数字式产品的工作原理解析

电动机在运行过程中，可能发生的故障多种多样，电动机损坏时产生的主要现象表现为电动机定子绕组损坏。定子绕组烧毁的主要原因是电动机温升过高，电动机的温度过高主要原因是电动机的损耗增加；而电动机损耗增加主要原因是电动机定子绕组铜损耗和转子铁损耗（略去机械损耗）增加；而引起电动机铜、铁损耗增加的主要原因又是电动机在故障时运行过电流。所以通过对电动机运行电流动态实施监测，电动机可以达到约90%以上的安全保护。针对这个主要原因，利用电流检测原理，实现对电动机定子绕组的电流监测，以达到对电动机保护的目的。

电动机的安全保护值是判断电动机继续运行还是实施保护之间重要的临界数据，安全保护值设计得过于保守，达不到电动机允许的起动过载特性潜力，使正常生产得不到保证，设计得过于宽裕又得不到有效的保护。从实践中得到保护动态系数及过电流的倍数与热积累、温升限值和安全值的关系。推理出既简单运算又实用的经验公式，作为设计、制造保护器的依据：

K=（I²/I²_e-1²）t或K=（I²/I²_e-1.05²）t

式中 K——反时限时间常数；

I——工作电流（A）；

I_e——额定电流（A）；

t——动作时间（s）；

1²（或1.05²）——安全倍数值（在1倍或1.05倍额定电流下积累热量的平衡值）。

工作原理流程如图15-4所示，保护曲线如图15-5所示。

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图15-4 数字式产品的工作原理流程

图15-5 电动机保护曲线

1.反时限特性

电动机在运行中过载采用反时限保护特性，电流自动跟踪，热积累自动叠加衰减记忆电路。如：电动机起动电流为额定电流的6倍时，保护时间最长为6s。若采用减压起动或电网电压低，线路压降大，起动电流相对减少，保护时间随电流倍数的大小相对延长，以满足起动特性要求。当电动机在运行过程中出现过载，只要过载电流倍数所产生的热积累未达到温升限值时，保护器维持不动作，当过载电流退出时，热积累量也随时间逐渐消退。

2.断相保护

断相以一相为零或三相严重不平衡为保护原则，这类故障行为采用反时限保护功能，断相（不平衡）时电流不超过额定电流值，保护器保持长时间不动作。当断相时电流大于额定值时，要求保护器反时限动作比过载更快。

3.短路保护

控制部分动力线路，或电动机接线端子、内部线圈等原因造成接近短路状态时，保护器能迅速分断，极限短路分断时间为0.2s。