机电一体化中电机控制与保护存在的问题及措施

[摘要]文章论述了机电一体化应用中电机控制与保护存在的问题与解决措施，供业内人士参考。

[关键词]机电一体化电机控制保护

中图分类号：th-39 文献标识码：th 文章编号：1009―914x （2013）22―0338―01

从专业技术的角度进行分析，机电一体化中主要涵盖了技术和产品两个方面，并且是一种新型的综合技术，而不仅仅是现代机械技术、微电子技术及其他新技术的简单拼凑与组合，这也是其与机械电气化之间的根本区别。

1 机电一体化应用中电机控制与保护存在的问题

在机电一体化的实际应用中，电机控制与保护主要是依靠一些专业的控制保护装置，其具有节能降耗、自动化控制与保护的基本功能，符合我国的机电产业发展策略，而且有利于提高机电设备的运行效率与节能效果。目前，在我国机电一体化技术的发展中，电机控制保护装置的研发与应用尚存在许多问题未解决，例如：在井下机电设备的应用，电机控制与保护中鼠笼式异步电机是最为薄弱的环节，由此而引发的电机运行故障约占整个机电设备故障的50%以上，所以，在井下机电设备的电机控制与保护中，研发性能更为可靠的电机控制保护装置是十分重要的。另外，现阶段使用的电机控制保护装置多是基于电热原理与电磁原理，利用熔断器的短路保护及热继电器的过载保护功能，难以完全符合机电一体化应用中的电

电动机应有的保护措施详细版

文件编号：GD/FS-6173 （解决方案范本系列）电动机应有的保护措施详细版 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________

电动机应有的保护措施详细版提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。电动机在实际应用中，因保护不当致使电机发生故障，甚至烧坏的现象时有发生。为此电动机一般应实行以下几种电气保护措施： (1)短路保护：对电动机及其线路的短路大电流作及时的切断保护，否则很大的短路电流会很快烧坏电动机。线路及其他电气设备，造成重大损失。对500V以下的低压电动机，一般采用熔丝或断路器的电磁瞬时脱扣器作短路保护。 (2)过载(过负荷)保护：对于电动机的过载电流，熔丝不一定能熔断，所以要单独设置切断过载电流的保护装置。当电动机过载20%运行时，继电器在20min内动作，切断电源。电动机一般采用热继电

器(与接触器配合)或断路器的热脱扣器进行过载保护。 (3)断相运行保护(又称缺相运行保护或两相运行保护)：缺相运行保护也是一种过载保护，而一般的热继电器不能可靠地保护电动机免于缺相运行(带断相保护装置的热继电器除外)。所以在条件允许时，应单独设置缺相运行保护装置。电动机断相保护的方法和装置很多，但就执行断相保护的元件来分有：利用断相信号直接推动电磁继电器动作的电磁式断相保护；利用断相信号通过电子线路动作的电子式断相保护；利用热元件动作的断相保护。常用的保护方法有：①采用带断相保护装置的热继电器作缺相保护；②欠电流继电器断相保护；③零序电压继电器断相保护；④断熔丝电压继电器断相保护；⑤利用速饱和电流互感器保护。

电气控制与保护

一、摘要 (1) 二、前言 (2) 三、正文 (3) 四、感想与体会 (14) 五、参考文献 (15)

随着时代的发展与进步，人们的工作大部分都开始使用机械来完成了，而我们则只需要在一旁操作就行了。但是如果我们只是懂得去使用它却不懂得去爱护它的话，那么这台机器的寿命就不会太久了。别人或许能用个两、三年才出现一次大的故障，而你或许只要一年机器就报废在你手里了。本文则正是为此而主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。从而让你能够更好的发挥你你机器的性能以及延长它的使用寿命。

近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速，更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要了。

技术现状工作原理运行维护一、电动机技术发展及现状电机是利用电磁感应原理工作的机械。随着生产的发展而发展的，反过来，电机的发展又促进了社会生产力的不断提高。从19世纪末期起，电动机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机，一个多世纪以来，虽然电机的基本结构变化不大，但是电机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电机的理论基础上又发展出许多种类的控制电机，控制电机具有高可靠性﹑好精确度﹑快速响应的特点，已成为电机学科的一个独立分支它应用广泛，种类繁多。性能各异，分类方法也很多。电机常用的分类方法主要有两种：一种是按功能用途分，可分为发电机﹑电动机，﹑压器和控制电机四大类。电动机的功能是将电能转换成机械能，它可以作为拖动各种生产机械的动力，是国民经济各部门应用最多的动力机械，也是最主要的用电设备，各种电动机消耗的电能占全国总发电量的60%~70%。另一种分类方法是按照电机的结构或转速分类,可分为变压器和旋转电机.根据电源电流的不同旋转电机又分为直流电机和交流电机两大类.交流电机又分为同步电机和异步电机.

