設計一種電機過載保護裝置

⑴ 電動機裝設過載保護裝置，電動機額定電流為10

C
答案解析：
[解析]
對於照明等沖擊電流很小的負載，熔體的額定電流應等於或稍大於電路的實際工作電流，一般熔體額定電流為電路實際工作電流的1.1～1.5倍。對於起動電流較大的負載，如電動機等，熔體額定電流為電路實際工作電流的1.5～2.5倍。

⑵ 如何選擇匹配的電機過載保護器

電機保護器的作用是給電機全面的保護，在電機出現過載、缺相、堵轉、短路、過壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過熱、軸承磨損、定轉子偏心時，予以報警或保護的裝置。
電機保護常識
1．為什麼現在的電機比過去 更容易燒毀？ 由於絕緣技術的不斷發展，在電機的設計上既要求增加出力，又要求減小體積，使新型電機的熱容量越來越小，過負荷能力越來越弱；再由於生產自動化程度的提高，要求電機經常運行在頻繁的起動、制動、正反轉以及變負荷等多種方式，對電機保護裝置提出了更高的要求。另外，電機的應用面更廣，常工作於環境極為惡劣的場合，如潮濕、高溫、多塵、腐蝕等場合。所有這些，造成了現在的電機比過去更容易損壞，尤其是過載、短路、缺相、掃膛等故障出現頻率最高。
2．為什麼傳統的保護裝置保護效果不甚理想？ 傳統的電機保護裝置以熱繼電器為主，但熱繼電器靈敏度低、誤差大、穩定性差，保護不可靠。事實也是這樣，盡管許多設備安裝了熱繼電器，但電機損壞而影響正常生產的現象仍普遍存在。
3、電機保護的發展現狀？ 目前電機保護器已由過去的機械式發展為電子式和智能型，可直接顯示電機的電流、電壓、溫度等參數，靈敏度高，可靠性高，功能多，調試方便，保護動作後故障種類一目瞭然，既減少了電機的損壞，又極大方便了故障的判斷，有利於生產現場的故障處理和縮短恢復生產時間。另外，利用電機氣隙磁場進行電機偏心檢測技術，使電機磨損狀態在線監測成為可能，通過曲線顯示電機偏心程度的變化趨勢，可早期發現軸承磨損和走內圓、走外圓等故障，做到早發現，早處理，避免掃膛事故發生。
4．保護器選擇的原則？ 合理選用電機保護裝置，實現既能充分發揮電機的過載能力，又能免於損壞，從而提高電力拖動系統的可靠性和生產的連續性。具體的功能選擇應綜合考慮電機的本身的價值、負載類型、使用環境、電機主體設備的重要程度、電機退出運行是否對生產系統造成嚴重影響等因素，力爭做到經濟合理。
5、理想的電機保護器？ 理想的電機保護器不是功能最多，也不是所謂最先進的，而是應該滿足現場實際需求，做到經濟性和可靠性的統一，具有較高的性能價格比。根據現場的實際情況合理地選擇保護器的種類、功能，同時考慮保護器安裝、調整、使用簡單方便，更重要的是要選擇高質量的保護器。
電機保護器的選型
一、 選型基本原則 目前，市場上電機保護產品未有統一標准，型號規格五花八門。製造廠商為了滿足用戶不同的使用需求派生出很多的系列產品，種類繁多，給廣大用戶選型帶來諸多不便；用戶在選型時應充分考慮電機保護實際需求，合理選擇保護功能和保護方式，才能達到良好的保護效果，達到提高設備運行可靠性，減少非計劃停車，減少事故損失的目的。
二、選型的基本方法
(一）與選型有關的條件
1、電機參數：要先了解電機的規格型號、功能特性、防護型式、額定電壓、額定電流、額定功率、電源頻率、絕緣等級等。這些內容基本能給用戶正確選擇保護器提供了參考依據。
2、環境條件：主要指常溫、高溫、高寒、腐蝕度、震動度、風沙、海拔、電磁污染等。
3、電機用途：主要指拖動機械設備要求特點，如風機、水泵、空壓機、車床、油田抽油機等不同負載機械特性。
4、控制方式：控制模式有手動、自動、就地控制、遠程式控制制、單機獨立運行、生產線集中控制等情況。啟動方式有直接、降壓、星角、頻敏變阻器、變頻器、軟起動等。
5、其他方面：用戶對現場生產監護管理情況，非正常性的停機對生產影響的嚴重程度等。與保護器的選用相關的因素還有很多，如安裝位置、電源情況、配電系統情況等；還要考慮是對新購電機配置保護，還是對電機保護升級，還是對事故電機保護的完善等；還要考慮電機保護方式改變的難度和對生產影響程度；需根據現場實際工作條件綜合考慮保護器的選型和調整。
（二） 電機保護器的常見類型
1、熱繼電器：普通小容量交流電機，工作條件良好，不存在頻繁啟動等惡劣工況的場合；由於精度較差，可靠性不能保證，不推薦使用。
2、電子型：檢測三相電流值，整定電流值採用電位器或拔碼開關，電路一般採用模擬式，採用反時限或定時限工作特性。保護功能包括過載、缺相、堵轉等，故障類型採用指示燈顯示，運行電量採用數碼管顯示。
3、智能型：檢測三相電流值，保護器使用單片機，實現電機智能化綜合保護，集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電流採用數字設定，通過操作面板按鈕來操作，用戶可以根據電機具體情況在現場對各種參數修正設定；採用數碼管作為顯示窗口，或採用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協議，如ModBUS、ProfiBUS等，價格相對較高，用於較重要場合；目前高壓電機保護均採用智能型保護裝置。
4、熱保護型：在電機中埋入熱元件，根據電動機繞組的溫度進行保護，保護效果好；但電機容量較大時，需與電流監測型配合使用，避免電機堵轉時溫度急劇上升時，由於測溫元件的滯後性，導致電機繞組受損。
5、磁場溫度檢測型：在電機中埋入磁場檢測線圈和測溫元件，根據電機內部旋轉磁場的變化和溫度的變化進行保護，主要功能包括過載、堵轉、缺相、過熱保護和磨損監測，保護功能完善，缺點是需在電機內部安裝磁場檢測線圈和溫度感測器。
（三） 保護器類型的選擇
1、對於工作條件要求不高、操作控制簡單，停機對生產影響不大的單機獨立運行電機，可選用普通型保護器，因普通型保護器結構簡單，在現場安裝接線、替換方便，操作簡單，具有性價比高等特點。
2、對於工作條件惡劣，對可靠性要求高，特別是涉及自動化生產線的電動機，應選用中高檔、功能較全的智能型保護器。
3、對於防爆電機，由於軸承磨損造成偏心，可能導致防爆間隙處摩擦出現高溫，產生爆炸危險，應選擇磨損狀態監測功能。對於大容量高壓潛水泵等特殊設備，由於檢查維護困難，也應選擇磨損狀態監測功能，同時監測軸承的溫度，避免發生掃膛事故造成重大經濟損失。
4、應用於有防爆要求場所的保護器，要根據應用現場的具體要求，選用相應的防爆型保護器，避免安全事故發生。

