标题：电机保护器
电机保护常识
1．为什么现在的电机比以前更容易烧毁？ 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。 
3．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。
4、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
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。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) 保护器类型在电动机工作条件下的选择
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。
(四) 保护器主电流的接线方式选择
主电流接线方式分为：
1、一次穿芯式（也可以利用外围电流互感器二次回路）
2、接线柱式（也可以利用外围电流互感器二次回路）
3、直接插进式
一次穿芯式接线方便安全，避免了因接线柱接触不良引起接触电阻发热。电动机额定电流值在5A以上，一般都可以选用一次穿芯接线。
直接插进接线方式接线方便，特别对于那些空间小、适合安装位置的情况下，选用插进式保护器可以与接触器输出主触头直接相接。
(五) 保护器整定电流范围的选择
为了适应不同功率电动机的选配，保护器基本上都设有一定的电流调节范围，在选用保护器时，根据电动机额定电流值尽可能选择整定电流范围中间区域的值。
(六) 工作电源选择
工作电源主要是供保护器内部电路工作，无需工作电源型除外，工作电源等级一般分为：AC380V，220V，110V，36V。对于工作电源选择无特殊要求，因它是独立供电单元，用户只要根据电动机控制回路电压等级来选择。
种类与局限性
现在的压缩机电机都配有保护器（Motor Protector），但是电机烧毁（Motor Burnout）可能要占到全部故障的一小半。人们不禁要问：难道电机保护器不能有效保护电机的安全？
要回答这个问题，我们还得从电机保护器的种类、工作原理和局限性谈起。目前，国内外广泛使用的压缩机电机保护器有大两类：双金属型和热敏电阻+电子模块型。它们的结构不同，作用也不同。
双金属型保护器
双金属型保护器实际上是一种用双金属片制成的开关或继电器，由于价格低廉而得到广泛应用。双金属片由两层热膨胀系数不同的合金叠合而成，其中，膨胀系数较大的称为主动层；膨胀系数较小的称为被动层。由于两层材料膨胀系数不同，双金属片在温度升高时会弯曲变形，而温度降低后又会恢复原来的样子。人们利用这一现象，制作出能够在指定温度下闭合或断开的开关。
对于压缩机电机而言，当绕组温度升高到一定温度时（比如110℃），需要及时断开电源，以防烧毁；而当温度降低到某个温度（比如60℃）后又可自动复位，压缩机恢复运转。这就是双金属片保护器的工作原理。
双金属型保护器可分为两种：热保护器和过载保护器。热保护器自身不发热，热量来自被保护部位的发热。过载保护器内有电热器（电热丝或电热盘），当电流过大时，电热器的发热会引起双金属片变形。
热保护器外观像铅笔头，常捆绑或粘贴在定子绕组温度比较高的位置，绕组温度通过金属壳体传给双金属片。当绕组温度超过设定温度后，热保护器跳开，与热保护器相连的控制回路就断开，从而触发主回路接触器跳开，压缩机停止运转。热保护器的热响应时间是一个重要参数，一般都可以在到达设定温度后几秒内会动作。安装时一定要确保热接触良好，否则就无法及时动作，起不到热保护作用。
与热保护器不同，过载保护器内有一个或多个小电热器（电热丝或电热片），电热器串联在单相或三相主回路中。当电机出现过载时，电流增大，电热器温度迅速升高并引起双金属片变形，连接主回路的触点分离，压缩机停机。
过载保护器也可以通过壳体传热，因此过载保护器本身也是一个热保护器。过载保护器体积大，热响应比较慢。此外，外置过载保护器不能当热保护器使用。
在安装方面，各有利弊。热保护器与主回路无关，因此对电机电流几乎没有限制，但需要串联在控制回路中，接线复杂。过载保护器直接串联在主回路，不需要额外接线，简单直观，但不适合电流很大的电器，以免触点拉弧或焊合。热保护器可以很好的应付电机过热，比如电压异常、相不平衡甚至缺相引起的过热，电机冷却不足（如制冷剂泄漏和回气压力过低）引起的过热，高低压串气（涡盘损坏、活塞环损坏、泄压阀打开等）引起的过热、润滑不良、抱轴甚至 堵转等引起的过热。热保护器不能很好应付大电流问题，因此往往还需要在主回路过载保护器或配置限流器等。过载保护器对大电流反应很快，引起大电流的常见现象包括：电源性相不平衡、缺相以及由接触器引起的缺相、冷凝压力过高、润滑不良引起的抱轴、连杆断裂或活塞咬缸引起的堵转、涡盘或十字滑环损坏等引起的堵转。目前15HP以下的商用压缩机普遍采用Klixon等品牌过载保护器。
