摘要：我国的电力事业在不断的发展，在电力事业发展的过程中，电气控制系统是非常重要的，电动机作为重要的输出设备在电气系统中起到核心的作用，因此必须要重视对电动机的保护，保证电动机能够安全可靠的运行。本文就是对电气控制系统中电机的保护进行分析，并对几种常见的保护措施进行阐述。
关键词：电气控制系统；电动机保护；保护环节分析
Abstract: the electric power industry in our country is developing unceasingly, the electric control system is very important in the course of the development of the electric power industry. As an important output equipment, the electric motor plays a central role in the electric system, so we must pay attention to the protection of the electric motor and ensure that the electric motor can run safely and reliably. In this paper, the protection of electric motor in electrical control system is analyzed, and several common protection measures are described in detail.
Keywords: electrical control system； Motor protection； Protection link analysis
一、电气控制系统
所谓的电气控制系统，是指由若干电气原件组合，用于实现对某个或某些对象的控制，从而保证被控设备安全、可靠地运行。电气控制系统的主要功能有：保护、自动控制、测量和监视。它的构成主要有三部分：输入部分（如传感器、开关、按钮等）、逻辑部分（如继电器、触电等）和执行部分（如电磁线圈、指示灯等）[1]。电气控制系统的电路存在着特殊性，例如低压电气设备和高压电气设备所使用的控制电路就存在着一定的差异，电气控制系统所使用的控制电路被人们称作电气设备的二次控制回路，二次控制回路主要是由信号回路、保护回路、电源供电回路和闭锁回路等相应的部分所组成的，为了保证电气设备能够安全的运行，必须要保证各个控制回路能够协调运行，除此之外，还必须要利用辅助性的电气设备完善整套系统的控制运行，这样才能够保证电动机的控制功能得到发挥，并且与其他的电气控制系统的作用相匹配。以下就是对电气控制系统的功能进行详细的介绍：
（一）保护功能。电气控制系统的保护功能主要就是为了保证电气设备能够进行自我调节和控制，并且在监测和反馈系统的作用下，保证电气设备的各个参数是符合电气控制系统运行的要求，在经过相应的监控之后，如果发现了故障或者是超过了一定的范围就可以及时地解决问题，针对具体的现象采取合适的保护措施，保证电动机不会出现损坏。
（二）自动控制功能。电气设备在提供能源的过程中，主要提供能源的途径就是通过电源进行的，但是利用电源来提供电能的过程中，会出现大电流或者是高电压的现象，这两大现象都属于高危险情况，在这样的情况下，设备操作的过程中就不能够仅仅是由人来对设备进行操作，必须要有一套符合企业运作流程和设备操作特点的自动控制系统来对大电流或者是高电压的分闸与合闸进行控制，除此之外，在电气设备发生运行故障的过程中，自动控制系统也能够及时的发现情况进行预警，在维修之前还能够保证电路被切断，因此必须要有一套完整的电气控制系统保证供电控制系统能够安全稳定的运行[2]。
（三）测量功能。为了保证相关的工作人员能够及时地掌握到电动机的运行情况，对设备进行监测，能够及时地获得设备的运行参数，例如频率、功率、电流或者电压，就必须要利用各种仪表设备来对这些数据进行显示，这样工作人员就能够方便快捷的获取被监测设备准确的参数，从而了解到设备的工作情况。
（四）监视功能。作为普通工作人员是无法对电气设备是否处于断电的状态进行确定的，在这样的情况下，为了充分的保障工作人员的生命安全，就必须要有一套可行性的监视系统，用监视系统可以将电信号转变为视听信号，这样工作人员就能够从视觉上对设备是否处于断电的状态进行确认，也就能够充分的保证电动机以及相关的设备不会发生损坏，也不会对工作人员的生命安全产生威胁。
二、电气控制系统中电动机的保护环节
（一）过电流保护
电气设备都有额定电流，不允许超过额定电流，否则会烧毁设备。当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备，这就是过流保护。过电流保护主要包括短路保护和过载保护两种类型。
