WDH-31-213A三相异步电动机保护器-技术文章

江苏舜高智能科技有限公司（Synchro Intelligent）致力于为用户端能效管理和用电、设备运维的系统解决方案，帮助用户实现能源的可视化管理，能源数据 ，为用户用能保驾护航。舜高智能的 项目包括变电所运维云、预付费管理（系统）云、电力物联网云、智能变配电监控系统、电能质量治理系统、建筑能耗管理系统、工业企业能源管控、数据中心动环监控系统、电能管理系统等系统及相关产品。

     
电动机综合保护器采用的微机技术与高性能的集成芯片，整机功能强大、性能优越。测试精度高，线性度好，分辨率高，整机抗干扰能力强，保护动作可靠。三相电流值，电压值及各类故障代号，显示于LED、LCD上、直观清晰。稳定性好，长期工作无须维护。
采用的实时采样技术、配以MCU微处理器及E2PROM存储技术，实现参数设定，掉电后设定参数仍保存下来，勿须再设定。一机多用，可取代传统的电流互感器、电流表、电压表、热继电器和时间继电器等。
配有RS485串行数字接口，便于上位机（PC）进行数字通迅。

1、设定功能：额定电流、保护电流曲线、启动时间、三相不平衡、堵转倍数、漏电电流值、欠电压值、通讯地址、保护器上电电机自起动时间。
2、保护功能：过流、堵转、三相不平衡、短路、漏电、断相、欠压。
3、显示功能：A、B、C 三相电流、漏电电流、工作电压、保护动作故障数据及故障记录、设置参数。
4、远传功能：具有4~20mA 标准电流输出信号，20mA 对应设定的额定电流值。
5、通讯功能：通过RS485 串行通讯与计算机可构成256 台保护器常规保护控制网络。远程数据设定及显示报 警，远程电动机启动，停止控制等。
6、追忆功能：可存储近期电机所发生的三次故障原因，并可按移位键取出*后一次电机发生的故障代号，再按一次显示前一次故障代号。

保护功能
启动保护：在启动时间内，只对断相、过压、欠压、短路及三相电流不平衡进行保护。
过压保护：当工作电压高于工作电压的15百分比时，动作时间≤6秒。
断相保护：当任何一相断相时，动作时间≤2.0秒。
堵转保护：当工作电流达到整定电流的3~8倍时，动作时间≤2秒。
短路保护：当工作电流达到整定电流的8倍以上时，动作时间≤2秒。
不平衡保护：当任何两相间的电流值相差≥60百分比时，动作时间≤2秒。
欠流保护：当工作电流连续低于设定的欠流门限时，动作时间≤10秒。
过流保护：过流保护动作时间为反时限保护，动作时间可根据用户需要自行设定。
自启动功能：有此功能的保护器，需用户设置自启动时间，此时电动机不能通迅启动。
触点容量：AC220V/5 A AC308V/3A电寿命≥10次
触点特性：触点J1公共常开常闭，触点J2常开，若需特制订购生产。（以外壳接线图为准）
通迅接口：RS185串行数字接口，通信距离≤1200米
允许误差：±5百分比
分体显示：距离小于5m标准配置80cm
设置功能：根据电动机的额定电流值设置保护参数
配比功能：在200A以下的保护器不需配置互感器，大于200A以上的保护器需要配置电流互感器。
例如400A规格需要配400A/5 A的电流互感器
通迅协议：支持厂内自行编制、MODBUS等各种通迅协议。

三相穿孔适应回路：AC380V、AC660V
工作电源电压：AC220V、AC380
环境温度：-10℃～+55℃，相对湿度：≤90百分比
海拔高度不过2500米
大气条件：没有会引 炸危险的介质，也没有会腐蚀金属和破坏绝缘性能及导电尘埃
安装在无强烈冲击振动和雨雪侵袭的地方
安装在无强磁干扰的地方，避免与软启动器和变频器一起安装，尽量拉长安装距离

