常見的電動機有哪幾種保護及需用電器？
異步電動機的保護是個復雜的問題。在實際使用中，應按照電動機的容量、型式、控制方式和配電設備等不同來選擇相適應的保護裝置及起動設備。
電動機的保護與控制關系
電動機的保護往往與其控制方式有壹定關系，即保護中有控制，控制中有保護。如電動機直接起動時，往往產生4—7倍額定電流的起動電流。若由接觸器或斷路器來控制，則電器的觸頭應能承受起動電流的接通和分斷考核，即使是可頻繁操作的接觸器也會引起觸頭磨損加劇，以致損壞電器；對塑料外殼式斷路器，即使是不頻繁操作，也很難達到要求。因此，使用中往往與起動器串聯在主回路中壹起使用，此時由起動器中的接觸器來承載接通起動電流的考核，而其他電器只承載通常運轉中出現的電動機過載電流分斷的考核，至於保護功能，由配套的保護裝置來完成。
此外，對電動機的控制還可以采用無觸點方式，即采用軟起動控制系統。電動機主回路由晶閘管來接通和分斷。有的為了避免在這些元件上的持續損耗，正常運行中采用真空接觸器承載主回路(並聯在晶閘管上)負載。這種控制有程控或非程控；近控或遠控；慢速起動或快速起動等多種方式。另外，依賴電子線路，很容易做到如電子式繼電器那樣的各種保護功能。 電動機保護裝置
電動機的損壞主要是繞組過熱或絕緣性能降低引起的，而繞組的過熱往往是流經繞組的電流過大引起的。對電動機的保護主要有電流、溫度檢測兩大類型。下面結合產品作些介紹。
1．電流檢測型保護裝置
(1)熱繼電器利用負載電流流過經校準的電阻元件，使雙金屬熱元件加熱後產生彎曲，從而使繼電器的觸點在電動機繞組燒壞以前動作。其動作特性與電動機繞組的允許過載特性接近。熱繼電器雖則動作時間準確性壹般，但對電動機可以
實現有效
的過載保護。隨著結構設計的不斷完善和改進，除有溫度補償外，它還具有斷相保護及負載不平衡保護功能等。例如從ABB公司引進的T系列雙金屬片式熱過載繼電器；從西門子引進的3UA5、3UA6系列雙金屬片式熱過載繼電器；JR20型、JR36型熱過載繼電器，其中Jn36型為二次開發產品，可取代淘汰產品JRl6型。
(2)帶有熱—磁脫扣的電動機保護用斷路器熱式作過載保護用，結構及動作原理同熱繼電器，其雙金屬熱元件彎曲後有的直接頂脫扣裝置，有的使觸點接通，最後導致斷路器斷開。電磁鐵的整定值較高，僅在短路時動作。其結構簡單、體積小、價格低、動作特性符合現行標準、保護可靠，故日前仍被大量采用．特別是小容量斷路器尤為顯著。例如從ABB公司引進的M611型電動機保護用斷路器，國產DWl5低壓萬能斷路器(200—630A)、S系列塑殼斷路器(100、200、400入)。
(3)電子式過電流繼電器通過內部各相電流互感器檢測故障電流信號，經電子電路處理後執行相應的動作。電子電路變化靈活，動作功能多樣，能廣泛滿足各種類型的電動機的保護。其特點是：
①多種保護功能。主要有三種：過載保護，過載保護十斷相保護，過載保護十斷相保護+反相保護。
②動作時間可選擇(符合GBl4048．4—93標準)。
標準型(10級)：7．2In(In為電動機額定電流)，4—1Os動作，用於標準電動機過載保護，速動型(10A級)：7．2In時，2—1Os動作，用於潛水電動機或壓縮電動機過載保護。慢動型(30級)：7．2In時，9—30s動作，用於如鼓風機電機等起動時間長的電動機過載保護。
③電流整定範圍廣。其最大值與最小值之比壹般可達3—4倍，甚至更大倍數(熱繼電器為1．56倍)，特別適用於電動機容量經常變動的場合(例如礦井等)。
④有故障顯示。由發光二極管顯示故障類別， 便於檢修。
(4)固態繼電器它是壹種從完成繼電器功能的簡單電子式裝置發展到具有各種功能的微處理器裝置。其成本和價格隨功能而異，最復雜的繼電器實際上只能用於較大型、較昂貴的電動機或重要場合。它監視、測量和保護的主要功能有：
①最大的起動沖擊電流和時間；
②熱記憶；
⑤大慣性負載的長時間加速；