电动机保护装置的应用

电动机保护装置的应用摘要：电动机在工业控制领域具有举足轻重的地位，堵转、重负载等故障会对电动机造成不可逆转的损害。而传统的热继电器保护由于反应速度较慢，不适用于对频繁起动、工作时间较短的电动机进行保护。随着微机继电保护的应用，其快速准确的计算性能、强大的存储及网络功能，为电动机保护提供许多常规继电保护无法完成的功能。关键词：电动机；保护装置；应用 1引言现在国内的电动机微机保护装置一般都采用高性能16位单片机作控制器，计算速度快，保护功能齐全，动作可靠；所有定值均可通过面盘整定，中文液晶显示，界面简洁友好；具有多种电动机启动控制方式，可以实现电动机就地/远方的启停控制。配有RS-485或CAN通讯接口，所有保护动作信息、测量信息等均可通过RS-485通讯网或CAN网上传到后台计算机监控系统；综合管理单元还可以选配4-20mA直流输出、漏电流保护以及电动机温度测量等功能，为电动机提供更完善的测量手段和保护功能，并为增安型电动机提供可靠的tE时间保护。 2电动机微机保护装置的功能 2.1电动机的控制功能国内的微机综合保护装置品牌很多，大多数用户可以通过面板上的“就地/远方”选择开关选择对电动机的控制方式。在“就地”控制方式下，通过面板上的“启动Ⅰ”、“启动Ⅱ”和“停止”按键对电动机进行启停控制（必须在装置的主循环显示界面下进行操作）。在“远方”控制方式下，面板“启动Ⅰ”、“启动Ⅱ”和“停止”按键操作无效，此时，可以选择综合管理单元菜单中的“远方控制方式”，分别通过DCS端子输入或通讯对电动机进行控制。综合管理单元若有保护动作或相关的保护动作信号未复归，大多品牌的微机保护装置会禁止所有的控制功能。 2.1.1直接启动控制交流接触器将交流电直接送入电动机进行启动。 2.1.2双向启动通过两个交流接触器改变电动机交流电输入的相序，从而改变电动机的正转和反转启动。 2.1.3双速启动采用两个交流接触器控制，通过改变绕组的接法来改变电动机的极数，以实现双速电动机高速和低速启动。 2.1.4降压启动（1）电阻降压启动（2）星-三角启动（3）自耦变压器启动（4）支持与软启动器配合启动电动机（5）支持与变频器配合实现电动机多段速度控制 2.1.5上电自动重启动控制（1）上电自启动模式设定为恢复，当电源从掉电到有电时，若掉电前电动机处于运行状态，并且掉电时间没超过3秒（可根据用户需求设计，标准为3秒，最大可为10秒），则重新启动电动机，若掉电前电动机处于停车状态，则综合管理单元通电后不启动电动机。

电动机保护控制器使用手册

电机保护控制器生产及使用手册（V1.0）一．概述 SDM800系列智能电动机保护控制器具有三类功能：控制功能、保护功能及测量功能，控制功能可通过与外部接触器配合实现电机的多种起动方式，保护功能可实现电机异常运行的各种保护，测量功能对电机运行参数和状态进行检测。测量功能：即对电机运行参数和状态进行检测。SDM800系列智能电动机保护控制器可以对电流、电压、功率、频率、功率因数等交流电量进行测量处理，并以这些电参量为依据对电动机进行起动控制、运行状态保护和远程控制。保护功能：可实现电机异常运行的各种保护。SDM800系列智能电动机保护控制器与交流电动机回路中的接触器配合使用，具备对电动机的相序错误、缺相、起动时间过长、过载、堵转、欠载、欠功率、漏电、温度过高、欠压、过压、不平衡等最多12项保护功能。控制功能：可通过与外部接触器配合实现电机的多种起动方式。SDM800系列智能电动机保护控制器具备对电动机进行直接起动、可逆（双向）控制、各种减压起动和双速控制的控制功能（共有7种起动方式可供用户选择）。此外，SDM800系列智能电动机保护控制器还具备失压后电动机重起动（或自起动）等控制功能。二．接线方式及注意事项 SDM800系列智能电动机保护控制器有3排接线端子，具体接线图如下表： 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 DI1 DI2 DI3 DI4 DI5 DI6 DI7 DI8 DI9COM AO+ AO- 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 DO1+ DO1- DO2+ DO2- DO3+DO3-DO4+DO4-AI+AI- RT1 RT2 8 7 6 5 4 3 2 1 33 485A 485B 485G UC UB UA N L 显示接口Dix：第x路开关量输入 COM：开关量输入共地端 AO：模拟量输入 DOx：第x路继电器输出 AI：漏电信号输入 RT1、RT2：温度检测输入（热敏电阻PTC输入）注意：以上功能并非所有型号的SDM800系列智能电动机保护控制器都具有，因而可能并不需要对所有的端子进行接线，使用时请对照具体的型号及相应接线图。（详细接线图见说明书最后部分）用户正常使用SDM800系列智能电动机保护控制器前，建议遵循如下步骤： 1．充分进行需求分析，确定电机控制方式（即起动方式） 2．研究保护对象，确定保护功能选项 3．依据保护对象现场运行要求，进行保护参数的整定 4．电机回路断电时，测试开关量状态 5．通电现场调试

浅谈机电一体化中的电机控制与保护

浅谈机电一体化中的电机控制与保护近几十年来随着电子技术及现代控制理论的发展，电动机在工农业生产及人们的生活中都有其广泛的应用，特别是在机电一体化中，更需要电动机的应用，本文中依据机电一体化技术的发展前景，从电机的结构与工作原理入手，分析电机的控制与保护，及继电器的保护现状与发展。标签：机电一体化；继电器保护；电动机机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。一、电机执行机构的组成目前较常用的主要是交流电动机，它可分为三相异步电动机、单相交流电动机两，前一种比较多的用在工业上，而后一种通常用在民用电器上。从电机的结构上看，主要分为控制部分和执行驱动部分，控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组成；执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。二、电动执行机构的工作原理霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，经A/D转换后送入单片机。单片机通过8255控制PWM波发生器，产生的PWM波经光电耦合作用于逆变模块IPM，实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。三、电机中控制系统各功能元件选型 1.电机阀位及速度控制实现电机执行机构的阀位和速度的控制需要解决的关键性技术问题主要有五个方面，分别是阀门柔性开关的控制、阀位的极限位置的判断、电机保护的实现、准确定位与模拟信号的隔离。对于机电一体化中电机阀门位和速度的控制，微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过计算得出输出力矩，如果输出力矩达到或大于设定的力矩，那么就会自动降低运行速度。 2..单片机选用INTEL公司生产的8031单片机，它主要通过并行8255口担负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭及阀门开度等设定信号，并提