     
电动机保护器故障判定及分析
电动机的工作原理是将电能更多的转化成机械能。产生的能 量用于带动更多的生产器械的日常运作。是社会各个行业中不可缺少的能源提供设备。电动机如果在工作期间易出现机械故障。将会大大影响工作效率。拖延工作进度，进而造成无法挽回的经济损失。所以给电动机加装保护器的问题日益突出。保护器的发展也伴随着电动机的发展不断成长。
从阶段上来讲，电动机保护器可以分为三个阶段：第 一代保护器是传统的继电保护器。第 二代伴随着电机计算机工业成长起来的电动机保护器采用的是电子芯片以及中小型的集成电路板。第 三代是*的微电子处理器。拥有智能化的保护器，微电子处理器应用到电动机保护器之后。关于电动机保护器技术得到飞速发展，能根据时间地点进行差的保护，并且有自我诊断和自我修 复功能，对于故障的数据能进行收集，从而提高工作效率。
1 电动机智能保护器故障判定的标准
1.1 故障判定原则
1.1.1 故障分类
可以将电动机的故障类型分为两大类，即对称性故障和非对称性故障。对称性故障分为短路、过压、功率低下等。这类故障对于电动机的机械转力影响非常大，易损坏机器。甚至可损坏电阻丝。而非对称性故障的判断标准是是否接地。
1.1.2 故障信息的收集和分析
关于电动机保护器的故障成因以及特征应该在故障发生时做到及时的数据收集工作，这成了智能型电动机保护器能否正常工作的关键所在。当故障在三相对称的工作状态下，应该采取对于电流幅度的限 制进行对电动机的保护。如果进入非对称的工作状态，可以考虑通过幅度电流保护电动机所形成的热动力。
1.2 电动机保护机制
1.2.1 短路保护保护方案
如果电动机发生故障是短路，那样迅速作出处理，因为如果短路电流过大，会瞬间产生巨大的电流电压，将一瞬间烧毁电动机，造成巨大损失，所以有关于电动机的短路保护，能迅速进行。当故障发生时，电动机能快速检测到故障点，并做出反应切断电源，防止事态进一步恶化。
1.2.2 过压欠压故障的解决方案
过压以及欠压的故障也是影响电动机工作的一个主要原因。对于这两种故障也应该及时切断电源进行故障排查。如何区分过压还是欠压具体公式如下：
过压故障：当U>Ugv时，电动机智能保护器的单片机是一种低功耗、高 效率的微型处理器。可以拓展到64位Flash闪存。与工业级的各类产品和接口完全兼容。另外电动机智能保护器的静态操作执行逻辑，可以选择节电模式，在电动机闲暇时间可以使CPU达到*低功耗，节约电能。并且对于QAM以及接口的设定可以中断因故障产生的操作。
2.2 欠压保护电路的设计
对于电压的故障保护模式，应该在电动机运行的同时进行电路系统的检测。避免因为电动机在运行时因为过压或欠压的故障而出现对于电动机的损害。这时应该将额定的电压380V电压变成额定的电压值。当实际的电压值发生巨大变化时，变换的值应该呈线性关系。为了满足单片机的收集数据要求，可以大规模的利用电阻分压机制，对两端等效电行电阻分压。保证误差在可控范围之内，并且控制电压对于等效电阻的影响，应该及时的采取电压保护措施，让电压跟随电路的变化而变化，但浮动不要过欠压保护的限定范围。经过分压之后的电压信号，必然将交流电流变成了整流且波动的直流信号。电压的故障率也应该采取电压比较的方式，对整个周期内的电压值进行限定。当数据达到110百分比以上时，应该保证电流不受到外界的干扰，通过电动机智能保护器单片机对电流进行传输。判断时候形成故障。
2.3 对三相电流以及电压数据求和
判断是否出现接地故障，确保放大电压值为零。如果发生接地故障，可以将输入端进行逻辑层面的接地。
2.4 对于EEROM的选择
对于系统中EEROM的设备，应该进行合理的应用，因为这些数据的经常性变动，所以要求关于EEROM得到的数据不能丢失，传统的RAM以及ROM储存方式已经不能满足现如今电动机保护器设计的要求，采 用EEROM可以对于实时产生的数据进行读写。满足关于保护器的设计要求。
2.5 环境温度检测保护器的设计
电动机保护器根据环境温度进行检测，当周围的环境温度因为负载等原因热量出限定值的时候，环境温度检测保护器就会报 警。该设备的工作原理是利用R6级别的热敏电阻，实时检测电动机保护器周围的情况。将集成电路中的D2，D1的分压器对热敏电阻进行分压设计。保证热敏电阻对除了电动机之外的热量不那么敏 感提高D1，D2对温度的抗干扰能力。在正常运转的情况下要保证D1，D2两端的低电压。确认CPU的状态是否合理。对于异常数据反馈给电动机智能保护器的时候能及时预警。
2.6 脱扣输出电路的设计
单片机作为一个脉冲信号，应该直接作用与驱动脱扣器。将接口处的电路功率在工作时候放大到一定倍数，这样能防止外部设备对于信号的干扰，除此之外还应该给脱扣输出设备增加抗干扰措施，防止出现问题。让正常情况下的RCO电平，能够以D1，D2为基础对于单稳态的信号进行阻止。让脱扣处的160式线圈能够平稳输出电压。保证CPU接受的脉冲信号的准确性，如果集成电路开发板处于高阻值状态，应该对D2进行充电，保证电压在限定范围内。
3 结语
对于电动机在日常运行时出现的各种故障，应该在各种外界条件排除之后，考虑电动机保护器的影响水平。提出具体的保护措施。当电动机在平衡状态下，应该考虑负载的影响，在非平衡状态下要考虑电流电压对于电动机工作的影响。并且文章对电动机常见的几种故障进行分析，保证在设计电动机保护器的过程中能够理解故障的原理，设计上能做出针对性的解决方案。对于可能出现的电动机故障，无法排除时，先切断电源，再寻求解决方案，千万不要抱有侥幸心态继续使用电动机，防止损坏电动机的内部结构。文章也从电动机保护器的角度阐述了有关于保护机制的设计，在整流和分流的过程中，如何将采集上来的异常数据进行收集和分析。将电流数据多倍放大，满足电流周期的数据采集，实现准确的数据分析。

     

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