设计一种电机过载保护装置

⑴ 电动机装设过载保护装置，电动机额定电流为10

C
答案解析：
[解析]
对于照明等冲击电流很小的负载，熔体的额定电流应等于或稍大于电路的实际工作电流，一般熔体额定电流为电路实际工作电流的1.1～1.5倍。对于起动电流较大的负载，如电动机等，熔体额定电流为电路实际工作电流的1.5～2.5倍。

⑵ 如何选择匹配的电机过载保护器

电机保护器的作用是给电机全面的保护，在电机出现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心时，予以报警或保护的装置。
电机保护常识
1．为什么现在的电机比过去 更容易烧毁？ 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，对电机保护装置提出了更高的要求。另外，电机的应用面更广，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。所有这些，造成了现在的电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最高。
2．为什么传统的保护装置保护效果不甚理想？ 传统的电机保护装置以热继电器为主，但热继电器灵敏度低、误差大、稳定性差，保护不可靠。事实也是这样，尽管许多设备安装了热继电器，但电机损坏而影响正常生产的现象仍普遍存在。
3、电机保护的发展现状？ 目前电机保护器已由过去的机械式发展为电子式和智能型，可直接显示电机的电流、电压、温度等参数，灵敏度高，可靠性高，功能多，调试方便，保护动作后故障种类一目了然，既减少了电机的损坏，又极大方便了故障的判断，有利于生产现场的故障处理和缩短恢复生产时间。另外，利用电机气隙磁场进行电机偏心检测技术，使电机磨损状态在线监测成为可能，通过曲线显示电机偏心程度的变化趋势，可早期发现轴承磨损和走内圆、走外圆等故障，做到早发现，早处理，避免扫膛事故发生。
4．保护器选择的原则？ 合理选用电机保护装置，实现既能充分发挥电机的过载能力，又能免于损坏，从而提高电力拖动系统的可靠性和生产的连续性。具体的功能选择应综合考虑电机的本身的价值、负载类型、使用环境、电机主体设备的重要程度、电机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。
5、理想的电机保护器？ 理想的电机保护器不是功能最多，也不是所谓最先进的，而是应该满足现场实际需求，做到经济性和可靠性的统一，具有较高的性能价格比。根据现场的实际情况合理地选择保护器的种类、功能，同时考虑保护器安装、调整、使用简单方便，更重要的是要选择高质量的保护器。
电机保护器的选型
一、 选型基本原则 目前，市场上电机保护产品未有统一标准，型号规格五花八门。制造厂商为了满足用户不同的使用需求派生出很多的系列产品，种类繁多，给广大用户选型带来诸多不便；用户在选型时应充分考虑电机保护实际需求，合理选择保护功能和保护方式，才能达到良好的保护效果，达到提高设备运行可靠性，减少非计划停车，减少事故损失的目的。
二、选型的基本方法
(一）与选型有关的条件
1、电机参数：要先了解电机的规格型号、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正确选择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、控制方式：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、星角、频敏变阻器、变频器、软起动等。
5、其他方面：用户对现场生产监护管理情况，非正常性的停机对生产影响的严重程度等。与保护器的选用相关的因素还有很多，如安装位置、电源情况、配电系统情况等；还要考虑是对新购电机配置保护，还是对电机保护升级，还是对事故电机保护的完善等；还要考虑电机保护方式改变的难度和对生产影响程度；需根据现场实际工作条件综合考虑保护器的选型和调整。
（二） 电机保护器的常见类型
1、热继电器：普通小容量交流电机，工作条件良好，不存在频繁启动等恶劣工况的场合；由于精度较差，可靠性不能保证，不推荐使用。
2、电子型：检测三相电流值，整定电流值采用电位器或拔码开关，电路一般采用模拟式，采用反时限或定时限工作特性。保护功能包括过载、缺相、堵转等，故障类型采用指示灯显示，运行电量采用数码管显示。
3、智能型：检测三相电流值，保护器使用单片机，实现电机智能化综合保护，集保护、测量、通讯、显示为一体。整定电流采用数字设定，通过操作面板按钮来操作，用户可以根据电机具体情况在现场对各种参数修正设定；采用数码管作为显示窗口，或采用大屏幕液晶显示，能支持多种通讯协议，如ModBUS、ProfiBUS等，价格相对较高，用于较重要场合；目前高压电机保护均采用智能型保护装置。
4、热保护型：在电机中埋入热元件，根据电动机绕组的温度进行保护，保护效果好；但电机容量较大时，需与电流监测型配合使用，避免电机堵转时温度急剧上升时，由于测温元件的滞后性，导致电机绕组受损。
5、磁场温度检测型：在电机中埋入磁场检测线圈和测温元件，根据电机内部旋转磁场的变化和温度的变化进行保护，主要功能包括过载、堵转、缺相、过热保护和磨损监测，保护功能完善，缺点是需在电机内部安装磁场检测线圈和温度传感器。
（三） 保护器类型的选择
1、对于工作条件要求不高、操作控制简单，停机对生产影响不大的单机独立运行电机，可选用普通型保护器，因普通型保护器结构简单，在现场安装接线、替换方便，操作简单，具有性价比高等特点。
2、对于工作条件恶劣，对可靠性要求高，特别是涉及自动化生产线的电动机，应选用中高档、功能较全的智能型保护器。
3、对于防爆电机，由于轴承磨损造成偏心，可能导致防爆间隙处摩擦出现高温，产生爆炸危险，应选择磨损状态监测功能。对于大容量高压潜水泵等特殊设备，由于检查维护困难，也应选择磨损状态监测功能，同时监测轴承的温度，避免发生扫膛事故造成重大经济损失。
4、应用于有防爆要求场所的保护器，要根据应用现场的具体要求，选用相应的防爆型保护器，避免安全事故发生。