电动机综合保护器

电动机综合保护器电机综合保护器是针对超载、断相起保护作用，器件的接线端分别接电源及与控制线路串联，以便出现超载或断相时切断控制线路作为保护，并不是用它来控制电机起动的。电机综合保护器对电机进行全面的保护，在电机出现过流、欠流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、及三相不平衡状态时予以保护措施，启动延时，数字电流表、电压表功能，能显A、B、C三相运行电流，实现多种参数设定功能，故障记忆报警查询和动作值保持功能，来电自启动和自动复位功能。电机因电性原因出现过负荷、缺相、层间短路及线间短路、线圈的接地漏电、瞬间过电压的流入等造成损坏，或者是由于机械原因，如堵转、电机转动体遇到固体时，因轴承磨损或润滑油缺乏出现热传导现象，损坏电机。由于非正常运行或停止或损坏，会造成生产损失或停止时间内产生的人力损失无法与电机本身更换的费用相提并论，其损失巨大，那么我们就需要对电机进行有效的保护，以便保证生产的正常运行。对于因电性原因出现的故障，无论是过电流还是过电压，其主要是因为电流瞬间增大，超过了电机的负载电流值而造成

损坏。电机综合保护器根据这一原理，通过监测电机的两相（三相）线路的电流值变化，进行电机的保护，对于过电压、低电压，是通过检测电机相间的电压变化，进行电机的保护。电机综合保护器保护功能 1、过负载和过电流的保护 2、缺相保护 3、逆相保护 4、接地漏电保护 5、堵转保护 6、相不平衡保护 7、短路保护 8、过电压保护 9、低电压保护 10、过热保护 11、缺电流保护对于新型号系列的电机综合保护器增加了过热保护和通讯功能，在控制室可以通过控制软件进行0~254的节点上的电机综合保护器进行远程设置与监测控制。

电动机保护措施与装置

电动机知识电动机保护措施与装置为了防止电动机发生故障而损坏，甚而使事故扩大，对电动机一般有以下几种电气保护措施： 1)短路保护对电动机及其线路的短路大电流作及时的切断保护，一般采用熔丝或断路器的电磁瞬时脱扣作短路保护。 2)过载（过负荷）保护电动机一般采用热继电器（与接触器配合）或断路器的热脱扣器进行过载保护。 3)断相运行保护（又称缺相运行保护或两相运行保护）缺相运行保护也是一种过载保护，在条件允许时，应单独设置缺相运行保护装置。常用保护方法有： (1)采用带断相保护装置的热继电器作缺相保护; (2)欠电流继电器断相保护; (3)零序电压继电器断相保护; (4)断丝电压继电器断相保护; (5)利用速饱和电流互感器保护; (6)电子式断相保护线路。 4)失压和欠压（低电压）保护为了防止电动机在过低电压下起动和运行，一般采用交流接触器的电磁机构，断路器的失压脱扣器，自耦减压起动器的欠压脱扣器及电压继电器等。 5)接地或接零保护当电动机外壳带电时，防止人接触及机壳而触电的保护装置。〃电动机启动困难或根本不能起动的原因及〃锤片式粉碎机的常见故障及排除方法〃合理选用配电变压器的容量〃电动机正常运行时对三相电压的要求〃实现电动机继电接触控制需要基本的控制

〃潜水排污泵及井用潜水电泵四大常见冷却〃电动机的正反转控制〃电机发生以下故障应立即切断电源〃冬季收藏农机具要七防 Domain:https://www.360docs.net/doc/ca7214465.html, dnf辅助More:d2gs2f 〃电动机单线远程正反转控制电路图_电路〃同步电动机的结构_电路图〃直流无刷电动机原理与控制_电路图〃塔机电气系统维护及故障排查方法〃电动机工作电流超限报警电路_电路图〃申励电动机的半波调速电路_电路图〃高压数字绝缘电阻测试仪厂家为您解读电〃三个接触器控制的星形-三角形降压起动〃电动机刀开关控制线路_电路图〃五菱之光微型车启动困难、无怠速、易熄〃海尔XQG52-HDY800等玫瑰钻系列滚筒式洗〃接触器控制的单向运行控制线路_电路图〃防爆油桶泵的优势分析〃频器容量问题解决注意事项简析〃基于UC3637的直流电动机PWM控制电路图_ 〃电动机轴承异响故障分析及应对措施〃多台电动机逐一星形三角形起动电路_电〃变频器的暂停减速功能〃变频器过压类故障的分析〃变频器启动前的直流制动功能〃变频器与电动机的距离收录时间:2014年02月24日15:05:08 来源:《高效饲料加工技术问答》作者:

PMAC801A智能型电动机保护控制器

PMAC801A智能型电动机保护控制器产品说明书 V1.11

安全注意事项危险和警告! 本设备只能由专业人士进行安装。对于因不遵守本说明书的说明而引起的故障，厂家将不承担任何责任。注意事项提示! 在拆除此仪器包装后，设定或使用前，请先阅读此说明书的全部内容。对于注明为「注」的内容请额外予以关注。为确保此电动机保护设备的保护功能得到良好的使用，请用户依照本说明书的所述方式来对保护设备进行安装、设定、使用。本说明书不旨在包含所有细节或装置的变更，也未能提供所有与安装、运行、维护方面有关的每种可能的偶然情况。如果想得到更进一步的有关信息或本说明书中没有充分说明的购买者所需的特殊问题时，请与本公司联系。第1页共28页