热敏电阻+电子模块型热保护器
大压缩机的工作电流很大，过载保护器吸合时引会起电弧，无法使用。目前普遍采用的保护方式热敏电阻+电子模块的保护方式。在三相绕组中布置几个热敏电阻，并将热敏电阻串联（也有并联的）起来，与电子模块相应端子（如S1、S2）相连。当热敏电阻温度到达某个临界温度时，其阻值会从正常温度下的几百欧姆剧烈增大到几千欧姆甚至上万欧姆，触发电子模块内的控制回路（如M1、M2）断开，压缩机停机；而当温度降低到设定值后，模块内控制回路会自动闭合，电机恢复运转。 
热敏电阻体积小，可以安置于绕组中，热响应很快。此外，热敏电阻价格低廉，因此可以多布置几个，大大增加监测范围。电子模块除监测热敏电阻的阻值外，还具有判断主回路缺相和相序错误等功能。对涡旋压缩机、螺杆压缩机和离心压缩机，相序错误是一个很大的错误，模块会自动锁定。
大型涡旋压缩机、多缸活塞压缩机、螺杆压缩机等普遍选用热敏电阻+电子模块这种热保护方式。
电机保护器的局限性
电机保护的主要目的就是保护电机以防烧毁，而保护器的功能很有限，这显然是一个不可能完成的任务。实际应用中，能引起电机烧毁的原因很多，大概可以分为以下几大类：（1）各种原因引起的电机过载，电流过大；（2）电压太低或太高、相不平衡或缺相（包括接触器故障引起的缺相）引起的电流不平衡；（3）制冷剂泄漏或管路问题引起的回气压力过低，电机冷却不足；（4）绕组绝缘层受损或制冷剂含水量过高，短路烧毁等。理论上，过载保护器能有效应付前2种情况，而热保护器能应付前3种情况。第4种情况中的“短路”可能与质量或安装有关，也可能与金属屑或制冷剂含水量太高有关。实际使用中，几种情况可能同时出现，并且互为因果，不可能像实验室那样，总是用崭新的压缩机作测试，而且往往将问题简单化。 目前使用的热保护器和过载保护器的最大局限在与无法从根子上避免上述所有现象的发生，因而对电机的保护也只能停留于事后的“冷却疗法”，即暂时停机，让压缩机自然冷却，然后再运转。热保护器和过载保护器没有吸合次数限制，电机往往会在“保护－运转－再保护－再运转”的循环中烧毁。对于突发事件，如由铜屑等引起的绕组绝缘损坏或短路，电机会瞬间高温烧毁，热保护器和过载保护器都来不及反应，无法保护。 
现在，我们可以回答本文开头时的问题了。“热”和“过载”是电机烧毁的表象而不是根本原因，自然也不能单靠一个热保护器或过载保护器解决问题，这就是电机烧毁仍然无法完全避免的原因。
智能电机保护器
电机智能保护器是设计用于工矿企业等380/660V低压配电网电动机的保护、测控，其具有实时测量、保护、监控、显示、通讯等功能。  电机智能保护器
保护器给予现金的集成电路及微机技术，采用微处理芯片作为核心运算单元，运作速度快。可靠性高，并具有完善的通讯功能和模拟变送输出能力。对电机提供多方面完善的综合保护，性能可靠，操作方便，却便于安装维护等优点。保护范围和灵敏度都比热继电器高，可以有效避免以往常常是电机烧坏，热继电器却不动作的情况，是热继电器的理想升级产品。
使用环境温度：-20°~55°C，相对湿度：《90%，无腐蚀气体、无剧烈震动，冲击的场所。
智能电机保护器的分为常规型和纯保护型，常规继电器装置K1出口机电为常闭点，保护动作打开，节点可手动自动复归莫邪可以做自动复归，直接替代热继电器使用。纯保护型K1出口为常开点。
电机保护器的两个缺陷
[1]电子式电动机保护器（电机保护器）由于执行元件采用电磁式继电器，存在了两个难以克服的矛盾。
一、采用继电器的常开触点实行保护方案，其特点主回路不工作时触点常开，所以其触点必须串接于接触器的自保回路，这样即使用户感到安装不便，又无法用于自动控制的电路；
二、用继电器的常闭触点动作实行保护方案，虽然其控制触点可象热继电器一样直接串接于控制回路，但由于其自动复位，同样也无法适用于自动控制系统。这大大限制了电子式电机保护器的使用范围。一方面替代热继电器时需改变控制线路，另一方面不能使用于因无人看守，长期工作，故障率相对较高的需自动控制的设备如水泵、压缩机等。
电机保护模块
功能介绍符合DIN 44081/082标准，具有不同的感应温度，最高可达到9个PTC感应器，可以被连接到测试回路输入端，因此只要一个INT69马达保护器，就可以监控制1至多个电机驱动装置的温度过热量（比如马达旋转，引擎驱动，轴承测量）。
如果一个被监控区域的温度超过了各自PTC感应器的正常反应温度，感应器的电阻增高，同时INT69马达保护器就把马达电流接触器关闭。当温度降低到规定温度下大约3K，这个模块就重新启动。输出继电器提供无电压的可转换的连接，同时只要温度不超过正常的温度，它就会提供能量，使它具有了自我监控功能。因为这个设备也作用在PTC上，或者引导打开回路。接线图：  INT69电机保护器接线图[2]