1 電動機保護器故障判定原則
1.1 故障分類
可以將電動機的故障類型分為兩大類,即對稱性故障和非對稱性故障。對稱性故障分為短路、過壓、功率低下等。這類故障對于電動機的機械轉力影響非常大,易損壞機器。甚至可損壞電阻絲。而非對稱性故障的判斷標準是是否接地。
1.2 故障信息的收集和分析
關于電動機保護器的故障成因以及特征應該在故障發(fā)生時做到及時的數(shù)據(jù)收集工作,這成了智能型電動機保護器能否正常工作的關鍵所在。當故障在三相對稱的工作狀態(tài)下,應該采取對于電流幅度的限制進行對電動機的保護。如果進入非對稱的工作狀態(tài),可以考慮通過幅度電流保護電動機所形成的熱動力。
1.2 電動機保護機制
1.2.1 短路保護保護方案
如果電動機發(fā)生故障是短路,那樣必須迅速作出處理,因為如果短路電流過大,會瞬間產生巨大的電流電壓,將一瞬間燒毀電動機,造成巨大損失,所以有關于電動機的短路保護,必須能迅速進行。當故障發(fā)生時,電動機能快速檢測到故障點,并做出反應切斷電源,防止事態(tài)進一步惡化。
1.2.2 過壓欠壓故障的解決方案
過壓以及欠壓的故障也是影響電動機工作的一個主要原因。對于這兩種故障也應該及時切斷電源進行故障排查。如何區(qū)分過壓還是欠壓具體公式如下:
過壓故障:當U>Ugv時,T 欠壓故障:當Uxy 針對不同的故障原因,利用公式計算得出,然后切斷電源后進行搶修工作。
1.2.3 過載保護
過載電壓有一個數(shù)值限定范圍。并且存在一定損毀電動機設備的危險。當發(fā)生電壓過載的時候,如果在數(shù)值限定范圍內,可以不切斷電源,但要緊密監(jiān)視。如果數(shù)值很快超過限定范圍,就要及時的停止電動機工作,讓過載產生的大量熱量迅速散去。如何區(qū)分過載保護的時間,可以根據(jù)過載電流一定時間內產生的熱量值進行判斷。單位時間內產生的熱量越大,允許通過的時間就越短。
1.2.4 接地故障處理
對于電動機發(fā)生接地故障時,應該首先判斷電機機組的工作是否正常,如果正常,百分之九十可以判斷為接地故障。故障造成的電流信號和地線信號信息的不同步。利用這個機理可測得電路的接地故障點。
1.2.5 斷相故障保護
如果電動機出現(xiàn)斷相故障,必須引起工作人員的高度重視,因為斷相故障是所有故障中危害最大的一個。斷相故障一旦持續(xù)一段時間必然損壞電動機,所有基本的故障原因通常有以下兩點:(1)供電電源線故障。供電電源線一旦直接斷開,將會造成斷相故障。(2)定子的電源線圈纏繞問題,會造成斷相故障。
2 電動機保護器關于電流信號采集的設計
2.1 電流設計的采集分析
電流數(shù)據(jù)的采集方式是通過對電動機運行時進行數(shù)據(jù)收集的。對于正弦交流信號的周期進行了解的同時在負周期進行數(shù)據(jù)的采集。將電壓信號直接傳輸給單片機。在負周期內,采取整波整流的傳輸方式,將信號傳輸出去,然后在正周期的范圍內進行采樣分析。這樣保證了數(shù)值的準確性以及真實性。關于電動機電流設計的信號采集分析應該包括:電流傳感器、采樣電阻、信號收集器、精密電路傳輸以及模擬電路開關。
2.2 電流分析處理
2.2.1 數(shù)據(jù)采集分析
數(shù)據(jù)電流的采集應該采取間隔抽樣法。對于工頻在50Hz以內的電流,應該以半個電流為周期,設定一個周期內的采樣次數(shù)為20次,利用好AT8860單片機的工作機理,在12MHz時,確定機器每個周期的時間。采取1000個節(jié)點為一個周期的指令。保證在每個電流周期內能完成20次的數(shù)據(jù)采集任務。
2.2.2 數(shù)據(jù)的處理
關于收集上來的數(shù)據(jù)應該進行及時的處理,對于每個周期內采集上來的20個數(shù)據(jù),利用數(shù)學建模進行科學的分析。對于分析的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖,分析曲線圖確定故障的原因。
3 關于電動機保護器的設計
3.1 硬件主芯片的選取 AT8860單片機是一種低功耗、高效率的微型處理器。可以拓展到64位Flash閃存。與工業(yè)級的各類產品和接口完全兼容。另外AT8860的靜態(tài)操作執(zhí)行邏輯,可以選擇節(jié)電模式,在電動機閑暇時間可以使CPU達到最低功耗,節(jié)約電能。并且對于QAM以及接口的設定可以中斷因故障產生的操作。