第1章产品介绍 1.1设计说明 PMAC801A智能型电动机保护控制器是集电动机的测量、保护和控制功能于一体新一代增强型的高性能电动机保护装置。适用于额定电压为AC380V或AC690V的普通三相交流异步电动机。取代了电动机控制中心（MCC）中常用的分散装置，大大简化电动机控制回路结构，提高电动机控制的可靠性及先进性，同时也降低了综合应用成本。控制器采用模块化设计，分体式安装，体积小，结构紧凑，可扩展，安装方便，可安装在1/4抽屉柜中。它由主体、CT模块、显示模块三部分组成。 1.2产品特点 ■模块化设计，包含主体模块、CT模块、显示模块等； ■产品内置多达21种保护功能； ■实现电动机回路的三相电流、接地/漏电电流、电流不平衡率、三相线电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度等多种电参数的测量； ■内置直接启动、双向可逆启动、星/三角启动、自耦变压器启动等多种启动方式，用户可根据电动机启动方式自行选择设置； ■控制器主体提供9路开关量输入，用于启停信号、复位信号和接触器状态等信号输入； ■提供5路继电器输出，满足多种启动方式和保护动作，并具有保护跳闸（或报警）第2页共28页

机电一体化中的电机控制与保护

机电一体化中的电机控制与保护摘要依据机电一体化技术的发展前景，提出一种新型电动执行机构的设计方案，详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法。该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体，采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位臵控制，解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位臵判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题。现场运行情况表明，该电动执行机构具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点，充分利用了机电一体化技术带来的方便快捷。关键词：电动机阀门继电器保护机电一体化技术总结

目录内容摘要 (1) 引言 (3) 第1章机电一体化技术发展历程及其趋向 (4) 1．1 机电一体化技术发展历程 (4) 1．2 机电一体化发展趋向 (4) 第2章机电一体化中电动执行机构的硬件设计及工作原理 .. 7 2.1系统工作原理 (8) 第3章机电一体化中阀位及速度控制原理 (11) 第4章关键技术问题的解决 (13) 第5章机电一体化中继电器保护的现状与发展 (14) 5.1继电保护发展现状 (14) 5.2 继电保护的未来发展 (16) 5.2.1 计算机化 (16) 5.2.2 网络化 (17) 5.2.3 保护、控制、测量、数据通信一体化 (18) 5.2.4 智能化 (19) 结束语 (20) 参考文献 (21)

引言在现代化生产过程控制中，执行机构起着十分重要的作用，它是自动控制系统中不可缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度固定不可调整，其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊断措施以及必要的通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联网。鉴于以上原因，采用传统的大流量电动执行机构的控制系统，可靠性和稳定性较差。随着计算机网络、现场总线等技术在工业过程中的应用，这种执行机构已远远不能满足工业生产的要求。笔者设计的大流量电动执行机构，采用机电一体化技术，将阀门、伺服电机、控制器合为一体，利用异步电动机直接驱动阀门的开与关。通过内臵变频器，采用模糊神经网络，实现阀门的动作速度、精确定位、柔性开关以及电机转矩等控制。该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换向开关模件、机械传动装臵和复杂、昂贵的控制柜和配电柜，具有动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明，该执行机构工作稳定，性能可靠。自电子技术一问世,电子技术和机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注重. .

XX-MM 系列电动机综合保护装置

XX-MM系列电动机综合保护装置（V1.0版）

目录第1章概述 (1) 1.1产品简介及产品特点 (1) 1.2产品功能 (2) 1.2.1监测功能 (2) 1.2.2保护功能 (3) 1.2.3通讯功能 (3) 第2章装置选型 (4) 第3章产品结构及安装尺寸 (5) 3.1显示面板安装尺寸 (5) 3.2主体端子视图及安装尺寸 (6) 3.3电流互感器安装尺寸 (7) 3.4漏电互感器安装尺寸 (8) 第4章保护功能原理 (10) 4.1过流保护 (10) 4.2堵转保护 (10) 4.3接地保护 (11) 4.4漏电保护 (11) 4.5启动超时 (11) 4.6不平衡保护 (11) 4.7缺相保护 (11) 4.8相序保护 (12) 4.9过热保护 (12) 4.10超分断保护 (12) 4.11tE时间保护 (13) 第5章操作说明 (15) 5.1上电检查 (15) 5.2显示面板 (15)

5.3一级菜单 (16) 5.4定值查看 (17) 5.5定值设置 (17) 5.4.1保护定值设置 (17) 5.4.2通讯设置 (18) 5.4.3额定参数 (19) 5.4.420mA参数 (19) 5.4.5启停判据 (19) 5.4.6出厂设置 (20) 5.4.7修改密码 (20) 5.6时间校正 (21) 5.7事故清除 (21) 5.8热量清除 (21) 5.9事故记录 (22) 5.9.1清楚事故 (22) 5.9.2记录查看 (22) 第6章技术参数 (23) 第7章附录 (25) 7.1附录A典型接线图 (25) 7.2附录B Modbus通讯规约（Vcom.1） (26) 7.3保护定值整定推荐表 (28) 7.4初始密码表 (29) 第8章服务承诺 (30)

