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摘要：簡要介紹了熱繼電器、電子式電動機(jī)保護(hù)器和智能電動機(jī)保護(hù)器的優(yōu)缺點(diǎn)，并闡述了智能電動機(jī)保護(hù)器如何正確的選型，重點(diǎn)比較了智能電動機(jī)保護(hù)器保護(hù)模式、端子控制模式、全通信模式、半通信模式等幾種常見工作模式，介紹這4種模式適用的實(shí)際情況，最后通過分析智能電動機(jī)保護(hù)器在工程實(shí)際應(yīng)用中的常見問題，給出了相應(yīng)解決方法和建議。

   關(guān)鍵詞：智能電動機(jī)保護(hù)器；過載保護(hù)；選型；工作模式；保護(hù)模式；端子控制模式；全通信模式；半通信模式

前言

   低壓電動機(jī)作為有色冶煉企業(yè)底層大量使用的設(shè)備，其異常運(yùn)行不僅影響冶煉廠的正常生產(chǎn)，還會威脅到人的生命安全，因此為電動機(jī)設(shè)置合適而又全面的保護(hù)至關(guān)重要。智能電動機(jī)保護(hù)器集保護(hù)、遙測、通信、遙控、顯示等功能于一體，是目前功能的電動機(jī)保護(hù)設(shè)備，能最大限度保證設(shè)備運(yùn)行的安全可靠性，從而實(shí)現(xiàn)智能化和高精度保護(hù)，同時還能對電動機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)控。

一、電動機(jī)過載保護(hù)設(shè)備的發(fā)展

1.1熱繼電器

   熱繼電器是一種傳統(tǒng)的電動機(jī)保護(hù)裝置，使用不同熱膨脹系數(shù)的雙金屬片來實(shí)現(xiàn)反時限保護(hù)。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，但也存在穩(wěn)定性、重性差和保護(hù)功能單一等缺點(diǎn)。

1.2電子式電動機(jī)保護(hù)器

   隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子式電動機(jī)保護(hù)器應(yīng)運(yùn)而生，從最初的模擬電路的固態(tài)繼電器發(fā)展到后來的數(shù)字電路的智能型繼電器，特別是微處理器的發(fā)展，讓電動機(jī)保護(hù)器實(shí)現(xiàn)了測量、保護(hù)和控制功能于一體。通過采集電流、電壓、頻率和熱電阻信號，可以實(shí)現(xiàn)短路、過載、堵轉(zhuǎn)、超時起動、接地、缺相或不平衡保護(hù)等多種保護(hù)功能，并能滿足各種起動控制方式。

1.3智能電動機(jī)保護(hù)器

   隨著微機(jī)通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，智能電動機(jī)保護(hù)器又增加了通信模塊，通過雙向通信和組網(wǎng)技術(shù)，不僅可以采集數(shù)據(jù)，在線監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。特別是現(xiàn)場總線型網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用，簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，大大減少了控制線纜的使用。

二、智能電動機(jī)保護(hù)器構(gòu)成和功能

2.1智能電動機(jī)保護(hù)器的構(gòu)成

   智能電動機(jī)保護(hù)器由主體模塊、顯示模塊兩部分構(gòu)成。主體模塊包含電源模塊、數(shù)字信號處理器、開關(guān)量輸入輸出模塊、模擬量采集模塊、通信模塊等；顯示模塊負(fù)責(zé)顯示運(yùn)行參數(shù)以及保護(hù)整定值的設(shè)置。

   若主體模塊和顯示模塊合為一體，則稱為一體式智能電動機(jī)保護(hù)器；若分開，則稱為分體式智能電動機(jī)保護(hù)器。部分智能電動機(jī)保護(hù)器的測量模塊也獨(dú)立于本體之外。

2.2智能電動機(jī)保護(hù)器的功能

   智能電動機(jī)保護(hù)器通過微處理器采集并處理電機(jī)回路的電流和電壓信號，并根據(jù)遙控指令或者就地控制指令確定電機(jī)起動或停止。雖然不同品牌的產(chǎn)品名稱、型號各異，但其核心功能基本都一樣，具體如下:

