電動(dòng)機的保護裝置種類(lèi)繁多,但對電動(dòng)機的保護都不是直接拾取燒毀電動(dòng)機的溫度信號值作為保護信號,其共同的特點(diǎn)是在電動(dòng)機三相電源線(xiàn)上拾取保護信號,這樣只能反映電動(dòng)機的線(xiàn)電流或線(xiàn)電壓的變化,根本不能直接反映電動(dòng)機內部繞組溫度的變化。因此存在實(shí)質(zhì)性缺欠,保護不夠完善。電動(dòng)機燒毀的故障主要是由于使用不當和保護不完善,致使電動(dòng)機內部繞組的溫升超過(guò)了極限,繞組溫度不能限制在某一極限值之內而造成的。為此,需要對電動(dòng)機實(shí)施完善的綜合性保護。
1 創(chuàng )新設計方案
1.1 在電動(dòng)機內部繞組線(xiàn)圈上設置溫度取樣傳感器
合理而有效的保護方式是采取溫度保護。對于三相異步電動(dòng)機可采用三只溫度傳感器均勻地埋設在電動(dòng)機繞組線(xiàn)圈中,通過(guò)絕緣引線(xiàn)引入發(fā)射器電路。當電動(dòng)機某相繞組超溫時(shí),對應相序的傳感器輸出開(kāi)關(guān)特性信號,用此特征信號來(lái)保護電動(dòng)機。溫度取樣傳感器可選擇具有靈敏開(kāi)關(guān)特性的正溫度系數PTC熱敏電阻作溫度取樣傳感器。PTC熱敏電阻的動(dòng)作溫度和余量的選擇是根據國家或國際標準中對電動(dòng)機繞組線(xiàn)圈的絕緣等級規定而對應選定的,保證了相同絕緣等級的電動(dòng)機選用相同規格和參數的傳感器。將它按照電動(dòng)機繞組線(xiàn)圈相序對稱(chēng)嵌入在電動(dòng)機繞組線(xiàn)圈端部,通過(guò)絕緣引線(xiàn)引出到發(fā)射器的接線(xiàn)端子,完成設定的電動(dòng)機的保護極限溫度的檢測并輸出開(kāi)關(guān)控制信號。
電動(dòng)機每相繞線(xiàn)圈至少要敷設一只熱敏電阻,并且按照繞組相序對稱(chēng)分布。
1.2 采取脈沖編碼技術(shù)
每臺電動(dòng)機有一個(gè)編碼,利用溫度取樣傳感器輸出開(kāi)關(guān)特性信號來(lái)完成電動(dòng)機編碼的輸出。
1.3 進(jìn)一步應用技術(shù)滾動(dòng)碼編碼技術(shù)
由于普通脈沖編碼技術(shù)編碼組數少、編碼容易沖突,故在電路的設計上率先采用了滾動(dòng)碼技術(shù)。利用的滾動(dòng)碼芯片是Microchip公司針對滾動(dòng)碼無(wú)線(xiàn)遙控安全系統開(kāi)發(fā)的,采用了跳碼加密原理??梢跃幦氩煌瑥S(chǎng)商的代碼、可以編入同一廠(chǎng)商的不同序列碼。如一塊發(fā)射器HCS301通過(guò)編程器編程,而后與具體的滾動(dòng)碼接收器如HCS512配對通訊學(xué)習成功之后,即可使用。發(fā)射碼長(cháng)度達66位,編碼組數達6萬(wàn)億組,發(fā)射一組有效編碼時(shí)間≤500ms,保證了安全。
1.4 采取電力線(xiàn)載波技術(shù)
利用電力線(xiàn)載波,可使得產(chǎn)品的整體結構設計變得更加簡(jiǎn)潔,同時(shí)也為產(chǎn)品的應用帶來(lái)了極大的方便。
2 保護器的組成
保護器由溫度傳感器、發(fā)射器和接收器三部分組成。溫度傳感器檢測繞組的溫度保護信號;發(fā)射器完成脈沖編碼,并將輸出信號調制后輸送到電力載波線(xiàn)路上。發(fā)射器的電路部分和絕緣殼體之間采用絕緣灌封料封裝,可安裝在電動(dòng)機接線(xiàn)引線(xiàn)盒內;接收器從載波線(xiàn)路上接收相對應的信號并解碼成功,其內部的繼電器常閉觸點(diǎn)動(dòng)作,以控制和保護電動(dòng)機的正常運轉。溫度保護也被稱(chēng)為“電動(dòng)機全保護”?! ?br />
3 技術(shù)現狀及應用效果
“載波式電動(dòng)機報警保護器”已經(jīng)獲得實(shí)用新型專(zhuān)利,專(zhuān)利號:02206430.3。該項目2004年9月獲得第五屆中國國際發(fā)明展覽會(huì )榮譽(yù)獎,2005年8月,獲得中國國際專(zhuān)利技術(shù)與產(chǎn)品交易會(huì )金獎。
電動(dòng)機保護器采用載波遙控技術(shù),利用電力線(xiàn)路作為載波線(xiàn)路完成信號的傳輸,不架桿鋪線(xiàn),安裝維護方便;采用了溫度保護,只要是同一絕緣等級的電動(dòng)機從零點(diǎn)幾千瓦至幾百千瓦只使用一種規格的保護器,不需要調整保護器的任何參數,安裝使用方便;采用了編碼技術(shù),同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )內可以有多個(gè)控制系統單元,每個(gè)控制系統單元不局限于發(fā)射器與接收器必須一一對應,根據需要一個(gè)發(fā)射器可以控制多個(gè)接收器,多個(gè)發(fā)射器也可以控制同一個(gè)接收器。
該設計產(chǎn)品先后在大慶油田油井電機、鍋爐系統的附機電機保護上應用,并取得了令人滿(mǎn)意的效果,保證電動(dòng)機有效的經(jīng)濟使用壽命。
該創(chuàng )新設計能夠為電動(dòng)機保護器產(chǎn)品的更新?lián)Q代提供一個(gè)新的設計方案。
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