电动机保护装置开题报告

本科毕业设计开题报告题目：电动机智能保护装置的设计专题：院（系）：班级：姓名：学号：指导教师：教师职称：

本科毕业设计开题报告题目电动机智能保护装置的设计来源工程实际 1、研究目的和意义电动机作为现代工业动力源，异步电动机价格低廉、结构简单、机械性能较好，在各行业中获得了广范的应用。在传统的电动机保护装置大多由电磁元件装置和模拟电子式保护器完成，但其功能单一、精度差、稳定性不高，动作时间慢的特点无法满足人们对电动机保护可靠性越来越高的要求，其保护长期困扰着继电保护专业人员和运行人员，抓好电动机保护的研究与推广工作，对国民经济有着重要的意义，对其进行可靠有效的保护尤为重要。因此电动机保护的自控、集中监控和智能化自处理是电动机保护主要研究方向。 2、国内外发展情况(文献综述) 我国电动机保护装置大概经过了以下的几个发展几个阶断。一、热继电器、熔断器、电磁式继电器：建国初期，我国引进苏联JR系列继电器。但热继电器等存在致命缺陷，包括整定粗糙、受环境影响大、误差大、重复性差、功能单一等。无法满足高要求，因此也就无法避免被淘汰的命运。二、模拟电子式电动机保护装置：在上世界八十年代，由于半导体元件普及，涌出一批性能可靠、功能多样的电子式电机保护器。但这类产品仍存在一些无法避免的缺点，整定精度不高、采样精度不高、无法实现具有多功能为一体的全面保护。随着科技的发展，人们对电机保护要求也越来越高，希望电动机保护器结构简单，体积小，接线简单，这些都是模拟电子保护装置无法实现的。三、数字式电机保护器：这类电机保护器主要以单片机作为电机保护器，可实现智能化综合保护，在采样和整定上有质的飞越，可对信号进行软件非线性校正，极大地降低了被测信号畸变的影响，真正实现了高度采样。电动机保护器正朝着智能化、综合化、高精度、高可靠性发展。 3、研究/设计的目标：本设计的目标是以单片机为核心的电机保护系统，能够精准、快速、有效的检测出电动机故障，实现电动机及时有效的保护，对电动机的过压、过流、短路等故障进行实时检测，确保电动机安全运行。 4、设计方案（研究/设计方法、理论分析、计算、实验方法和步骤等）：电动机保护装置是分析三相异步电动机在运行中可能发生的常见故障，以单片机为中心控制部件，如短路、过流、低电压、过负荷、单相接地等。该系统具有自检、自诊断、故障参数记忆等功能。系统分硬件部分和软件部分一、硬件部分：硬件部分主要由电压互感器、电流互感器、A/D转换器、单片机,报警，LED显示。系统先由

高压电动机的保护一般有以下几种

高压电动机的保护一般有以下几种：速断保护、过负荷保护、起动时间过长保护、堵转保护、两段式负序过流保护、反时限负序过流保护、低电压保护、过电压保护、接地保护等。电流速断保护反映的是电动机的定子绕组或引线的相间短路而动作。动作时限可整定为速断（无延时）或带较短的延时（一般为零点几秒）。其整定值应躲过电动机的起动电流。在电动机运行时任一相电流大于整定值，电流速断保护动作即动作于跳闸。电动机起动时间这个参数一般是由电机厂家提供，然后设计人员根据厂家提供的电动机的几个参数来计算电动机的各个保护定值（一般计算定值需要由厂家提供以下几个参数：电动机的额定电流、额定功率、起动电流倍数、起动时间和铭牌上的其它参数等）。起动时间过长保护的定值由设计给出，为一个电流定值，和一个动作于跳闸的延时时间。综保装置这样判断电动机是否为起动过程阶段：起动前电流为零，合上断路器后，电流瞬间增大，随着电动机转速的升高，电动机的电流逐渐减小，当电动机到额定转速后，电动机的电流也稳定在额定电流的附件（一般低于额定电流）。综保装置根据电流特征来判断电动机的状态。电动机的电流小于0.1倍的额定电流时，认为电动机处于停止状态。当从一个时刻t1（合上断路器那一时刻）开始，电动机电流从无到有，装置即认为电动机进入了起动状态。当电流由大变小，并稳定在t2时刻（额定电流附近），则认为电动机已经进入稳定运行状态。起动时间过长保护是在电动机起动过程中对电动机进行保护。而在电动机运行过程中，装置自动将起动时间过长保护退出。当在电动机起动过程中，任一相电流大于整定值，起动时间过长保护即经过延时而动作于跳闸相电流速断保护 1）速断动作电流高值Isdg Isdg = Kk / Ist 式中，Ist：电动机启动电流（A） Kk：可靠系数，可取Kk = 1.3 2）速断电流低值Isdd Isdd可取0.7~0.8Isdg，一般取0.7Isdg 3）速断动作时间tsd 当电动机回路用真空开关或少油开关做出口时，取tsd =0.06s，当电动机回路用FC做出口时，应适当延时以保证熔丝熔断早于速断保护。 4、电动机启动时间tqd 按电动机的实际启动时间并留有一定裕度整定，可取tqd =1.2倍实际启动时间。修正：Isdg = Kk* Ist Pe=710KW，COS=0.8，CT：150/1A，零序：100/1A，启动时间按18S (CT变比要按照实际变比，有的二次侧可能是5A的，自己换算一下）速断躲过电机启动电流： Ie=710/(0.8×√3×6.3)=81.3A Izd=Kk×I_qd=(1.5×6×81.3)/150=4.9A