⑶ 电动机的热保护和过载保护是一个意思么 有什么区别

不是一个意思。

一、本质不同

1、过热保护，指温度超过某一阀值时就启动相应回的保护功答能。

2、过载保护是防止主电源线路因过载导致保护器过热损坏而加装的过载保护设备。

二、原理不同

1、热保护：一般情况下，使用热敏感的电子元件来组建过热保护电路，当热敏元件监测到主电路设备的温度升高到一定值，其内部的低熔点金属就会发生形变，进而推动主电路断开，达到保护主电路设备的目的。

2、电流过载保护器：由电流互感器采样信号，使每相负载电流转换成与其成比例的电压信号，将该信号及所有控制信号输入微处理器，微处理器对各种信号不断地采集、计算和存储，并与相应的条件进行比较，然后输出结果。

三、保护对象不同

1、过热保护：温度过高时，切换至其他供电设备供电；等温度降低后，电源恢复工作。

2、过载保护：过载保护由变频器内部的电子热保护功能进行，应预置“电流取用比”，即电机额定电流与变频器额定电流之比的百分数。

⑷ 电机控制如何做过载保护

选择安装合适的热继电器，将电流设置为额定电流的1.3倍左右就可以。

⑸ 电动机过载保护是什么

电动机过载保护是为防止主电源线因过载过热而损坏保护器而增加的过载保护装置。专

发生过载的主要原因有导线属截面选择不当，实际负荷已超过导线的安全电流，以及“小马拉车”现象，即线路中连接的大功率设备过多，已超过配电线路的负荷能力。

在重要的物资仓库、居住场所和公共建筑物中的照明线路，可能引起电线电缆长期过载的电力线路，以及敷设在可燃或耐火建筑构件上的带阻燃护套的绝缘电线，均应采取过载保护。线路过载保护采用自动开关。运行时，自动道岔长延时动作的整定电流不应大于线路的长期允许负载电流。

(5)设计一种电机过载保护装置扩展阅读：

电动机过载保护的必要性：

当负载过大，导线流过的电流就会超过安全载流量，即导线过载。导线过载会引起导线温升。一般来说，导体的最大允许工作温度为65°C。

当导体过载时，导体温度超过最大允许工作温度，这会导致导体绝缘迅速老化，甚至导致线路燃烧引起的火灾。因此，在实际的供电线路中，通常具有过载保护装置的功能，防止过载造成安全隐患。在微电子中，当电路中某处的电流过大时，过载保护可以自动切断电源或者自动切换工作模式。

