|
电气控制系统除了能满足生产机械加工工艺要求外，还应保证设备长期、安全、可靠无故障地运行，在系统发生各种故障或不正常工作的情况下对供电设备和电动机实行保护。因此保护环节是所有电气控制系统不可缺少的组成部分，利用它来保护电动机、电网、电气设备以及人身安全等。 电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过载保护、过电流保护、失压和欠压保护等。 1.短路保护 电动机、电器以及导线的绝缘损坏或线路发生故障时，都可能造成短路事故。很大的短路电流和电动力可能使电器设备损坏。因此要求一旦发生短路故障时，控制线路能迅速切除电源。常用的短路保护元件有熔断器和低压断路器，电动机短路保护的元件可按下述要求装设： 1）在中性点直接接地的系统中，应在每相上装设。 2）在中性点不接地的系统中，以熔断器作保护时，应在每相上装设；用低压断路器作保护时，应在不少于两相上装设。
2.过载保护 电动机长期超载运行，绕组温升将超过其允许值，造成绝缘材料老化，寿命减小，严重时会使电动机损坏，过载电流越大，达到允许温升的时间就越短。常用的过载保护元件是热继电器，对大功率的重要电动机，应采用反时限性的过电流继电器。 由于热惯性的原因，热继电器不会受电动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作，所以在使用热继电器作过载保护时，还必须设有短路保护，并且选作短路保护的熔断器熔体的额定电流不应超过4倍热继电器发热元件的额定电流。由于过载保护特性与过电流保护特性不同，故不能用过电流保护方式来进行过载保护。
3.过电流保护 过电流保护广泛用于直流电动机或绕线式异步电动机。对于三相笼型异步电动机，由于其短时过电流不会产生严重后果，故可不设置过电流保护。 过电流保护往往是由于不正确的启动和过大的负载引起的，一般比短路电流要小，在电动机运行中产生过电流比发生短路的可能性更大，尤其是在频繁正反转启动的重复短时工作制电动机中更是如此。 必须强调指出，短路、过电流、过载保护虽然都是电流保护，但由于故障电流、动作值以及保护特性、保护要求以及使用元件的不同，它们之间是不能相互取代的。
4.失电压保护 电动机正常工作时，如果电源电压因某种原因消失，那么在电源电压恢复时，如果电动机自行启动，将可能使生产设备损坏，也可能造成人身事故。此外，对供电系统的电网，同时有许多电动机及其他用电设备自行启动也会引起不允许的过电流及瞬间网络电压下降。为防止电压恢复时电动机自行启动或电气元件自行投入工作而设置的保护称为失电压保护。 采用接触器和按钮控制的启动、停止控制环节就具有失电压保护功能。因为当电源电压消失时，接触器会自动释放而切断电动机电源；电源电压恢复时，由于接触器自锁触点已断开，不会自行启动。如果用不能复位的手动开关、主令控制器来控制接触器，必须采用专门的零电压继电器。工作过程中一旦失电压，零电压继电器就释放，其自锁电路断开，电源电压恢复时，不会自行启动。
5.欠电压保护 当电动机正常运行时，电源电压过分地降低将引起一些电器释放，造成控制线路工作不正常，甚至产生事故。当电网电压过低时，如果电动机负载不变，则会造成电动机电流增大，引起电动机发热，严重时甚至烧坏电动机。此外，电源电压过低还会引起电动机转速下降，甚至停转。因此，在电源电压降到允许值以下时，需要采用保护措施，及时切断电源，这就是欠电压保护。通常是采用欠电压继电器来实现。
上图为电动机常用保护的接线，图中各电器元件所起的保护作用分别为： 短路保护——熔断器FU； 过载保护——热继电器FR； 过流保护——过电流继电器KI1、KI2； 失电压保护——中间继电器KA； 欠电压保护——欠电压继电器KV； 连锁保护——通过KM1和KM2互锁点实现。
|