④斷相或不平衡相電流；
⑤相序；
⑥欠電壓或過電壓；
⑦過電流(過載)運行；
⑧堵轉；
⑨失載(機軸斷裂，傳送帶斷開或泵空吸造成工作電流下跌)；
⑩電動機繞組溫度和負載的軸承溫度；
⑩超速或失速。
上述每壹種信息均可編程輸入微處理器，主要是加上需要的時限，以確保在電動機起動或運轉過程中產生損壞之前，將電源切斷。還可用發光二極管或數字顯示故障類別和原因，也可以對外向計算機輸出數據。
(5)帶有電子式脫扣的電動機保護用斷路器其動作原理類同上述電子式過電流繼電器或固態繼電器。功能主要有：電路參量顯示(電流、電壓、功率、功率因數等)，負載監控(按規定切除或投入負載)，多種保護特性(指數曲線反時限、I2t曲線反時限、定時限或其組合)，故障報警，試驗功能，自診斷功能，通信功能等。產品如施耐德電氣公司生產的M系列低壓斷路器。
(6)軟起動器軟起動器的主電路采用晶閘管，控制其分斷或接通的保護裝置壹般做成故障檢測模塊，用來完成對電動機起動前後的異常故障檢測，如斷相、過熱、短路、漏電和不平衡負載等故障，並發出相應的動作指令。其特點是系統結構簡單，采用單片機即可完成，適用於工業控制。
2．溫度檢測型保護裝置
(1)雙金屬片溫度繼電器它直接埋入電動機繞組中。當電動機過載使繞組溫度升高至接近極限值時，帶有壹觸頭的雙金屬片受熱產生彎曲，使觸點斷開而切斷電路。產品如JW2溫度繼電器。
(2)熱保護器它是裝在電動機本體上使用的熱動式過載保護繼電器。與溫度繼電器不同的是帶2個觸頭的碗形雙金屬片作為觸橋串在電動機回路，既有流過的過載電流使其發熱，又有電動機溫度使其升溫，達到壹定值時，雙金屬片瞬間反跳動作，觸點斷開，分斷電動機電流。它可作小型三相電動機的溫度、過載和斷相保護。產品如sPB、DRB型熱保護器。
(3)檢測線圈測溫電動機定子每相繞組中埋入1—2個檢測線圈，由自動平衡式溫度計來監視繞組溫度。
(4)熱敏電阻溫度繼電器它直接埋入電動機繞組中，壹旦超過規定溫度，其電阻值急劇增大10—1000倍。使用時，配以電子電路檢測，然後使繼電器動作。產品如JW9系列船用電子溫度繼電器。
保護裝置與異步電動機的協調配合
為了確保異步電動機的正常運行及對其進行有效的保護，必須考慮異步電動機與保護裝置之間的協調配合。特別是大容量電網中使用小容量異步電動機時，保護的協調配合更為突出。
1．過載保護裝置與電動機的協調配合
(1)過載保護裝置的動作時間應比電動機起動時間略長壹點。由附圖可見，電動機過載保護裝置的特性只有躲開電動機起動電流的特性，才能確保其正常運轉；但其動作時間又不能太長，其特性只能在電動機熱特性之下才能起到過載保護作用。
(2)過載保護裝置瞬時動作電流應比電動機起動沖擊電流略大壹點。如有的保護裝置帶過載瞬時動作功能，則其動作電流應比起動電流的峰值大壹些，才能使電動機正常起動。
(3)過載保護裝置的動作時間應比導線熱特性小壹點，才能起到供電線路後備保護的功能。
2．過載保護裝置與短路保護裝置的協調配合壹般過載保護裝置不具有分斷短路電流的能力。壹旦在運行中發生短路，需要由串聯在主電路中的短路保護裝置(如斷路器或熔斷器等)來切斷電路。若故障電流較小，屬於過載範圍，則仍應由過載保護裝置切斷電路。故兩者的動作之間應有選擇性。短路保護裝置特性是以熔斷器作代表說明的，與過載保護特性曲線的交點電流為Ij，若考慮熔斷器特性的分散性，則交點電流有Is及IB兩個，此時就要求 Is及以下的過電流應由過載保護裝置來切斷電路，Ib及以上直到允許的極限短路電流則由短路保護裝置來切斷電路，以滿足選擇性要求。顯然，在Is—IB範圍內就很難確保有選擇性．因此要求該範圍應盡量小。從現行IEC標準規定來看，極限值為Is＝O．75Ij，Ib＝1．25IJ。目前過載保護裝置的額定接通和分斷能力均按0．75IJ考核，顯然偏低壹些，從IEC標準修改的動向，今後有可能按 IJ考核，以提高其可靠性。因此上述的協調配合應既考慮其選擇性，又考慮其額定接通和分斷能力。