⑶ 電動機的熱保護和過載保護是一個意思么 有什麼區別

不是一個意思。

一、本質不同

1、過熱保護，指溫度超過某一閥值時就啟動相應回的保護功答能。

2、過載保護是防止主電源線路因過載導致保護器過熱損壞而加裝的過載保護設備。

二、原理不同

1、熱保護：一般情況下，使用熱敏感的電子元件來組建過熱保護電路，當熱敏元件監測到主電路設備的溫度升高到一定值，其內部的低熔點金屬就會發生形變，進而推動主電路斷開，達到保護主電路設備的目的。

2、電流過載保護器：由電流互感器采樣信號，使每相負載電流轉換成與其成比例的電壓信號，將該信號及所有控制信號輸入微處理器，微處理器對各種信號不斷地採集、計算和存儲，並與相應的條件進行比較，然後輸出結果。

三、保護對象不同

1、過熱保護：溫度過高時，切換至其他供電設備供電；等溫度降低後，電源恢復工作。

2、過載保護：過載保護由變頻器內部的電子熱保護功能進行，應預置「電流取用比」，即電機額定電流與變頻器額定電流之比的百分數。

⑷ 電機控制如何做過載保護

選擇安裝合適的熱繼電器，將電流設置為額定電流的1.3倍左右就可以。

⑸ 電動機過載保護是什麼

電動機過載保護是為防止主電源線因過載過熱而損壞保護器而增加的過載保護裝置。專

發生過載的主要原因有導線屬截面選擇不當，實際負荷已超過導線的安全電流，以及「小馬拉車」現象，即線路中連接的大功率設備過多，已超過配電線路的負荷能力。

在重要的物資倉庫、居住場所和公共建築物中的照明線路，可能引起電線電纜長期過載的電力線路，以及敷設在可燃或耐火建築構件上的帶阻燃護套的絕緣電線，均應採取過載保護。線路過載保護採用自動開關。運行時，自動道岔長延時動作的整定電流不應大於線路的長期允許負載電流。