机电一体化中的电机控制与保护探讨

机电一体化中的电机控制与保护探讨发表时间：2018-06-14T09:33:12.700Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：曾琴 [导读] 摘要：随着科学技术的发展，机电一体化已成为一门新型的自成体系学科。（杭州杭开环境科技股份有限公司浙江杭州 310015）摘要：随着科学技术的发展，机电一体化已成为一门新型的自成体系学科。机电一体化的主要特点是从系统化的角度出发，为了实现多功能、高质量、高可靠性、低能耗等目标，将群体技术：机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等进行合理的配置和布局，并根据系统功能与优化组织目标加以操作，从而达到理想的目标。机电一体化作为一门新型的综合性技术，并不是新技术之间的简单拼凑与结合，它涵盖了技术和产品两个方面，这也是与其机械电气化之间的根本区别。机电一体化技术已广泛应用于微电机装置，赋予了现代机械设备自动检测、自动调节与控制等，其有效地促进了生产效率的提高。关键词：机电一体化；组成及工作原理；问题；措施 1、机电一体化中电动机构的组成及工作原理 1.1 电机执行机构的组成目前较常用的主要是交流电动机，它可分为三相异步电动机、单相交流电动机两，前一种比较多的用在工业上，而后一种通常用在民用电器上。从电机的结构上看，主要分为控制部分和执行驱动部分，控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组成；执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。 1.2 电机的工作原理电机驱动系统由电流电压传感器和位置传感器检测，得出逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，然后由A/D转换后送入单片机。通过控制pwm波发生器的功能，单片机最终实现了电机的运行控制。从整流电路380V电源获得由逆变器模块所需要的直流电压信号。电动机转动的基本工作原理是三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场，转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。 2、电机的控制与保护装置所存有的问题 2.1电机控制保护装置的使用难以达到需求在现阶段，所使用的电机控制保护装置还不够发达，尚未达到机电一体化应用中的电机控制与保护的需求。因为所使用的电机控制保护装置多是凭借电热原理和电磁原理，利用热继电器的过载保护功能和熔断器的短路保护而进行的，由于这种零部件本身的不足，导致机电控制与保护还存在缺陷，因此，在机电产品的设计过程中，要将设计、控制与保护融为一体、综合考虑，使电机控制与保护装置实现多样化和全面化。 2.2电机的控制与保护技术第一，电动机的设计应考虑到后期保护及其控制。无论是设计、控制还是保护，都应该做到一体化。第二，应该提高自身的保护装置具备多样化和全面化的特点，对于数据的处理能力要有一定程度的提升。最后，有必要改进具体的监测手段，在具体操作过程中加以适当改进。只有数字化处理系统才能达到这种检测效果，数字化方式是电机控制保护装置的未来发展趋势。 3、机电一体化应用中电机控制与保护的措施电机设备是机电一体化体系中重要的组成部分，在进行机电一体化应用模式的推广中，电机设备的主要执行机构由两个主要的部分组装而成。首先是执行驱动部分、其次是控制部分；执行驱动部分主要通过位置传感器、三相伺服电机等相关设备共同组成，而控制部分则是传统的单片机、变频器、输入通道等相关组成设备共同组成。两者相互协调、共同发挥作用。 3.1改善电机控制与保护装置的措施在机电一体化应用中，电机设备的执行机构主要分为：控制部分与执行驱动部分，其中控制部分主要是由单片机、IPM逆变器、PWM 泼发生器、整流模块、A/D 与 D/A 转换模块、输入通道、输出通道、故障检测与报警电路等组成；执行驱动部分则主要是由三相伺服电机位置传感器等组成在电机设备正常运行的情况下，霍尔电流、位置传感器、电压传感器等将逆变模块的三相输出电流电压与阀门的位置信号等经过A/D 转换后，传输至单片机，通PWM波发生器的控制，产生的 PWM波在光电耦合的作用下，传输至逆变模块IPM，从而实现对于电机设备的变频调速与阀位控制。 3.2准确检测电流与电压电流与电压的检测是电机控制与保护装置在机电一体化应用中非常中重要的一项操作。其有利于逆变模块以及电机力矩等故障的正确诊断，然而采用普通的电流与电压传感器是难以实现此目标的，为了能够正确而又迅速地排除故障问题，应该选用IPM输出电压以及霍尔型电流互感器，这样才能更加科学、有效地检测IPM输出三相电流与电压，进而达到最终的目标。 3.3对阀门与速度的控制在电机控制保护装置的实际应用中，对阀门和速度的控制是不可缺少的。在我国主要采用的是双环控制方案，其中内环是速度环，外环是位置环。速度环的目的是为实现对于电机实际转速的调节与控制而进行的一系列操作，这个目的是通过使用速度调节器，将PWM波发生器的载波频率进行调节而达到的。外环的作用是向内环提供相应的速度设定值，这一过程是根据外环的当前位置速度设定，并使用速度给定发生器来实现的。在机电控制保护装置的阀门与速度控制中，由于大流量阀门执行机构在运行中存在匀速、加速或减速等阶段，而且实际位置与给定位置存在不确定性，从而导致阀门与速度控制存在困难，这就需要在对其调节中，要根据阀门与给定阀门的比较，对速度进行调节。 3.4单片机与位置检测电器从单片机上实现对电机的控制与保护，主要从两个方面入手，首先单片机通常采用并行接口的方式，来进行控制保护系统的信号处理工作，比如阀门的开启与关闭、接收系统对转矩等，其次，当IPM逆转器发出故障时，可对IPM逆转器发出的故障信号做处理，从这两方面达到对电机的控制欲保护目的。位置检测电路的作用是为操作提供准确、有效的位置信号，传统的电控制保护装置与现今的电机控制保护装置大有不同，传统的电动控制保护装置的执行机构，大部分使用绕线电位器、差动变压器与导电塑料电位器等装置，效果不理想，现今使用位置传感器，其优势在于稳定性高、精度高、无触点、无线性区限制与不受温度限制，效果较为理想。