結 語
異步電動機的保護是涉及電氣裝置和機械設備可靠、正常運轉的關鍵之壹。直接檢測電動機繞組的溫度來保護過載引起的過熱是很有效的保護方式，但由於需直接埋入電動機繞組裏，價格較貴、維修困難等原因，僅在部分頻繁操作場合使用；從經濟性考慮，采用電流檢測型更為有利，加熱繼電器仍是壹種價廉、簡單、可靠的電動機保護形式(從實際使用情況看，目前使用量占大多數)；對動作性能要求較高及功能要求全或價格昂貴的大容量電動機保護，則可采用電子式或固態繼電器；對壹般要求，則采用帶熱—磁脫扣的電動機保護用斷路器更為實用。但不管采用何種保護裝置，必須考慮過載保護裝置與電動機、過載保護裝置與短路保護裝置的協調配合
我們知道，熱繼電器具有結構簡單，成本低廉，體積小，使用方便的優點。但熱繼電器保護功能單壹，精度低，動作不穩定，發熱時間常數小。簡單地說，熱繼電器樣樣都好，就是保護性能不可靠，這是其致命弱點，也正因為此，保護性能可靠的電子式電動機保護器應運而生。它在顯示其勃勃生機的同時，正經歷著壹個逐漸走向成熟的過程。
我企業生產環境較惡劣，高溫、多粉塵、潮濕、連續生產，電動機損壞率較高。我們曾先後選用過好幾種形式的電機保護器，也因而得出了壹些體會。下面從可靠性、使用方便程度及經濟性三方面來對電子式電動機保護器，談談自己不成熟的體會。
電子式電動機保護器（電機保護器）可靠性
目前，工礦企業熱繼電器普遍使用，但損壞電機現象也普遍存在。據調查發現，異步電機的故障中90％以上是定子繞組因過熱損壞，而其中近60％是因斷相故障引起，這既說明了熱繼電器作為斷相保護相當不可靠，又說明了斷相保護的必要性。且熱繼電器因電動機起動電流的沖擊，引起自身的斷相也偶有發生，所以新穎的電動機保護器必須具備斷相保護功能。
前面已經提到，熱繼電器的發熱時間常數小，對於大慣量重載起動的電機非常不適應，常采用起動時短接熱繼電器的方法，這樣不但使控制系統結構復雜、成本增加，同時也存在了保護的死區。有的為了避免起動時誤動作，調大整定電流，使保護形同虛設，而大多數的電子式電機保護器的檢測電流互感器由於采用了速飽和電流互感器，故壹般具有冷態時允
許起動時間長；熱態時過載動作迅速的特點。這正好與工礦企業的電動機實際保護要求相匹配，更能可靠的保護電機過載。
熱繼電器的檢測元件是雙金屬片，由於起動電流及過載等過流沖擊，很容易使雙金屬片產生疲勞效應，造成刻度值偏移，動作不穩定，且這在生產現場卻較難發現，最後造 成過載不動作。而電子式電機保護器由於檢測元件采用電流互感器，不存在發熱問題，其動作穩定性與熱繼電器相比有了質的飛躍。
使用方便程度
較先進的電子式電動機保護器（電機保護器），檢測元件壹般采用電流互感器，且出現了穿芯式結構。自穿芯式電動機保護器（電機保護器）問世，由於同熱繼電器相比具有眾多優點，引起了電工界的濃厚興趣。
穿芯式結構不但具有使用方便，與主回路完全隔離，既不會影響主回路，又提高了自身的可靠性。同時，又徹底解決了接線端子發熱的問題，且互換性好。但目前國內外壹般只有大規格電動機保護器（電機保護器）采用穿芯式，而小規格只能采用接線式。
電子式電動機保護器（電機保護器）解決了熱繼電器功能單壹的問題，新產生了需工作電源的弊端。雖然電子線路放大、驅動需工作電源的要求在情理之中，但是對電動機保護器（電機保護器）的應用帶來了壹系列的問題，如用戶使用前必須認準電源接線端子，了解電源電壓等級等諸多不便。另外，由於電動機保護器（電機保護器）需要連續工作，這樣因電網電壓的波動、幹擾、自身的發熱等因素，使其的故障率也很高。據我廠曾對使用過的電子式電動機保護器（電機保護器）的不完全統計，電動機保護器（電機保護器）的自身故障壹半以上均出自電源部分，這大大挫傷了電氣工作者使用電子式電動機保護器（電機保護器）的熱情。