⑹ 电机过载保护

装流量开关 或 压力传感器 放在控制回路中
过载继电器。
目前市场上还有现成的电机保护装置可以购买，去打听一下，采集的信息可以写入毕业设计。
祝您设计顺利。

⑺ 设计一台电机的两地控制线路，要求具有点、连续等控制功能，线路具有短路、过载等保护功能。（求图）

设计控制一台电动机长动电气控制电路。要求有启动和停止;有短路和过载保护。

⑻ 电动机过载保护设计

多年研究软起动器，发现软起动器对电动机的过载保护有些简单化，虽然说是反时限保护，但实际是采用定时分段的办法，有时误动作，有时烧电动机。对于电动机断续过载保护时由于电动机早已过热，那么它的过载能力已经减小，对于冷态的电动机来说，它的过载能力要比热态的电动机过载能力大的多。如果要真正反应电动机的过载能力又能对电动机起到过载保护就必需通过热积分，采用热记忆功能。这样才能保正系统的可靠性和保护的灵敏性。

1.1 两种典型的数学模型
软起动器对电动机具有控制、保护、监测等功能，对电动机的热过载保护采用的反时限保护特性有多种数学模型，其中典型的有两类：
（1）等I2t的时间电流特性

（2）IEC 60255-3[1]推荐的数学模型

以上式中： Ir — 电流整定值
I — 实际电流值
t — 动作时间（s）
K — 表征特性的常数
α— 函数指数

1.2 脱扣器的控制方式
脱扣器的控制方式可采用：
（1）积分法
以两种典型的数学模型为例，分别求积分值：

设定K1或K2的动作值，控制动作时间t。
（2）查表法
设定I—t对照表，根据当前I控制动作时间t。
但是在实际运行中两种方法均存在弊端。如用积分法上述的两类数学模型都可能造成在低于动作值时仍能误动作；如用查表法在通常电流不断变化的情况下，很难合理的控制过载脱扣的延时时间。
为了较好的解决低压断路器的智能控制器中长延时脱扣器的延时控制，本文试图按热保护的基本原理进行分析和探讨。

2 热保护的基本要求
根据热平衡关系，电气设备的发热应等于散热与蓄热之和，即
（1）
式中：P — 发热功率；
Kr— 散热系数；
S — 散热表面积；
τ— 温升；
c — 比热；
G — 发热体重量；
t — 时间。
微分方程的解为：

过载保护元件应在小于被保护电气设备温升允许值的设置值动作，断开电路。

3 按热平衡原理整定过载长延时脱扣

4 动作值和热时间常数的计算

4.1 动作值

按电动机起动器和断路器的要求，k2应分别小于1.2和1.3，为同时满足这两种要求，并留有裕度，可取k2=1.1～1.15。
由式（11）可取
K=k22T（12）
以K作为式（6）或（7）的截止值，当A≥K时控制器动作，实现长延时保护功能。
式（9）和（10）可转换为：

4.2 热时间常数的计算
在已知任意—N值下要求的tr值，即可计算T。

4.3 延时时间的计算
按式（13）计算在不同过载电流下的延时时间，并考虑电流测量误差的影响，计算结果见表1（计算时取T=642s）。

5 动作值的测量和计算
为测量智能脱扣器实态通电时的A值，可以采用数值积分的方法等间隔的测量电流和计算A值并与K值比较。
设测量间隔为Δt,并且初始温升为0，由式（6）和（7）

上列各式中N可以为变量。
逐次计算，逐次与k比较，直至Ax≥k时控制器动作。则

……
在有辅助电源的情况下，A值逐渐递减，直至软起动器重新起动，A值又开始递增；或辅助电源断开，A值清零。
为防止过载脱扣后，软起动器在短时内的再接通并在短时内再分断，可设置一定的恢复时间，以保证在恢复时间内，软起动器不得起动。