1)保護(hù)功能。包括過載、斷相、堵轉(zhuǎn)、啟動超時、單相接地、短路、外部故障、欠電流、欠電壓、過電壓保護(hù)和溫度保護(hù)等。

2)測量功能。可測量相電流、相電壓、線電壓、零序電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率和相位角等。

3)計量功能。可計量有功電度和無功電度。

4)控制功能。具有多路數(shù)字量輸出口，可實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的直接起動、雙向動、雙速啟動和星三角降壓啟動等。

5)管理功能。包括電動機(jī)累計運(yùn)行時間記錄，電動機(jī)累計起動次數(shù)和起動時間記錄、故障動作記錄和電動機(jī)起動報告。

6)信息采集功能。具備多路數(shù)字量輸入接口和模擬量輸入接口，可采集電動機(jī)相關(guān)的各種電氣狀態(tài)數(shù)字信號(斷路器狀態(tài)、接觸器狀態(tài)以及控制命令)和電動機(jī)繞組測溫模擬信號。

7)通信功能?？膳鋫涠喾N通信接口，如Modbus、Profibus-DP、DeviceNet和Ethnet-IP等，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的起、停控制和狀態(tài)量的反饋。

三、智能電動機(jī)保護(hù)器的合理選型

   智能電動機(jī)保護(hù)器的選用應(yīng)該根據(jù)安裝地的自然環(huán)境、電磁環(huán)境以及測控保護(hù)和控制需求來確定。

1)安裝位置的環(huán)境條件。主要指溫度、腐蝕度、震動度、風(fēng)沙、海拔、電磁污染等。和熱繼電器不同的是，智能電動機(jī)保護(hù)器是一種電子元器件，對環(huán)境的要求相對嚴(yán)苛，這一點(diǎn)需要特別注意。

2)控制電壓。根據(jù)系統(tǒng)的控制電壓選擇適配的智能電動機(jī)保護(hù)器，部分廠家的電動機(jī)保護(hù)器僅提供24VDC的電源輸入接口。

3)測控保護(hù)需求。根據(jù)電動機(jī)的類型、特點(diǎn)、功率大小和重要程度，選擇采用哪些測量功能和保護(hù)功能。

4)控制需求。根據(jù)工藝的操作需求確定控制需求，選擇手動、自動、就地控制或遠(yuǎn)程控制等控制模式以及需要的控制功能和控制點(diǎn)數(shù)，繼而確定輸入、輸出端子的數(shù)量和功能是否滿足要求。

5)通信需求。根據(jù)需求確定是否采用通信的方式進(jìn)行遙控和遙信，進(jìn)一步確定采用何種通信方式。

6)配合柜體的需求。根據(jù)不同的柜體，選擇一體式還是分體式的智能電動機(jī)保護(hù)器。一般情況下，固定柜選擇一體式的保護(hù)器，抽屜柜選擇分體式的保護(hù)器[4]。7)特殊需求。是否要求輸入輸出端子可自由定義功能。

四、智能電動機(jī)保護(hù)器的應(yīng)用實(shí)例

   在有色冶煉中，根據(jù)工藝需求和客戶需求，智能電動機(jī)保護(hù)器的主要應(yīng)用模式有保護(hù)模式、端子控制模式、全通信模式和半通信模式。

4.1保護(hù)模式

   在保護(hù)模式下，智能電動機(jī)保護(hù)器只利用其自身的保護(hù)功能和測量功能，不參與外部控制，相當(dāng)于原來熱繼電器的作用。具體接線如圖1所示。

圖1保護(hù)模式接線圖

   這種模式適用于原有系統(tǒng)的改造升級，外部的控制接線修改很小。優(yōu)點(diǎn)在于最大限度減少了因智能電動機(jī)保護(hù)器裝置本身出問題或通信出問題帶來的風(fēng)險；缺點(diǎn)是沒能充分發(fā)揮智能電動機(jī)保護(hù)器的功能，遠(yuǎn)程DCS控制線路仍然采用的是硬線。部分比較保守的客戶由于對通信穩(wěn)定性和可靠性的不信任，普遍采用這種模式。

4.2端子控制模式

   在端子控制模式下，智能電動機(jī)保護(hù)器通過自身的開關(guān)量輸入端子采集外部控制命令，繼而控制其開關(guān)量輸出電動機(jī)的起、?；蛘崔D(zhuǎn)等，具體接線如圖2所示。