电机保护器的硬件设计

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1、发展及研究现状：一．元器件简介。热继电器在电子业尚不发达的时代曾是电动机过载保护的首选产品，但因其存在一定的缺陷，包括整定粗糙、受环境影响大、重复性差、误差大及功能单一等，已无法满足越来越高的要求，因而也就无法避免被淘汰的命运。熔断器作为电动机的过载保护是一种不科学的做法，因为首先受其规格限制无法按电动机额定电流进行准确设定，况且如果熔断器规格选得太小容易造成断路，使电动机单相运行，如果熔断器规格选得太大，则达不到过载保护的效果。电流继电器具有过载、堵转保护功能，有的还有缺相保护，其过载保护具有反时限特性，但其结构复杂，机械制造精度高，价格高且体积庞大，因

2、而目前己被基本淘汰。二．基于模拟电子式电动机保护器的掘进机保护装置在上个世纪八十年代，半导体模拟器件逐渐兴起并普及，随之出现了性能较可靠、功能多样化的模拟电子式电动机保护器。EBZ100型掘进机就是IMM国际煤矿机械有限公司在这个时期开发生产的产品，其电气保护系统功能如下所述：EBZ100型掘进机将负荷开关闭合时，设备工作照明灯将点亮，漏电闭锁装置对两个回路的电机电路同时进行漏电监测，同时低压漏电检测装置也将对36V电路进行漏电检测，另外，该设备装有瓦斯断电仪和甲烷传感器，如瓦斯浓度超标，瓦斯断电仪将动作，使设备不能启动。电动机在运行中如有短路、过载和断相

3、等故障时，电动机综合保护器的控制触点断开，与之对应的电机停止运转并不能重新起动。故障排除后，按下电动机综合保护器的复位按钮，故障指示灯熄灭，电机方可重新启动和运行。虽然模拟电子式电动机保护器运行可靠，但这类产品仍存在一些无法克服的缺陷，包括如下几个方面:1.整定精度不高，模拟电子式电动机保护器均采用电位器进行额定电流的整定，然而要使电位器滑动臂的旋转角度与其阻值成较好的线形关系比较困难。2.采样精度不高，模拟线路对电流互感器的非线性问题束手无策，因而大部分厂家只好将非线性问题依赖于提高电流互感器的线性，而实际使电流互感器在很宽的范围内保持线性是非常困难的，

4、另外，采样线路本身也存在非线性问题。3.无法实现具有多功能的全保护，社会的不断进步促使人们对电动机保护的要求也越来越高，希望保护器的功能多样化，性能可靠，接线简单，界面直观且体积要小，然而这些纯模拟线路是无法办到的。三．基于数字电子式电动机保护器的掘进机保护装置近些年来，由于单片机技术的不断发展，出现了以单片机为核心的电动机保护器，这类保护装置可实现电动机的智能化综合保护。EBZ100E型掘进机就是IMM国际煤矿机械有限公司利用这种技术开发的产品，其电气保护系统如下所述：EBZ100E型掘进机电气控制系统以可编程序控制器和数字电子式电动机保护器为核心，对截

5、割、油泵、二运三个电机的过压、欠压、过温、过载、过流、三相平衡状态、电机及其电缆的绝缘状态（漏电闭锁）进行监控和保护、并具有瓦斯监控和低压漏电保护功能。控制系统具有程序控制、可靠性高、抗震动、抗干扰等特点。1.主回路：主回路主要是由负荷开关熔断器组TQ，真空接触器KV1~KV3；阻容吸收器FV1~FV3；以及电流互感器CT1~CT9组成。负荷开关作为电源开关，当其闭合时主回路各接触器上端得电。电流互感器CT1~CT9取各回路电流作为采样信号，通过电流互感器转换成电压信号后送掘进机综合保护器，若有故障对各电机给以保护，并通过显示窗口显示出来故障原因，正常时显

6、示运行状态等参数。2.控制回路电路的组成：控制回路是以可编程序控制器为核心，它接受转换开关、急停按钮的信号，通过内部程序控制继电器输出接口，实现各电机启动和停止。同时接受瓦斯传感器及综合保护器的信号，通过程序实现整个电气系统的保护功能。为了增强系统可靠性，在控制回路中增设了漏检接触器LJ及中间继电器KA1~KA7，漏检接触器能有效将主回路高电压隔离。数字电子式电动机保护器在采样和整定精度方面做的很好，可对采样信号进行软件非线性校正，并可实现真有效值计算，真正做到了高精度采样。在整定方面采用数字设定，可以通过键盘现场设定，还可为过载保护设置反时限曲线。研制出

7、了集保护、通讯控制于一体的多功能电动机保护器，对电动机发生断相、过载、短路、欠压、过压和漏电等故障实现保护，还具有电流电压显示，时间控制，软件自诊断，来电自恢复，自启动顺序，故障记忆，自琐和远传报警，显示故障时的电流、电压故障前后用声光示警，配置RS485通讯接口。随着微电子技术的发展，电动机保护器正朝着智能化，综合化，高精度，高可靠方向发展。基于微处理器或其它数字电路构成的新型微机保护装置，其与传统的保护装置相比具有以下优点:①具有计算、分析和逻辑判断能力和存储记忆功能，可以连续地进行自检，受环境因素的影响小，可靠性高;采用软件编程，可用同一硬件实现不同

8、的保护原理。②具有故障记录、故障分析、交换信息等辅助功能，方便了对