(5)設計一種電機過載保護裝置擴展閱讀：

電動機過載保護的必要性：

當負載過大，導線流過的電流就會超過安全載流量，即導線過載。導線過載會引起導線溫升。一般來說，導體的最大允許工作溫度為65°C。

當導體過載時，導體溫度超過最大允許工作溫度，這會導致導體絕緣迅速老化，甚至導致線路燃燒引起的火災。因此，在實際的供電線路中，通常具有過載保護裝置的功能，防止過載造成安全隱患。在微電子中，當電路中某處的電流過大時，過載保護可以自動切斷電源或者自動切換工作模式。

⑹ 電機過載保護

裝流量開關 或 壓力感測器 放在控制迴路中
過載繼電器。
目前市場上還有現成的電機保護裝置可以購買，去打聽一下，採集的信息可以寫入畢業設計。
祝您設計順利。

⑺ 設計一台電機的兩地控制線路，要求具有點、連續等控制功能，線路具有短路、過載等保護功能。（求圖）

設計控制一台電動機長動電氣控制電路。要求有啟動和停止;有短路和過載保護。

⑻ 電動機過載保護設計

多年研究軟起動器，發現軟起動器對電動機的過載保護有些簡單化，雖然說是反時限保護，但實際是採用定時分段的辦法，有時誤動作，有時燒電動機。對於電動機斷續過載保護時由於電動機早已過熱，那麼它的過載能力已經減小，對於冷態的電動機來說，它的過載能力要比熱態的電動機過載能力大的多。如果要真正反應電動機的過載能力又能對電動機起到過載保護就必需通過熱積分，採用熱記憶功能。這樣才能保正系統的可靠性和保護的靈敏性。

1.1 兩種典型的數學模型
軟起動器對電動機具有控制、保護、監測等功能，對電動機的熱過載保護採用的反時限保護特性有多種數學模型，其中典型的有兩類：
（1）等I2t的時間電流特性

（2）IEC 60255-3[1]推薦的數學模型

以上式中： Ir — 電流整定值
I — 實際電流值
t — 動作時間（s）
K — 表徵特性的常數
α— 函數指數

1.2 脫扣器的控制方式
脫扣器的控制方式可採用：
（1）積分法
以兩種典型的數學模型為例，分別求積分值：

設定K1或K2的動作值，控制動作時間t。
（2）查表法
設定I—t對照表，根據當前I控制動作時間t。
但是在實際運行中兩種方法均存在弊端。如用積分法上述的兩類數學模型都可能造成在低於動作值時仍能誤動作；如用查表法在通常電流不斷變化的情況下，很難合理的控制過載脫扣的延時時間。
為了較好的解決低壓斷路器的智能控制器中長延時脫扣器的延時控制，本文試圖按熱保護的基本原理進行分析和探討。

2 熱保護的基本要求
根據熱平衡關系，電氣設備的發熱應等於散熱與蓄熱之和，即
（1）
式中：P — 發熱功率；
Kr— 散熱系數；
S — 散熱表面積；
τ— 溫升；
c — 比熱；
G — 發熱體重量；
t — 時間。
微分方程的解為：

過載保護元件應在小於被保護電氣設備溫升允許值的設置值動作，斷開電路。

3 按熱平衡原理整定過載長延時脫扣

4 動作值和熱時間常數的計算

4.1 動作值

按電動機起動器和斷路器的要求，k2應分別小於1.2和1.3，為同時滿足這兩種要求，並留有裕度，可取k2=1.1～1.15。
由式（11）可取
K=k22T（12）
以K作為式（6）或（7）的截止值，當A≥K時控制器動作，實現長延時保護功能。
式（9）和（10）可轉換為：

4.2 熱時間常數的計算
在已知任意—N值下要求的tr值，即可計算T。

4.3 延時時間的計算
按式（13）計算在不同過載電流下的延時時間，並考慮電流測量誤差的影響，計算結果見表1（計算時取T=642s）。

5 動作值的測量和計算
為測量智能脫扣器實態通電時的A值，可以採用數值積分的方法等間隔的測量電流和計算A值並與K值比較。
設測量間隔為Δt,並且初始溫升為0，由式（6）和（7）

上列各式中N可以為變數。
逐次計算，逐次與k比較，直至Ax≥k時控制器動作。則

……
在有輔助電源的情況下，A值逐漸遞減，直至軟起動器重新起動，A值又開始遞增；或輔助電源斷開，A值清零。
為防止過載脫扣後，軟起動器在短時內的再接通並在短時內再分斷，可設置一定的恢復時間，以保證在恢復時間內，軟起動器不得起動。

