包头电动机保护器厂 产量大 寿命长
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产品描述

低压马达控制与保护器
一.概述
低压马达控制与保护器主要是指,采用模拟电路或数字电路方式实现的控制与保护器。用于主回路为交流50Hz或60Hz、电压至1 000V的电路中的三相异步电动机。
低压马达控制与保护器与交流电动机回路中的接触器配合使用,必须具备对电动机的过载、断相保护的功能。
低压马达控制与保护器可具备对电动机的欠载、堵转、阻塞、三相电流不平衡、温度过高、剩余电流、相序、过电压、欠电压、欠功率、起动超时等故障进行保护的功能。
低压马达控制与保护器可具备对电动机进行直接起动、可逆(双向)控制、各种减压起动和双速控制的控制功能。
低压马达控制与保护器可具备欠压(失压)后电动机重起动(或自起动)的控制功能。
低压马达控制与保护器还可直接或通过适用的通信适配器进行通信,完成各种数据的传输及远程监控。
下面以安科瑞电气股份有限公司ARD系列产品为例,介绍低压马达控制与保护器。
全中文液晶显示,可测量三相电流、三相电压、剩余电流、功率、频率等;带有RS485通讯接口、MODBUS协议;带有过载、断相、不平衡、堵转、阻塞、欠载、过压、欠压、欠功率等保护功能;可以实现直接起动、星三角起动、自耦降压起动、双向起动、双速起动、与变频器配合使用、与软起动器配合使用控制功能等。
二.适用环境
工作温度:-10oC~55oC
存储温度:-25oC~70oC
相对湿度:≤95%不结露
海拔高度:≤2000m
三.电磁兼容
静电抗干扰实验 Ⅲ级(IEC61000-4-2)
辐射抗干扰试验 Ⅲ级(IEC61000-4-3)
电快速瞬变脉冲群干扰试验 Ⅳ级(IEC61000-4-4)
浪涌抗干扰试验 Ⅳ级(IEC61000-4-5)
射频传导干扰试验 Ⅲ级(IEC61000-4-6)
电磁场抗干扰试验 Ⅲ级(IEC61000-4-8)
四.功能
测量功能:电流参数、电压、功率、相序、剩余电流(接地/漏电流)。
保护功能:过载、堵转、阻塞、欠载、断相、不平衡、剩余电流(接地/漏电)、温度、外部故障、相序、过压、欠压、欠功率、tE时间等全面的电动机综合保护功能。
DI输入、DO输出,满足直接起动,星—三角起动,自耦变压器起动,软起动等多种起动方式,通过通讯总线可实现远程主站对电动机进行实时遥控“起/停”操作。
抗晃电确保电动机运行不间断,重起动功能在短时欠压、失压时用于电动机分批重起。
具有标准的RS-485通讯接口,采用Modbus- RTU通讯协议,保证了上位机通讯的快速可靠。
具有DC4-20mA模拟量输出接口,直接与DCS系统相接,可实现对现场设备的监控。
具有系统时钟和8次故障记录功能,系统时钟记录当前时间(年、月、日、时、分、秒);故障记录功能记录电动机发生故障的时间,总的运行时间,故障原因,发生故障时电动机的各种参数值(如三相电流、三相电压、剩余电流、功率因数、热容比、电机状态等)。
可以替代各种电量表、信号灯、热继电器、电量变送器等常规元件,减少了柜内电缆连接及现场施工量,可靠性和综合性价比远高于传统方案。
五.应用领域
适用于煤矿、石化、冶炼、电力、船舶、以及民用建筑等领域。
六.工作电源
工作范围 AC85-270V
频率 50±5Hz,60±5Hz
功耗 <5W
七.工频耐压
2kV/1min交流有效值
八.订货范例
型号:ARD3-100A/CUM-90L
型号说明:
辅助电源:AC220V
电机额定电流:25A~100A
电机起动方式:直接起动(全压起动)
保护功能:过载、断相、接地、堵转、阻塞、欠载、不平衡、起动超时、过压、欠压、欠功率、相序
测量功能:三相电压、三相电流、电流不平衡度、接地电流、功率、频率
附加功能:通讯、电压、变送输出
显示:分体显示,中文液晶操作界面
型 号:ARD2F-25/QTJCSR+90FL
辅助电源:AC220V
电机额定电流:6.3A~25A
应用场合:三相电机
测量参数:三相电流、PTC电阻值
