主頁 > 技術文章 > 教學設備.淺談電氣控制系統的保護環節 2021-08-28

教學設備.淺談電氣控制系統的保護環節

概況：電動機在運行的過程中，除按生產機械的工藝要求完成各種正常運轉外，還必須在線路出現短路、過載、欠壓、失壓等現象時，能自動切斷電源停止轉動，以防止和避免電氣設備和機械設備的損壞事故，保證操作人員的人身安全。常用的電動機的保護有短路保護、過載保護、欠壓保護、失壓保護等。
一、短路保護:當電動機繞組和導線的絕緣損壞時，或者控制電器及線路損壞發生故障時，線路將出現短路現象，產生很大的短路電流，使電動機、電器、導線等電器設備嚴重損壞。因此，在發生短路故障時，保護電器必須立即動作，迅速將電源切斷。
常用的短路保護電器是熔斷器和自動空氣斷路器。熔斷器的熔體與被保護的電路串聯，當電路正常工作時，熔斷器的熔體不起作用，相當于一根導線，其上面的壓降很小，可忽略不計。當電路短路時，很大的短路電流流過熔體，使熔體立即熔斷，切斷電動機電源，電動機停轉。同樣若電路中接入自動空氣斷路器，當出現短路時，自動空氣斷路器會立即動作，切斷電源使電動機停轉。
二、過載保護:當電動機負載過大，啟動操作頻繁或缺相運行時，會使電動機的工作電流長時間超過其額定電流，電動機繞組過熱，溫升超過其允許值，導致電動機的絕緣材料變脆，壽命縮短，嚴重時會使電動機損壞。因此，當電動機過載時，保護電器應動作切斷電源，使電動機停轉，避免電動機在過載下運行。
常用過載保護電器是熱繼電器。當電動機的工作電流等于額定電流時，熱繼電器不動作，電動機正常工作；當電動機短時過載或過載電流較小時，熱繼電器不動作，或經過較長時間才動作；當電動機過載電流較大時，串接在主電路中的熱元件會在較短時內發熱彎曲，使串接在控制電路中的常閉觸點斷開，先后切斷控制電路和主電路的電源，使電動機停轉。
三、欠壓保護:當電網電壓降低，電動機便在欠壓下運行。由于電動機負載沒有改變，所以欠壓下電動機轉速下降，定子繞組中的電流增加。因此電流增加的幅度尚不足以使熔斷器和熱繼電器動作，所以這兩種電器起不到保護作用。如不采取保護措施，時間一長將會使電動機過熱損壞。另外，欠壓將引起一些電器釋放，使電路不能正常工作，也可能導致人身傷害和設備損壞事故。因此，應避免電動機欠壓下運行。
實現欠壓保護的電器是接觸器和電磁式電壓繼電器。在機床電氣控制線路中，只有少數線路專門裝設了電磁式電壓繼電器起欠壓保護作用；而大多數控制線路，由于接觸器已兼有欠壓保護功能，所以不必再加設欠壓保護電器。一般當電網電壓降低到額定電壓的85％以下時，接觸器（電壓繼電器）線圈產生的電磁吸力減小到復位彈簧的拉力，動鐵心被釋放，其主觸點和自鎖觸點同時斷開，切斷主電路和控制電路電源，使電動機停轉。
四、失壓保護（零壓保護）:生產機械在工作時，由于某種原因發生電網突然停電，這時電源電壓下降為零，電動機停轉，生產機械的運動部件隨之停止轉動。一般情況下，操作人員不可能及時拉開電源開關，如不采取措施，當電源恢復正常時，電動機會自行啟動運轉，很可能造成人身傷害和設備損壞事故，并引起電網過電流和瞬間網絡電壓下降。因此，必須采取失壓保護措施。
在電氣控制線路中，起失壓保護作用的電器是接觸器和中間繼電器。當電網停電時，接觸器和中間繼電器線圈中的電流消失，電磁吸力減小為零，動鐵心釋放，觸點復位，切斷了主電路和控制電路電源。當電網恢復供電時，若不重新按下啟動按鈕，則電動機就不會自行啟動，實現了失壓保護。

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