6 測量誤差分析
對式（8）微分：

對應表1中的計算值tr，在表2中列出p和f的相應值。

表2 與表1中計算值tr對應的p和f值

表2的誤差傳遞系數f的估算值與表1的計算結果基本相符。
由表1及表2可以看出在較低過載倍數下由電流測量誤差所引起的延時時間誤差較大。

7 保護特性的斜率調節

7.1 建立數學模型
為了滿足不同的配合需要，現在有的製造廠提供了改變長延時保護特性斜率的調節功能[2]或參照IEC 60255標准提供了不同數學模型的保護特性。為了實現保護特性的斜率調節，本文推薦兩種數學模型並用的方案。
（1）基本數學模型
經對比分析我們可以以式（7）作為基本保護特性的基本數學模型。
（2）用於斜率調節的數學模型
可選用國家標准GB 14598.7（等同IEC 60255-3）推薦的數學模型用於斜率調節。根據GB 14598.7：
（16）
式中：N=I/Ir
指數α可選
K為常數
現以三種斜率的保護特性為例：
● A型反時限
tr=K/（N0.02-1） （17）
● B型反時限
tr=K/（N-1） （18）
● C型反時限
tr=K/（N4-1） （19）
K值可根據保護要求設定，或參照前述基本保護特性NIr（如N=2或N=6）對應的時間tr設定。

7.2 動作值的測量和控制
將式（17）、（18）、（19）變換為
A=t（N0.02-1） （20）
A=t（N-1） （21）
A=t（N4-1） （22）
在實際運行中可每經過一個等間隔Δt進行一次累加，逐次計算A值，逐次與K值比較，直至達到設定值K值，求出延時時間tr。
以式（21）為例，設

對應式（20）和（22）可以採用同樣方法進行計算和控制。
但是應用此方法計算有兩個問題需要解決：
（1）設定N的閾值
通常在K的設定值范圍，在N=1.05的條件下，計算值tr很可能小於1h，不能滿足軟起動器要求。為了防止在1.05Ir及以下的誤脫扣，需設定閾值,如設定Nd=1.15，當N≤Nd時可仍按基本數學模型控制和計算。
（2）閾值上下數學模型的轉換
如在N>Nd時，按式（20）～（22）的數學模型進行計算和控制。
現舉例說明如下
● 保護特性取式（21），設定K=13.5
根據式（12）計算T值，取k2=1.15
T=13.5/1.152=10.2
在N≤Nd時按前面第4節所述方法進行計算和控制。
在N>Nd時按式（21）的數學模型進行計算，如果在尚未達到動作值時電流又下降使N≤Nd，並且當前A值為Ay。則此後需按基本數學模型累加計算A值：
（24）
…………
式中初始值Ay為原數學模型下保留的A值。以下按前面第4節所述方法進行計算和控制。
如果此後又回復N>Nd條件，應重新按式（21）的數學模型計算和控制。在反復轉換數學模型時不需改變K值和當前的A值。
● 保護特性取式（22），設定K=1200
根據式（12）計算T值，取k2=1.15
T=1200/1.152=907.4
在N≤Nd時按前面第4節所述方法進行計算和控制。
在N>Nd時按式（22）的數學模型進行計算，如果在尚未達到動作值電流又下降至N≤Nd，並且當前A值為Ay。則需按式（24）計算A值。
如果此後又回復N>Nd條件，應重新按式（22）的數學模型計算和控制。在反復轉換數學模型時不需改變K值和當前A值。

7.3 誤差分析
對式（16）微分

式（19）、（20）和（21）三種數學模型時間相對誤差與電流相對誤差之間的傳遞系數計算值見表3。

表3 三種數學模型時間相對誤差與電流相對誤差之間的傳遞系數計算值

由表3中可見，當α=0.02和α=1時在Nr≥1.5的情況下，要滿足延時時間的誤差不超過±10%的要求並不困難；但是在α=4時，因特性曲線斜率值大，要達到同樣的指標是有一定難度的，即使電流測量誤差為±2%，再考慮K的控制誤差和數值化整等因素，延時時間的誤差也可能大於±10%。

8 結束語
本文提出的一套利用數值積分法解決反時限保護特性的實時測量和控制方法，既可比較合理、方便的提供多種保護特性，又可較好的解決負載不斷變化情況下的熱記憶問題，還有助於提高長延時控制單元的抗干擾能力。
由於在實時控制中，微處理器在很短時間內無法完成一些函數的復雜數學運算，本文中的一些計算公式和參數在工程計算中需要進行了變換和處理，在CMC系列軟起動器中得到了應用，通過實際運行達到了理想的效果。

⑼ 電機的過載保護是如何實現的

採取在電動機電源輸入端接熱過載保護器的方式，如電機過載，熱繼電器雙金屬片遇熱彎曲，頂開常閉觸點，斷開控制迴路，電機停止運行。