附加功能:起动控制、温度保护、报警输出、RS485通讯、8个SOE事件记录
显示方式:90FL(中文液晶显示)
由于电压不稳,断相过流等很多原因,使电机损坏,导致工作不正常,就要对电机加以保护,于是就有了电机保护器。
温度继电器是采用双金属片制成的盘式或其他形式的继电器,具有结构简单、动作可靠,保护范围广泛等优点,但动作缓慢,返回时间长,3KW以上的三角形接法电动机不宜使用。如今在电风扇、电冰箱、空调压缩机等方面大量使用。
简易型电动机保护器的设计
摘要:本文介绍了一种以ARM为核心的智能电动机保护器,设计了相关信号处理电路、显示电路、I/O控制电路及通信电路,编写了相关电动机故障保护算法软件。市场应用表明,该电动机保护器能够保证电动机的可靠运行。
0、引言
随着电子技术的不断发展,电动机保护器正朝着智能化、数字化、综合化的方向发展。目前,市场上常规的综合型电动机保护器大都具备了比较齐全的保护功能,但体积较大、安装不便且价格十分昂贵,这使得综合型电动机保护器的推广受到很大局限。在采矿场所,受到现场空间限制,且只需要基本的电动机保护功能,为解决上述问题,研制一种符合国家标准并且高性价比的电动机保护器很有必要。本文以ARM为处理器,开发了一款经济实用的简易型低压电动机保护器。
1、设计依据及功能
简易型低压电动机保护器包括以下功能:
(1)基本保护功能:断相、启动超时、反时限过载、接地、三相不平衡、堵转、阻塞、短路、过压等保护功能,符合GB14048.4、GB14048.6等标准。
(2)选配保护功能:可选配外部故障、漏电、定时限过载、欠载、欠压等保护功能,符合GB14048.4、GB14048.6等标准。
(3)测量和通信功能:可测量三相电流、剩余电流、三相电压;具有RS485通信接口,采用Modbus通信协议,通信符合GBZ19582.1、GBZ19582.2标准。
(4)DI/DO、变送输出功能:支持2路DI、4路DO;支持1路4~20mA变送输出。
(5)安装方式:采用导轨安装或螺丝固定安装,3种额定电流规格分别为5A、25A、100A。
2、硬件方案
简易型电动机保护器采用低成本设计方案,整个系统由中央处理单元、电源模块、信号处理单元、按键模块、显示模块、I/O控制模块、变送输出模块、通讯模块等构成。
2.1信号处理单元
信号处理单元电路如图2所示,经过基准电压信号Vref将传感器检测的信号抬升,限定在0~3.3V信号内,输入中央处理单元,实现交流采样。为保证交流采样的精度,采用了分档处理交流信号的方式,在输入大信号时,信号经过抬升并滤波后直接进入CPU进行采样处理;在输入小信号时,信号抬升后需经过运算放大器信放大并滤波后进入CPU进行采样处理。
2.2控制模块
控制模块由开关量输入和继电器输出构成。开关量输入采用保护器内部提供的15V电源供电,并采用光耦隔离来增强开关量输入抗干扰性和满足保护器工频耐压的要求,开关量输入用于外部开关状态的监测。继电器输出采用性能稳定可靠、使用寿命长的继电器。继电器输出电路示意图如图3所示,为了增强抗干扰的要求,采用光耦进行隔离,ULN2003A可以输出500mA电流,可承受50V电压,内部集成的续流二极管为继电器线圈断电瞬间产生的较高感应电压提供了续流回路,继电器输出用于故障脱扣、故障报警和远程起动等信号的输出。
3、软件方案
保护器的主程序主要包括A/D采样、计算显示、基本保护、按键处理、I/O控制、变送输出及通信等程序。主程序采用模块化设计,具有可移植性强的特点。
主程序经过初始化后,执行A/D采样程序。在A/D采样程序中对电动机三相电流、三相电压、剩余电流进行采样,采样周期结束后,根据采样得到的电动机三相电流值、三相电压值、剩余电流值计算当前电动机的电流值和电压值,随后判断当前电动机的运行状态,当电动机此时为运行状态时,执行电动机保护子程序。
在保护子程序中,根据采样计算得到的电流值电压值判断电动机是否有故障发生,若没有故障发生则返回主程序,若有故障发生时,判断发生哪种类型电动机故障,执行相应的故障处理,并将故障类型在保护器界面上显示。
