范围内就很难确保有选择性．因此要求该范围应尽量小。从现行IEC标准规定来看，极限值为Is＝O．75Ij，Ib＝1．25IJ。目前过载保护装置的额定接通和分断能力均按0．75IJ考核，显然偏低一些，从IEC标准修改的动向，今后有可能按 IJ考核，以提高其可靠性。因此上述的协调配合应既考虑其选择性，又考虑其额定接通和分断能力。

结 语

异步电动机的保护是涉及电气装置和机械设备可靠、正常运转的关键之一。直接检测电动机绕组的温度来保护过载引起的过热是很有效的保护方式，但由于需直接埋入电动机绕组里，价格较贵、维修困难等原因，仅在部分频繁操作场合使用；从经济性考虑，采用电流检测型更为有利，加热继电器仍是一种价廉、简单、可靠的电动机保护形式(从实际使用情况看，目前使用量占大多数)；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，则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。但不管采用何种保护装置，必须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

我们知道，热继电器具有结构简单，成本低廉，体积小，使用方便的优点。但热继电器保护功能单一，精度低，动作不稳定，发热时间常数小。简单地说，热继电器样样都好，就是保护性能不可靠，这是其致命弱点，也正因为此，保护性能可靠的电子式电动机保护器应运而生。它在显示其勃勃生机的同时，正经历着一个逐渐走向成熟的过程。

我企业生产环境较恶劣，高温、多粉尘、潮湿、连续生产，电动机损坏率较高。我们曾先后选用过好几种形式的电机保护器，也因而得出了一些体会。下面从可靠性、使用方便程度及经济性三方面来对电子式电动机保护器，谈谈自己不成熟的体会。

电子式电动机保护器（电机保护器）可靠性

目前，工矿企业热继电器普遍使用，但损坏电机现象也普遍存在。据调查发现，异步电机的故障中90％以上是定子绕组因过热损坏，而其中近60％是因断相故障引起，这既说明了热继电器作为断相保护相当不可靠，又说明了断相保护的必要性。且热继电器因电动机起动电流的冲击，引起自身的断相也偶有发生，所以新颖的电动机保护器必须具备断相保护功能。

前面已经提到，热继电器的发热时间常数小，对于大惯量重载起动的电机非常不适应，常采用起动时短接热继电器的方法，这样不但使控制系统结构复杂、成本增加，同时也存在了保护的死区。有的为了避免起动时误动作，调大整定电流，使保护形同虚设，而大多数的电子式电机保护器的检测电流互感器由于采用了速饱和电流互感器，故一般具有冷态时允

许起动时间长；热态时过载动作迅速的特点。这正好与工矿企业的电动机实际保护要求相匹配，更能可靠的保护电机过载。

热继电器的检测元件是双金属片，由于起动电流及过载等过流冲击，很容易使双金属片产生疲劳效应，造成刻度值偏移，动作不稳定，且这在生产现场却较难发现，最后造 成过载不动作。而电子式电机保护器由于检测元件采用电流互感器，不存在发热问题，其动作稳定性与热继电器相比有了质的飞跃。

使用方便程度

较先进的电子式电动机保护器（电机保护器），检测元件一般采用电流互感器，且出现了穿芯式结构。自穿芯式电动机保护器（电机保护器）问世，由于同热继电器相比具有众多优点，引起了电工界的浓厚兴趣。

穿芯式结构不但具有使用方便，与主回路完全隔离，既不会影响主回路，又提高了自身的可靠性。同时，又彻底解决了接线端子发热的问题，且互换性好。但目前国内外一般只有大规格电动机保护器（电机保护器）采用穿芯式，而小规格只能采用接线式。

电子式电动机保护器（电机保护器）解决了热继电器功能单一的问题，新产生了需工作电源的弊端。虽然电子线路放大、驱动需工作电源的要求在情理之中，但是对电动机保护器（电机保护器）的应用带来了一系列的问题，如用户使用前必须认准电源接线端子，了解电源电压等级等诸多不便。另外，由于电动机保护器（电机保护器）需要连续工作，这样因电网电压的波动、干扰、自身的发热等因素，使其的故障率也很高。据我厂曾对使用过的电子式电动机保护器（电机保护器）的不完全统计，电动机保护器（电机保护器）的自身故障一半以上均出自电源部分，这大大挫伤了电气工作者使用电子式电动机保护器（电机保护器）的热情。

另外，电子式电动机保护器（电机保护器）由于执行元件采用电磁式继电器，存在了两个难以克服的矛盾。

一、采用继电器的常开触点实行保护方案，其特点主回路不工作时触点常开，所以其触点必须串接于接触器的自保回路，这样既使用户感到安装不便，又无法用于自动控制的电路；

二、用继电器的常闭触点动作实行保护方案，虽然其控制触点可象热继电器一样直接串接于控制回路，但由于其自动复位，同样也无法适用于自动控制系统。这大大限制了电子式电机保护器的使用范围。一方面替代热继电器时需改变控制线路，另一方面不能使用于因无人看守，长期工作，故障率相对较高的需自动控制的设备如水泵、压缩机等。

经济性

由于热继电器结构简单，生产批量大，成本极为低廉；而电子式电动机保护器（电机保护器）其内部一般由信号检测，放大、处理、执行、电源等部分构成，其生产成本远比热继电器高，这给用户初次投资带来一定的压力，也给全面推广电子式电动机保护器（电机保护器）带来了一定的困难。作为生产厂家，在提高产品性能的同时，降低生产成本是需不断努力的目标。