6 测量误差分析
对式（8）微分：

对应表1中的计算值tr，在表2中列出p和f的相应值。

表2 与表1中计算值tr对应的p和f值

表2的误差传递系数f的估算值与表1的计算结果基本相符。
由表1及表2可以看出在较低过载倍数下由电流测量误差所引起的延时时间误差较大。

7 保护特性的斜率调节

7.1 建立数学模型
为了满足不同的配合需要，现在有的制造厂提供了改变长延时保护特性斜率的调节功能[2]或参照IEC 60255标准提供了不同数学模型的保护特性。为了实现保护特性的斜率调节，本文推荐两种数学模型并用的方案。
（1）基本数学模型
经对比分析我们可以以式（7）作为基本保护特性的基本数学模型。
（2）用于斜率调节的数学模型
可选用国家标准GB 14598.7（等同IEC 60255-3）推荐的数学模型用于斜率调节。根据GB 14598.7：
（16）
式中：N=I/Ir
指数α可选
K为常数
现以三种斜率的保护特性为例：
● A型反时限
tr=K/（N0.02-1） （17）
● B型反时限
tr=K/（N-1） （18）
● C型反时限
tr=K/（N4-1） （19）
K值可根据保护要求设定，或参照前述基本保护特性NIr（如N=2或N=6）对应的时间tr设定。

7.2 动作值的测量和控制
将式（17）、（18）、（19）变换为
A=t（N0.02-1） （20）
A=t（N-1） （21）
A=t（N4-1） （22）
在实际运行中可每经过一个等间隔Δt进行一次累加，逐次计算A值，逐次与K值比较，直至达到设定值K值，求出延时时间tr。
以式（21）为例，设

对应式（20）和（22）可以采用同样方法进行计算和控制。
但是应用此方法计算有两个问题需要解决：
（1）设定N的阈值
通常在K的设定值范围，在N=1.05的条件下，计算值tr很可能小于1h，不能满足软起动器要求。为了防止在1.05Ir及以下的误脱扣，需设定阈值,如设定Nd=1.15，当N≤Nd时可仍按基本数学模型控制和计算。
（2）阈值上下数学模型的转换
如在N>Nd时，按式（20）～（22）的数学模型进行计算和控制。
现举例说明如下
● 保护特性取式（21），设定K=13.5
根据式（12）计算T值，取k2=1.15
T=13.5/1.152=10.2
在N≤Nd时按前面第4节所述方法进行计算和控制。
在N>Nd时按式（21）的数学模型进行计算，如果在尚未达到动作值时电流又下降使N≤Nd，并且当前A值为Ay。则此后需按基本数学模型累加计算A值：
（24）
…………
式中初始值Ay为原数学模型下保留的A值。以下按前面第4节所述方法进行计算和控制。
如果此后又回复N>Nd条件，应重新按式（21）的数学模型计算和控制。在反复转换数学模型时不需改变K值和当前的A值。
● 保护特性取式（22），设定K=1200
根据式（12）计算T值，取k2=1.15
T=1200/1.152=907.4
在N≤Nd时按前面第4节所述方法进行计算和控制。
在N>Nd时按式（22）的数学模型进行计算，如果在尚未达到动作值电流又下降至N≤Nd，并且当前A值为Ay。则需按式（24）计算A值。
如果此后又回复N>Nd条件，应重新按式（22）的数学模型计算和控制。在反复转换数学模型时不需改变K值和当前A值。

7.3 误差分析
对式（16）微分

式（19）、（20）和（21）三种数学模型时间相对误差与电流相对误差之间的传递系数计算值见表3。

表3 三种数学模型时间相对误差与电流相对误差之间的传递系数计算值

由表3中可见，当α=0.02和α=1时在Nr≥1.5的情况下，要满足延时时间的误差不超过±10%的要求并不困难；但是在α=4时，因特性曲线斜率值大，要达到同样的指标是有一定难度的，即使电流测量误差为±2%，再考虑K的控制误差和数值化整等因素，延时时间的误差也可能大于±10%。

8 结束语
本文提出的一套利用数值积分法解决反时限保护特性的实时测量和控制方法，既可比较合理、方便的提供多种保护特性，又可较好的解决负载不断变化情况下的热记忆问题，还有助于提高长延时控制单元的抗干扰能力。
由于在实时控制中，微处理器在很短时间内无法完成一些函数的复杂数学运算，本文中的一些计算公式和参数在工程计算中需要进行了变换和处理，在CMC系列软起动器中得到了应用，通过实际运行达到了理想的效果。

⑼ 电机的过载保护是如何实现的

采取在电动机电源输入端接热过载保护器的方式，如电机过载，热继电器双金属片遇热弯曲，顶开常闭触点，断开控制回路，电机停止运行。