保护子程序执行后,进入显示值计算子程序,计算三相电流、平均电流、三相电压及剩余电流等参数显示值。显示值计算子程序执行后,进入按键处理子程序,实现人机交互。
按键处理子程序执行后,进入显示子程序。在没有按键处理时,显示电动机当前平均电流值;在有按键处理时,显示与按键功能相对应的参数值。当电动机发生故障时,显示相应故障码及故障报警脱口指示灯。
显示子程序执行后,进入I/O控制程序,在电动机发生故障时,控制继电器输出常闭触点脱扣断开,切断电动机供电,使电动机停车。I/O控制程序执行后,进入变送输出子程序,可选择三相电流、平均电流、三相电压、频率中任一参数转换成4~20mA模拟信号输出。
变送输出子程序执行结束后,进入通信子程序。首先判断是否接收到上位机发送的命令数据,接收到命令数据后,根据标准Modbus协议判断命令中地址码是否为保护器本机地址,若是本机地址,向上位机回送相应的参数数据。
4、应用实例
某水泥厂由于水泥生产流程复杂,电动机装置数量较多,选用简易型电动机保护器来对现场电动机设备进行有效保护,既能使电动机充分发挥其过载能力,又能提高电力拖动系统的可靠性和生产过程的连续性。水泥厂采用保护器用于电动机保护控制回路,取代热继电器等作为电动机的过载保护和控制元件,并且利用通讯技术,实现了水泥生产中电动机设备控制的自动化,使水泥厂大型设备的电动机得到了有效保护和控制。
5、结语
随着电动机保护器的应用,市场对产品的需求在不断地变化。针对市场对经济型电动机保护器的需求,研发了一款经济实用的简易型电动机保护器。简易型保护器是以ARM为核心的智能化、数字化电动机保护器,对电动机发生起动超时、过载、断相、
电动机保护器在化工行业抗晃电中的应用
摘要
介绍目前常用的抗晃电措施,着重介绍使用电动机保护实现抗晃电的方法。
0 引言
“晃电”指的是电网因雷击、对地短路、重合闸、设备起动、发电厂故障及其他原因造成电网电压短时失压、电网电压短时大幅度波动、短时断电数秒等的电能质量事件。化工企业对系统供电可靠性的要求较高,一旦出现供电系统晃电,会引起保护设备欠压误保护、生产设备意外停机,致使生产线瘫痪、事故扩大,导致非常大的经济损失,甚至对操作人员的安全构成威胁。
1常用的抗晃电的措施
1.1 UPS抗晃电系统
DCS、PLC等控制系统的工作电源由UPS电源接入,实现抗晃电的目的。电网正常工作时,给负载供电,同时给储能电池充电;当市电欠压或突然掉电时,UPS电源开始工作,由储能电池给负载供电。
系统发生晃电时,接触器的线圈依靠UPS供电正常工作,保持主触头的吸合,避免晃电造成电机停机;当母线失电超过一定的时间后,根据二次控制部分设定时间断开输出,避免电压恢复后事故的发生。
1.2 DC-BANK 抗晃电系统
变频器抗晃电有如下方法:
(1)取消变频器低压保护设置,设置快速重起动。该方法缺点是关键电机的停止、重起会影响生产的连续性和造成次品增加,另外低压往往会表现为变频器的过流保护,而取消过流保护会增加变频器本身损坏隐患,因此,这种方式在连续性生产要求较高的石化企业很少使用。
(2)DC-BANK系统,主要应用于变频电机和PLC/DCS 供电系统。电网正常时变频器由交流母线供电,DC-BANK 系统处于热备状态;电网晃电或备自投切换时,电网电压下降,转换成由DC-BANK 向变频器的直流母线供电,变频器保持正常工作。
1.3 电动机的抗晃电措施
交流接触器广泛使用于低压电动机控制系统中,晃电发生后接触器断开,会使电动机停转。
电动机抗晃电主要为接触器抗晃电,交流接触器的抗晃电方法:
(1)采用抗晃电接触器(具有延时释放/避开弹跳区的接触器),晃电出现时接触器不立即释放,也不工作在临界弹跳区。
(2)在原有的交流接触器上增加延时模块。
(3)加装再起动控制器。
(4)使用带有抗晃电功能的电动机保护器。电动机保护器具有过载、断相、不平衡、堵转、阻塞、起动超时、过压、欠压、接地、漏电等保护功能;具有电流测量、电压测量、频率测量、功率测量等测量功能;具有起动控制、抗晃电功能、失压重起等控制功能;具有4-20mA DC变送输出,MODBUS、PROFIBUS通讯功能。