另外，電子式電動機保護器（電機保護器）由於執行元件采用電磁式繼電器，存在了兩個難以克服的矛盾。
壹、采用繼電器的常開觸點實行保護方案，其特點主回路不工作時觸點常開，所以其觸點必須串接於接觸器的自保回路，這樣既使用戶感到安裝不便，又無法用於自動控制的電路；
二、用繼電器的常閉觸點動作實行保護方案，雖然其控制觸點可象熱繼電器壹樣直接串接於控制回路，但由於其自動復位，同樣也無法適用於自動控制系統。這大大限制了電子式電機保護器的使用範圍。壹方面替代熱繼電器時需改變控制線路，另壹方面不能使用於因無人看守，長期工作，故障率相對較高的需自動控制的設備如水泵、壓縮機等。
經濟性
由於熱繼電器結構簡單，生產批量大，成本極為低廉；而電子式電動機保護器（電機保護器）其內部壹般由信號檢測，放大、處理、執行、電源等部分構成，其生產成本遠比熱繼電器高，這給用戶初次投資帶來壹定的壓力，也給全面推廣電子式電動機保護器（電機保護器）帶來了壹定的困難。作為生產廠家，在提高產品性能的同時，降低生產成本是需不斷努力的目標。
新穎電動機保護器（電機保護器）。
從上述可知，電子式電動機保護器（電機保護器）的特點是功能可靠，但普遍存在著結構復雜，使用維修不便、體積大、成本高的不足。這裏我向大家介紹由寧波市海曙巨龍電氣廠生產的經過我廠兩年多使用的UL-E2系列電動機保護器（電機保護器）。該產品保留了電子式電動機保護器（電機保護器）的所有優點，而完全克服了該類電動機保護器（電機保護器）的不足。下面也從三方面同普通的電子式電動機保護器（電機保護器）作壹下比較。
功能：該電動機保護器（電機保護器）具有斷相、過電流保護功能。該電動機保護器（電機保護器）在我廠使用二年多來，已使用UL-E2系列電動機保護器（電機保護器）的設備，基本上沒發現電動機損壞現象，尤其是該電動機保護器（電機保護器）使用於退火窯中的引風機。由於風機的動平衡較差，常因振動引起固定腳松動，進壹步引起電源線拉斷或接線端松脫，但從未造成電機損壞。
該電動機保護器（電機保護器）除了具有壹般電子式電機保護器功能多、動作靈敏、性能穩定外，還具有如下特點；電動機保護器（電機保護器）斷相信號.及過電流保護信號獨立，這樣，既使過電流的設定值不當，也不管電動機在起動前斷相還是運行中斷相，電動機保護器（電機保護器）均能可靠動作。UL-E2系列電動機保護器（電機保護器）的電流整定用刻度盤表示，非常醒目方便，使用時只需把刻度調節到與電動機額定電流相對應的值。克服了目前國內同類產品需滿載調試的困難。這樣使用電動機保護器（電機保護器）後，既能使電動機充分發揮過載能力，又能使電動機得到可靠的保護。
使用方便程度：UL-E2系列電動機保護器（電機保護器）的使用甚為方便，整個系列均采用串芯式（只須穿1匝），無需外電源的結構，而這方面日本OMRON公司的同類產品小規格保護器需穿8匝。巨龍電氣廠這方面的突破，關鍵是他們的執行機構采用了專利技術的微功耗固態繼電器，驅動功耗為1uW，而電磁式繼電器，驅動功率為 2 0 0mW, 相比之下，靈敏度高了好幾個數量級，徹底解決了電子式保護器無源化、串芯式的問題。
且該電動機保護器（電機保護器）具有智能特性，保護器不但能直接串接於控制回路，還能自動識別手動控制回路和自動控制回路。使用時無需象熱繼電器那樣調節復位方式。保護器動作後，對於手動控制回路，能自動復位，而對於自動控制回路，又能己憶自鎖，避免電動機在故障狀態，重復起動，加劇電動機的損壞。
該電動機保護器（電機保護器）體積小，並且安裝尺寸，可同JR16熱繼電器互換。該電動機保護器（電機保護器）的整體線路采用模塊式全密封結構，內部又采用固態繼電器，既防水、防塵、又防爆，可適用於任何惡劣的環境，我廠使用該電動機保護器（電機保護器）兩年多來，至今末發現電動機保護器（電機保護器）損壞現象。
遺憾的是，該電動機保護器（電機保護器）無故障指示功能，不能直觀的判斷故障原因。