電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

劉開緒

電動(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置種類繁多，但對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)都不是直接拾取燒毀電動(dòng)機(jī)的溫度信號(hào)值作為保護(hù)信號(hào)，其共同的特點(diǎn)是在電動(dòng)機(jī)三相電源線上拾取保護(hù)信號(hào)，這樣只能反映電動(dòng)機(jī)的線電流或線電壓的變化，根本不能直接反映電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組溫度的變化。因此存在實(shí)質(zhì)性缺欠，保護(hù)不夠完善。電動(dòng)機(jī)燒毀的故障主要是由于使用不當(dāng)和保護(hù)不完善，致使電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組的溫升超過了極限，繞組溫度不能限制在某一極限值之內(nèi)而造成的。為此，需要對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)施完善的綜合性保護(hù)。

1創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案

1．1 在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組線圈上設(shè)置溫度取樣傳感器

合理而有效的保護(hù)方式是采取溫度保護(hù)。對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)可采用三只溫度傳感器均勻地埋設(shè)在電動(dòng)機(jī)繞組線圈中，通過絕緣引線引入發(fā)射器電路。當(dāng)電動(dòng)機(jī)某相繞組超溫時(shí)，對(duì)應(yīng)相序的傳感器輸出開關(guān)特性信號(hào)，用此特征信號(hào)來保護(hù)電動(dòng)機(jī)。溫度取樣傳感器可選擇具有靈敏開關(guān)特性的正溫度系數(shù)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(jù)國家或國際標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組線圈的絕緣等級(jí)規(guī)定而對(duì)應(yīng)選定的，保證了相同絕緣等級(jí)的電動(dòng)機(jī)選用相同規(guī)格和參數(shù)的傳感器。將它按照電動(dòng)機(jī)繞組線圈相序?qū)ΨQ嵌入在電動(dòng)機(jī)繞組線圈端部，通過絕緣引線引出到發(fā)射器的接線端子，完成設(shè)定的電動(dòng)機(jī)的保護(hù)極限溫度的檢測(cè)并輸出開關(guān)控制信號(hào)。

電動(dòng)機(jī)每相繞線圈至少要敷設(shè)一只熱敏電阻，并且按照繞組相序?qū)ΨQ分布。

1．2采取脈沖編碼技術(shù)

每臺(tái)電動(dòng)機(jī)有一個(gè)編碼，利用溫度取樣傳感器輸出開關(guān)特性信號(hào)來完成電動(dòng)機(jī)編碼的輸出。

1．3進(jìn)一步應(yīng)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(shù)少、編碼容易沖突，故在電路的設(shè)計(jì)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(duì)滾動(dòng)碼無線遙控安全系統(tǒng)開發(fā)的，采用了跳碼加密原理。可以編入不同廠商的代碼、可以編入同一廠商的不同序列碼。如一塊發(fā)射器HCS301通過編程器編程，而后與具體的滾動(dòng)碼接收器如HCS512配對(duì)通訊學(xué)習(xí)成功之后，即可使用。發(fā)射碼長度達(dá)66位，編碼組數(shù)達(dá)6萬億組，發(fā)射一組有效編碼時(shí)間≤500ms，保證了安全。

1．4采取電力線載波技術(shù)

利用電力線載波，可使得產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更加簡潔，同時(shí)也為產(chǎn)品的應(yīng)用帶來了極大的方便。

2保護(hù)器的組成

保護(hù)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(cè)繞組的溫度保護(hù)信號(hào)；發(fā)射器完成脈沖編碼，并將輸出信號(hào)調(diào)制后輸送到電力載波線路上。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(jī)接線引線盒內(nèi)；接收器從載波線路上接收相對(duì)應(yīng)的信號(hào)并解碼成功，其內(nèi)部的繼電器常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，以控制和保護(hù)電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。溫度保護(hù)也被稱為“電動(dòng)機(jī)全保護(hù)”。

3技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用效果

“載波式電動(dòng)機(jī)報(bào)警保護(hù)器”已經(jīng)獲得實(shí)用新型專利，專利號(hào)：02206430．3。該項(xiàng)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(jiǎng)，2005年8月，獲得中國國際專利技術(shù)與產(chǎn)品交易會(huì)金獎(jiǎng)。

電動(dòng)機(jī)保護(hù)器采用載波遙控技術(shù)，利用電力線路作為載波線路完成信號(hào)的傳輸，不架桿鋪線，安裝維護(hù)方便；采用了溫度保護(hù)，只要是同一絕緣等級(jí)的電動(dòng)機(jī)從零點(diǎn)幾千瓦至幾百千瓦只使用一種規(guī)格的保護(hù)器，不需要調(diào)整保護(hù)器的任何參數(shù)，安裝使用方便；采用了編碼技術(shù)，同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以有多個(gè)控制系統(tǒng)單元，每個(gè)控制系統(tǒng)單元不局限于發(fā)射器與接收器必須一一對(duì)應(yīng)，根據(jù)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(shè)計(jì)產(chǎn)品先后在大慶油田油井電機(jī)、鍋爐系統(tǒng)的附機(jī)電機(jī)保護(hù)上應(yīng)用，并取得了令人滿意的效果，保證電動(dòng)機(jī)有效的經(jīng)濟(jì)使用壽命。

該創(chuàng)新設(shè)計(jì)能夠?yàn)殡妱?dòng)機(jī)保護(hù)器產(chǎn)品的更新?lián)Q代提供一個(gè)新的設(shè)計(jì)方案。