工作原理如下:95-96接点作为保护接点,保护器上电后处于常闭状态,当出现故障或辅助电源断电后变为常开状态;7-8接点同起动按钮SB2并联,出现晃电后7-8吸合维持控制回路处于起动状态,电压瞬间后可执行重起功能。
采用直接起动方式的抗晃电控制原理如图10所示,95-96接点功能同图9,7-8接点为起动控制继电器,保护器接收到SB1发出点动起动信号后,7-8吸合并自保持,接触器KM线圈得电接通电机主回路;保护器接收到SB2发出点动停止信号后,7-8输出断开,接触器KM线圈失电,断开电机主回路;发生晃电后,线圈KM失电,电机主回路被切断,保护器根据晃电时间长短自动选择执行“立即重起动”,“分批延时自起动”或“禁止起动”。
电动机保护器行业标准(JB/T 10736)中对抗晃电(失压重起)功能描述要求:“具有欠电压(失压)重起动保护功能的保护器,因主电路欠电压故障或失压停车,若在“立即重起动时间”内电压恢复至正常(允许重起动设定值以上)时,保护器可使电动机立即恢复至电动机停车前的运行状态(不经过起动延时、降压等过程);若超过“立即重起动失压时间”而在“延时重起动延时时间”设定时间内,电压恢复至欠电压(失压)重起动设定值以上,则电动机按“延时重起动延时时间”延时起动(与正常起动的过程相同),延时时间允许误差为±10%;若超过“延时重起动延时时间”后电压恢复,则电动机不再自动重起动,恢复电压值误差不大于±10%。”
2 电动机保护器抗晃工作原理及相关参数的设置
以安科瑞ARD系列电动机保护为例。为实现抗晃电功能,电动机保护器需带有抗晃电模块,将交流电输入接在抗晃电模块的输入端,抗晃电模块的输出接到电动机保护器的辅助电源输入端,电动机保护器的电压测量信号取自接触器上级,防止晃电时接触器脱开,无法测得恢复电压。线路正常供电时抗晃电模块的内部储能装置处于储能状态,晃电期间由抗晃电模块储能设备向电动机保护器供电,维持电动机保护器正常工作。当系统电压恢复到“重起动电压”后,电动机保护器对晃电持续时间进行判断,时间小于“立即重起动失电时间”立即吸合“输出继电7-8起动电动机;晃电时间长于“立即重起动失电时间”,而小于“允许失电时间”,执行延时重起动;晃电时间长于“允许失电时间”,不执行起动。
电动机保护器可以实现晃电立即重起动、失压延时重起动、失压时间过长闭锁起动,并且带有过载、断相、堵转、阻塞、过压、欠功率等全面的保护功能,可以确保电动机的平稳运行,并减少系统投资。
3 结束语
本文介绍了几种常见的晃电处理方法,着重介绍电动机保护器实现抗晃电的方法。

电动机保护器
当电动机在过负载情况下,长时间超过其额定电流运行时,会导致电动机过热,绝缘降低而烧毁,保护器根据电动机的发热特性,计算电动机的热容量,模拟电动机发热特性对电动机进行保护。
断相/不平衡保护
断相/不平衡故障运行时对电动机的危害很大,当电动机发生断相或三相电流严重不平衡时,如不平衡率达到保护设定值时,保护器按照设定的要求保护,发出停车或报警,确保电动机的安全运行。
堵转保护
电动机在起动过程中,由于负荷过大或自身机械原因,造成电动机轴被卡住,而未及时解除故障,将造成电机过热,绝缘降低而烧毁电机,堵转保护适用于电动机起动发生此类故障时进行保护,当电流达到动作设定电流时,保护器及时在动作(延时)设定时间内动作或报警,避免电机烧毁。
欠载(欠流)保护
当电动机所带负载为泵式负载时,电动机空载或欠载运转会产生危害,保护器提供欠载保护,三相的平均电流与额定电流的百分比低于欠载设定值时,保护器应在动作(延时)设定时间内动作或报警。
外部故障保护
当保护器检测到外部故障出现,外部故障开关量有故障信号输入时,保护器按照设定的要求保护,确保电动机设备安全。
阻塞保护
阻塞保护适用于电动机运行过程中发生卡死。当电流达到动作设定电流时,保护器及时在动作(延时)设定时间内动作或报警,避免电机烧毁。
起动超时保护
电动机起动时间到后,若保护器检测到电动机回路电流仍未下降到110%Ie以下,启动该保护。针对增安电机,起动时间整定不得超过 1.7倍tE 时间。