电机与电气控制技术试题库和答案(供参考)

电机与电气控制技术试题库及答案一、名词解释：（每题5分） 1、低压电器：（B）是指在交流额定电压1200V，直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。 2、主令电器：（B）自动控制系统中用于发送控制指令的电器。 3、熔断器：（B）是一种简单的短路或严重过载保护电器，其主体是低熔点金属丝或金属薄片制成的熔体。 4、时间继电器：（B）一种触头延时接通或断开的控制电器。 5、电气原理图（B）电气原理图是用来表示电路各电气元器件中导电部件的连接关系和工作原理的电路图 6、联锁（C） “联锁”电路实质上是两个禁止电路的组合。K1动作就禁止了K2的得电，K2动作就禁止了K1的得电。 7、自锁电路：（C）自锁电路是利用输出信号本身联锁来保持输出的动作。 8、零压保护（B）为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零压保护。 9、欠压保护（B）在电源电压降到允许值以下时，为了防止控制电路和电动机工作不正常，需要采取措施切断电源，这就是欠压保护。 10、星形接法：（A）

三个绕组，每一端接三相电压的一相，另一端接在一起。 11、三角形接法：（C）三个绕组首尾相连，在三个联接端分别接三相电压。 12、减压起动（A）在电动机容量较大时，将电源电压降低接入电动机的定子绕组，起动电动机的方法。 13、主电路：（A）主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强电流通过的电路， 14、辅助电路；（B）辅助电路是小电流通过电路 15、速度继电器：（C）以转速为输入量的非电信号检测电器，它能在被测转速升或降至某一预定设定的值时输出开关信号。 16、继电器：（C）继电器是一种控制元件，利用各种物理量的变化，将电量或非电量信号转化为电磁力（有触头式）或使输出状态发生阶跃变化（无触头式）17、热继电器：（C）是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。 18、交流继电器：（C）吸引线圈电流为交流的继电器。 19、全压起动：（C）在电动机容量较小时，将电动机的定子绕组直接接入电源，在额定电压下起动。 20、电压：（A）电路两端的电位差 21、触头触头亦称触点，是电磁式电器的执行元件，起接通和分断电路的作用。

电动机保护保护原理和作用

电动机保护保护原理和作用 ●过载保护●欠载保护●堵转保护●阻塞保护●过热保护 ●相序保护●欠压保护●过压保护●欠功率保护●起动超时保护●断相保护●不平衡保护●接地保护●漏电保护●外部故障保护过载保护当电动机在过负载故障下，长时间超过其额定电流运行时，会导致电动机过热，绝缘降低而烧毁，保护器根据电动机的发热特性，计算电动机的热容量，模拟电动机发热特性对电动机进行保护，过载保护不同脱扣级别对应的特征欠载保护当电动机所带负载为泵式负载时，电动机空载或欠载运转会产生危害，保护器提供欠载保护，当三相的平均电流与额定电流的百分比低于设定值时，保护器应在动作（延时）设定时间内动作或在报警时间内报警。堵转/阻塞保护电动机在起动时或运行过程中，如果由于负荷过大或自身机械原因，造成电时机轴被卡住，而未及时解除故障，将造成电机过热，绝缘降低而烧毁电机，堵转保护适用于电动机起动发生此类故障进行保护，阻塞保护适用于电动机运行过程中发生此类故障时进行保护，当电流达到动作设定电流时，保护器应在动作（延时）设定时间内动作或在报警时间内报警。断相（不平衡）保护断相（不平衡）故障运行时电动机的危害很大，当电动机发生断相或三相电流严重不平衡时，如不平衡率达到保护设定值时，保护器按照设定的要求保护，发出停车或报警指令，使电动机的运行更加安全。接地/漏电保护保护器同时具备接地保护和漏电保护功能。接地保护电流信号取于内部电流互感器的矢量和，用于保护相线对电动机金属外壳的短路保护，保护器可通过增加漏电互感器，检测出30mA~50mA的故障电流，主要用于非直接接地的保护，以保证人身安全。外部故障保护当保护器检测到有外部故障出现，外部故障开关量输入与保护器定义的开关量输入状态不一致时，保护器按照设定的要求保护，确保电动机设备安全。起动超时保护在电动机起动过程中，保护器只具有断相（不平衡），接地/漏电等保护功能，其余保护功能不起作用，在起动结束后，所有保护功能（按用户设定）均自动投入，当电动机起动时间超过用户设定的起动时间，电流还大于额定电流1.1倍时，保护器按照设定的要求保护，在动作（延时）设定时间内发出停车命令，停止电机运行。相序保护具有相序保护功能的保护器，当其电源侧的电压相位顺序与设定的顺序一致时，保护器应不动作。当保护器检测到电动d的相序接错时，电动机应不能起动。欠压保护电压过低会引起电动机转速降低，甚至停止运行，当电动机运行电压下降至设定的欠电压保护范围时，保护器按设定的要求进行保护，在动作（延时）设定时间内动作或在报警时间内报警，以避免重要的生产工艺造成混乱，严重影响生产。

《电机与控制技术》期末试题(b)