新颖电动机保护器（电机保护器）。

从上述可知，电子式电动机保护器（电机保护器）的特点是功能可靠，但普遍存在着结构复杂，使用维修不便、体积大、成本高的不足。这里我向大家介绍由宁波市海曙巨龙电气厂生产的经过我厂两年多使用的UL-E2系列电动机保护器（电机保护器）。该产品保留了电子式电动机保护器（电机保护器）的所有优点，而完全克服了该类电动机保护器（电机保护器）的不足。下面也从三方面同普通的电子式电动机保护器（电机保护器）作一下比较。

功能：该电动机保护器（电机保护器）具有断相、过电流保护功能。该电动机保护器（电机保护器）在我厂使用二年多来，已使用UL-E2系列电动机保护器（电机保护器）的设备，基本上没发现电动机损坏现象，尤其是该电动机保护器（电机保护器）使用于退火窑中的引风机。由于风机的动平衡较差，常因振动引起固定脚松动，进一步引起电源线拉断或接线端松脱，但从未造成电机损坏。

该电动机保护器（电机保护器）除了具有一般电子式电机保护器功能多、动作灵敏、性能稳定外，还具有如下特点；电动机保护器（电机保护器）断相信号.及过电流保护信号独立，这样，既使过电流的设定值不当，也不管电动机在起动前断相还是运行中断相，电动机保护器（电机保护器）均能可靠动作。UL-E2系列电动机保护器（电机保护器）的电流整定用刻度盘表示，非常醒目方便，使用时只需把刻度调节到与电动机额定电流相对应的值。克服了目前国内同类产品需满载调试的困难。这样使用电动机保护器（电机保护器）后，既能使电动机充分发挥过载能力，又能使电动机得到可靠的保护。

使用方便程度：UL-E2系列电动机保护器（电机保护器）的使用甚为方便，整个系列均采用串芯式（只须穿1匝），无需外电源的结构，而这方面日本OMRON公司的同类产品小规格保护器需穿8匝。巨龙电气厂这方面的突破，关键是他们的执行机构采用了专利技术的微功耗固态继电器，驱动功耗为1uW，而电磁式继电器，驱动功率为 2 0 0mW, 相比之下，灵敏度高了好几个数量级，彻底解决了电子式保护器无源化、串芯式的问题。

且该电动机保护器（电机保护器）具有智能特性，保护器不但能直接串接于控制回路，还能自动识别手动控制回路和自动控制回路。使用时无需象热继电器那样调节复位方式。保护器动作后，对于手动控制回路，能自动复位，而对于自动控制回路，又能己忆自锁，避免电动机在故障状态，重复起动，加剧电动机的损坏。

该电动机保护器（电机保护器）体积小，并且安装尺寸，可同JR16热继电器互换。该电动机保护器（电机保护器）的整体线路采用模块式全密封结构，内部又采用固态继电器，既防水、防尘、又防爆，可适用于任何恶劣的环境，我厂使用该电动机保护器（电机保护器）两年多来，至今末发现电动机保护器（电机保护器）损坏现象。

遗憾的是，该电动机保护器（电机保护器）无故障指示功能，不能直观的判断故障原因。

Answer 2

常见的交流电动机大致分为单相和三相电动机，并以异步电机为主，在电机保护装置中用的最多的是热继电器（简称热元件）它是一种机械式的过流保护装置，要求比较高的还有断相保护器，应该声明一点在三相交流电动机电路中不应该使用保险丝，保险片，以及保险管作为过载和过流保护，在一些特定使用环境也可以使用漏电保护器，现在使用效果比较理想的是多功能保护器，单相电机主要是过流保护，三相电机主要是缺相和过流保护，（有的保护器具有三相不平衡保护）
做为电机保护器而言就是要确保电机在运行过程中因过载，过压，缺相等原因不至于烧坏，不管什么类型的保护器，归根结底就是保证电机绕组不过流，因为在电机工作过程中，绕组的损坏都是因为过流引起的，只要确保电机不过流就不会使绕组烧坏，有效的保护方式就是准确检测电机工作电流确保在允许范围内，超出允许范围立刻停止供电，并发出报警指示，
现在的产品很多，功能很花哨，选用应以实用为原则，

Answer 3

电动机防止负载过大安个空气开关就可以了。比如电机最大电流50安，你就安装一个50A的开关，这样永远不会因为负载过大烧坏电动机。如果你是三相的电动机，最好再安装一个缺相保护器，我以前修电动机的时候，一般就是负载过大烧坏电动机还有就是缺项烧电动机，这两种情况比较多。

Answer 4

交流电动机有过流保护（热继电器），漏电保护（漏电开关），短路保护（保险管），还有缺相保护。一般前3种都要有就可以了。

Answer 5

1.短路保护
防止线路短路造成设备损坏等事故。
通常都是用熔断器进行保护的，自动开关、过电流继电器也可以。
2.过载保护
防止电机长期超载运行造成电机寿命降低及损坏等现象。
通常用热继电器进行保护。
3.零电压与欠电压保护
防止断电或电压过分降低导致电路不正常工作，电压恢复时电动机自行运行，造成设备的损坏，甚至人身事故。
没有主令电气（如开关）的回路通常自身就具有该保护功能，建议将控制开关改为带自锁环节的按钮操作，以实现零压欠压保护。
4.弱磁保护
只在直流电机里需要。
防止励磁磁场过低或消失后引起电机转速迅速升高，甚至飞车的现象。
通过电动机励磁回路串入弱磁继电器（电流继电器）来实现弱磁保护。本回答被提问者采纳