剩余电流保护(接地/漏电)
保护器同时具备接地保护和漏电保护功能,二者只能选一种。接地保护自动计算剩余电流不需要外接互感器,用于保护相线对电动机金属外壳的短路保护。漏电保护电流是通过增加漏电互感器,检测出30mA-900mA的故障电流,主要用于非直接接地的保护,以保证人身安全。
相序保护
当保护器检测到电动机的电压相序错误时,闭锁电动机起动,保护电动机安全。
欠压保护
电压过低会引起电动机转速降低,甚至停止运行,当主回路电压低于设定的欠电压保护值时,保护器按设定的要求进行保护,在动作设定时间内动作或在报警,以避免重要的生产工艺造成混乱,严重影响生产。
过压保护
电压过高引起电动机绝缘程度损伤,当主回路电压超过设定的保护电压时,保护器按设定的要求进行保护,在动作设定时间内动作或在报警,以保证电动机设备安全。
欠功率保护
电动机由于传动装置损坏,失去机械输出能力,欠载运行,电动机功率因数较低,但电动机电流很大,大量消耗系统的无功,当负载功率与额定功率的百分比低于设定动作值时,保护器在动作设定时间内动作或报警。
温度保护
保护器通过检测预埋在电动机绕组上的 PTC热敏电阻的阻值变化,来实现温度保护功能。
温度保护用于低压(380V)小容量的电动机上,作为长时间过负荷、变负荷和反复短时运行过负荷、断相、三相不平衡、电源频率变化、通风不良、环境温度过高等引起的电机温度过高的保护。
欠/失电重起(抗晃电)
“晃电”指的是由于雷击、短路或其它原因造成的电网短时电压波动或短时断电现象。当现场电动机因晃电而停机时,如电网电压在允许的时间内恢复正常(回到设定的恢复电压以上),保护器再起动被晃停的电机,如电网电压在允许的时间内没能恢复正常,则保护器将闭锁程序,不再起动电动机。
Te 时间保护(适用于增安型电动机)

电机比过去更容易烧毁绕组,是由于绝缘技术的不断发展,在电机的设计上既要求增加出力,又要求减小体积,使新型电动机的热容量越来越小,过负荷能力越来越弱;再由于生产自动化程度的提高,要求电动机经常运行在频繁的起动、制动、正反转以及变负荷等多种方式,对电动机保护装置提出了更高的要求。另外,电动机的应用面更广。常工作于环境极为恶劣的场合,如潮湿、高温、多尘、腐蚀等场合。再加上电动机制造上的不规范,设备管理上的疏漏。所有这些,造成了如今的电动机比过去更容易损坏,尤其是过载、短路、缺相、扫膛等故障出现频率*高
在能满足保护要求的情况下首先考虑*简单保护装置,当简单的保护装置不能满足要求时,或对保护功能和特性提出更高要求时,才考虑应用复杂的保护装置,做到经济性和可靠性的统一。具体的功能选择应根据综合考虑电动机的本身的价值、负载情况、环境好坏、电动机的重要程度、退出运行是否对生产系统造成严重影响等因素,力争做到经济合理。
电机保护器和接触器保护器的型号不同,各种保护器功能不同,一般电动机的供电电源线路要从保护器的电流互感器穿过去,才能起到保护的作用的,控制回路才接保护器的线路。

问:电动机保护器的选型方法?
答:1、电机方面:要先了解的型号规格、电动机功能特性、防护型式、额定电压、额定电流、额定功率、电源频率、绝缘等级等。这些内容基本能给用户如何正确使用和维护及选型保护器提供了参考依据。
2、环境条件:主要指常温、高温、高寒、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、电磁污染等。
3、电动机用途:主要指拖动机械设备要求特点,如风机、水泵、空压机、车床、油田抽油机等不同负载机械特性。
4、控制系统方面:控制模式有手动、自动、就地控制、远程控制、单机独立运行、生产线集中控制等情况。启动方式有直接、降压、星三角、频敏变阻器、变频器、软起动等启动方式。
5、其他方面:用户对现场生产监护管理是比较随意还是严谨,非正常性的停机对生产影响的严重程度等。
-/gbaddhi/-

http://www.ankeruidq.com

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