2010－2011年度第二学期《电机与控制技术》期末试题班别：姓名：座号：评分：一、填空题：（每空1分，共20分） 1、常用的低压电器是指工作电压在交流 V以下、直流 V以下的电器。 2、低压开关主要用于、以及和电路。 3、熔断器用于保护，热继电器用于保护，它们都是利用来工作的。 4、触头系统按功能不同可分为和两类。 5、接触器可用于频繁通断电路，又具有保护作用。 6、画原理图时，控制电路、信号电路、照明电路要跨接在相电源线之间，依次画在主电路的侧，且电路中的耗能元件要画在电路的方，而电器的触头画在耗能元件的方。 7、降压启动是指利用启动设备将适当降低后加到电动机的定子绕组上进行启动，待电动机启动运转后，再使其恢复到正常运转。二、选择题：（每小题1分，共10分） 1、低压开关一般为。ａ、非自动切换电器ｂ、自动切换电器ｃ、半自动切换电器 2、功率小于电动机的控制电路仍可以采用HK系列刀开关。ａ、5.5千瓦ｂ、7.5千瓦ｃ、10千瓦 3、HH系列刀开关采用贮能分合闸方式主要是为了。ａ、操作安全、方便ｂ、减小机械磨损ｃ、缩短通断时间 4、用于电动机直接启动时，可选用额定电流等于或大于电动机额定电流的三极刀开关。ａ、1倍ｂ、3倍ｃ、5倍

5、熔体的熔断时间与。ａ、电流成正比ｂ、电流的平方成正比ｃ、电流的平方成反比 6、熔断器过载动作的物理过程体现了过载保护特性。ａ、定时ｂ、瞬时ｃ、延时 7、熔断器的最小熔化电流必须额定电流。ａ、等于ｂ、小于ｃ、大于 8、交流接触器短路环的作用是。 a、消除铁心振动 b、增大铁心磁通 c、减缓铁心冲击 9、交流接触器发热是主要的。 a、线圈 b、铁心 c、触头 10、热继电器主要用于保护电动机的。 a、短路 b、过载 c、温升过高三、判断题：（每小题1分，共10分） 1、刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，用电器接在上端，下端接电源线。（） 2、热继电器和过电流继电器在起过载保护作用时可相互替代。（） 3、欠电压继电器和零电压继电器的动作电压是相同的。（） 4、接触器除通断电路外，还具备短路和过载的保护功能。（） 5、所谓触头的常开的常闭，系指电磁系统通电动作后的触头状态。（） 6、接触器的电磁线圈通电时，常开触头首先闭合，继而常闭触头断开。（） 7、熔体的熔断时间与电流的平方成正比关系。（） 8、在装接RL1系列熔断器时，电源线应接在上接线座。（） 9、在同样电参数下，直流电弧要比交流电弧容易熄灭。（） 10、银质触头表面氧化膜对接触性能影响较大。（）四、问答题：（每小题5分，共10分） 1、什么是过载保护？为什么电动机要采取过载保护？熔断器能否代替热电器来实现过载保护？为什么？

CSC 237A数字式电动机保护装置

CSC 237A数字式电动机综合保护测控装置 1装置简介本装置适用于10kV及以下各种中性点非直接接地系统，作为大中型异步电动机(数百千瓦以上) 相间故障、过负荷、堵转等综合保护。可在开关柜就地安装。 2 主要功能及技术参能 2.1 保护功能 ?反应相间故障的速断保护 ?反应堵转的过电流保护 ?过负荷保护(可选择跳闸或仅告警发信) ?长起动保护 ?过热保护（过热跳闸、过热告警、热积累记忆功能） ?不平衡保护（断相/反相，负序过流保护，可选择定时限或反时限） ?接地保护（零序过流保护，可选择跳闸或仅告警发信） ?低电压保护 ?F-C过流闭锁 ?非电量保护 2.2 测控功能 ?15路开入遥信采集、装置遥信变位、事故遥信 ?正常断路器遥控分合 ?Ua、Ub、Uc、Ia、Ic、P、Q、COSф等模拟量的遥测 ?各种事件SOE等

2.3 技术参数

3 保护元件 3.1 长起动保护装置测量电动机起动时间Tstart的方法：当电动机的最大相电流从零突变到10%Ie时开始计时，直到起动电流过峰值后下降到120%Ie时为止，之间的历时称为Tstart。（Ie为电动机额定电流。）电动机起动时间过长会造成转子过热，当装置实际测量的起动时间超过整定的允许起动时间Tstart时，保护动作于跳闸。

图1 异步电动机起动电流特性为了降低起动电流，减少对电网的无功冲击，大型的异步电动机常常串联电抗器或者电阻，以实现降压起动；起动完毕后短接串联电抗器或者电阻。本装置设置了专用的控制字，如果选择“降压起动方式投入”，则装置在起动完毕以后，给出一付“投全压”的接点，以便及时短接分压电抗器，使电动机进入额定电压运行。为了试验方便，当CSC 237保护装置检测到电动机在“起动过程中”时（即上图中的Tstart时段），面板MMI最下一指示绿灯（备用）点亮。 3.2 过热保护过热保护综合考虑了电动机正序、负序电流所产生的热效应，为电动机各种过负荷引起的过热提供保护，也作为电动机短路、起动时间过长、堵转等的后备。用等效电流Ieq来模拟电动机的发热效应，即： Ieq= 2 2 2 2 1 1 I K I K＋式中：Ieq－等效电流 I1－正序电流 I2－负序电流 K1－正序电流发热系数，电动机起动过程中取0.5，电动机起动结束后取1.0 K2－负序电流发热系数根据电动机的发热模型，电动机的动作时间t和等效运行电流Ieq之间的特性曲线由下列公式给出：