3.2 欠壓保護電路的設計
對于電壓的故障保護模式,應該在電動機運行的同時進行電路系統(tǒng)的檢測。避免因為電動機在運行時因為過壓或欠壓的故障而出現(xiàn)對于電動機的損害。這時應該將額定的電壓380V電壓變成額定的電壓值。當實際的電壓值發(fā)生巨大變化時,變換的值應該呈線性關系。為了滿足單片機的收集數(shù)據(jù)要求,可以大規(guī)模的利用電阻分壓機制,對兩端等效電壓進行電阻分壓。保證誤差在可控范圍之內,并且控制電壓對于等效電阻的影響,應該及時的采取電壓保護措施,讓電壓跟隨電路的變化而變化,但浮動不要超過欠壓保護的限定范圍。經過分壓之后的電壓信號,必然將交流電流變成了整流且波動的直流信號。電壓的故障率也應該采取電壓比較的方式,對整個周期內的電壓值進行限定。當數(shù)據(jù)達到110%以上時,應該保證電流不受到外界的干擾,通過AT8860單片機對電流進行傳輸。判斷時候形成故障。
3.3 對三相電流以及電壓數(shù)據(jù)求和
判斷是否出現(xiàn)接地故障,確保放大電壓值為零。如果發(fā)生接地故障,可以將輸入端進行邏輯層面的接地。
3.4 對于EEROM的選擇
對于系統(tǒng)中EEROM的設備,應該進行合理的應用,因為這些數(shù)據(jù)的經常性變動,所以要求關于EEROM得到的數(shù)據(jù)不能丟失,傳統(tǒng)的RAM以及ROM儲存方式已經不能滿足現(xiàn)如今電動機保護器設計的要求,采用新型的EEROM可以對于實時產生的數(shù)據(jù)進行讀寫。滿足關于保護器的設計要求。
3.5 環(huán)境溫度檢測保護器的設計
電動機保護器根據(jù)環(huán)境溫度進行檢測,當周圍的環(huán)境溫度因為負載等原因熱量超出限定值的時候,環(huán)境溫度檢測保護器就會報警。該設備的工作原理是利用R6級別的熱敏電阻,實時檢測電動機保護器周圍的情況。將集成電路中的D2,D1的分壓器對熱敏電阻進行分壓設計。保證熱敏電阻對除了電動機之外的熱量不那么敏感提高D1,D2對溫度的抗干擾能力。在正常運轉的情況下要保證D1,D2兩端的低電壓。確認CPU的狀態(tài)是否合理。對于異常數(shù)據(jù)反饋給AT8860的時候能及時預警。
3.6 脫扣輸出電路的設計
單片機作為一個脈沖信號,應該直接作用與驅動脫扣器。將接口處的電路功率在工作時候放大到一定倍數(shù),這樣能有效的防止外部設備對于信號的干擾,除此之外還應該給脫扣輸出設備增加抗干擾措施,防止出現(xiàn)問題。讓正常情況下的RCO電平,能夠以D1,D2為基礎對于單穩(wěn)態(tài)的信號進行阻止。讓脫扣處的160式線圈能夠平穩(wěn)輸出電壓。保證CPU接受的脈沖信號的準確性,如果集成電路開發(fā)板處于高阻值狀態(tài),應該對D2進行充電,保證電壓在限定范圍內。
4 結語
對于電動機在日常運行時出現(xiàn)的各種故障,應該在各種外界條件排除之后,考慮電動機保護器的影響水平。提出具體的保護措施。當電動機在平衡狀態(tài)下,應該考慮負載的影響,在非平衡狀態(tài)下要考慮電流電壓對于電動機工作的影響。并且文章對電動機最為常見的幾種故障進行分析,保證在設計電動機保護器的過程中能夠理解故障的原理,設計上能做出針對性的解決方案。對于可能出現(xiàn)的電動機故障,無法排除時,先切斷電源,再尋求解決方案,千萬不要抱有僥幸心態(tài)繼續(xù)使用電動機,防止損壞電動機的內部結構。文章也從電動機保護器的角度闡述了有關于保護機制的設計,在整流和分流的過程中,如何將采集上來的異常數(shù)據(jù)進行收集和分析。將電流數(shù)據(jù)多倍放大,滿足電流周期的數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)準確的數(shù)據(jù)分析。
推薦閱讀:熱繼電器與電動機保護器的幾點區(qū)別
2018-2019 電動機保護器|電機綜合保護器|電機智能保護器|電動機智能監(jiān)控裝置-上海碩吉電器有限公司 版權所有
備案號:滬ICP備18016469號-1
聯(lián)系我們 | 網(wǎng)站地圖 | 后臺管理