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（1）短路保护
电动机的安全事故大多是由电动机的发热所导致的，电动机发热时间过长，就会导致电动机内部的线路绝缘体发生损坏，导致短路，这是短路事故出现主要原因。而且电动机的工作回路，如果出现了短路，那么就会出现瞬间大电流，瞬间大电流会使整个电动机或者是与电动机相连接的电气设备全部损坏，因此，在电气控制系统运行的过程中，必须要对短路进行保护，经常使用的保护措施就是在整个电气设备的电路中加入自动开关、过流继电器或者是熔断器，上述的这三大措施都是在出现短路的瞬间，使工作回路发生断路，保证电气设备不会发生绝缘体的损坏，从而保护了电气设备。
（2）过载保护环节
电动机发热除了由短路引起以外，也可能是由过载引起的，从而导致严重的安全事故。电动机在实际运行中，如拖动生产机械进行工作过程中，若机械出现不正常的情况或电路异常使电动机遇到过载，则电动机转速下降、绕组中的电流将增大，使电动机的绕组温度升高。若过载电流不大且过载的时间较短，电动机绕组不超过允许温升，这种过载是允许的。但若过载时间长，过载电流大，电动机绕组的温升就会超过允许值，使电动机绕组老化，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会使电动机绕组烧毁。所以，这种过载是电动机不能承受的[3]。使用热继电器对电动机进行过载保护时，将热元件与电动机的定子绕组串联，将热继电器的常闭触头串联在交流接触器的电磁线圈的控制电路中，并调节整定电流调节旋钮，使人字形拨杆与推杆相距一适当距离。当电动机正常工作时，通过热元件的电流即为电动机的额定电流，热元件发热，双金属片受热后弯曲，使推杆刚好与人字形拨杆接触，而又不能推动人字形拨杆。常闭触头处于闭合状态，交流接触器保持吸合，电动机正常运行。
若电动机出现过载情况，绕组中电流增大，通过热继电器元件中的电流增大使双金属片温度升得更高，弯曲程度加大，推动人字形拨杆，人字形拨杆推动常闭触头，使触头断开而断开交流接触器线圈电路，使接触器释放、切断电动机的电源，电动机停车而得到保护。
（二）欠电压保护环节
由于短路故障等原因，线路电压会在短时间内出现大幅度降低甚至消失的现象。它会给线路和电器设备带来损伤。当线路电压降低时电动机便处于欠压状态下运行，由于电动机负载没有改变，所以欠压状态下电动机转矩下降，定子绕组电流增加，影响电动机的正常运转，甚至导致电动机的损毁，因此在线路电压降低超过电动机允许的范围值的情况下，就必须要对电动机采取欠电压保护措施，主要通过欠电压继电器保护和自动开关保护两种方式来进行欠电压保护。
（三）缺相保护
电动机运行在三相电路上，如果缺少一路电，电机扭力会变小，转子转速会下降，从而导致其它两路电流增大，烧毁电机绕组，其原理就是通过不同手段，对三相电进行监控，如有断路情况，就会自动切断电源，避免烧毁绕组。断相保护器的类型，有通过监测各路电压控制通断的，有监测各路电流进行控制的。
（1）检测电压来控制
这种检测电压来控制的又可以称呼为三相电源监视器、相序保护器、过欠压保护器等）主要用于交流50/60Hz，额定电压460V以下，工业三相220V、380V、440V、460V等电压级别的各种故障检测，对三相输入电源的电压过高、电压过低、缺相、断相、逆相(相序)、三相电压不平衡等提供继电保护，产品广泛应用于配电箱、中央空调机组、电控箱、配电柜、起重机等，如中央空调压缩机保护，各种电梯的电源监视，水泵、油泵防缺相、逆相保护等，是工业设备运行中维护设备工作电压正常的不可缺少的保护产品。
（2）检测电流来控制
这种检测电流来控制的又可以称呼为断相继电器，过载继电器，过流保护继电器等，根据功能又可称呼电机保护器，压缩机保护器等，用于交流45～60Hz，电压24V至380V的供电电路中与交流接触器等开关电器组成电动机的控制电路。当电动机的主电路出现断相、过载、三相不平衡等非正常工作状态时，保护器能够及时分断开关电器的触头，断开电动机的三相电源，快速可靠地保护电动机。保护器采用穿芯式电流取样检测技术，可控硅输出，结构简单、使用方便、工作可靠，并且具有无功耗、寿命长、动作时无电弧产生等优点，是理想的用于电动机保护的电器产品。
三、结论
保证电动机的稳定运行对于整个电气设备来说是至关重要的，因此电气控制系统对于容易造成电动机损坏的各个情况都做了针对性的保护措施，以确保电动机在各种情况下都能安全可靠的运行，但是相关的研究还存在着不足，需要不断地进行完善。
参考文献
[1]赵晶主编.台达可编程控制器原理与应用.福建：厦门大学出版社，2014：221-221.
[2]张国军，杨羊主编.机电设备装调工艺与技术 机械分册.北京：北京理工大学出版社，2012：12-17.
[3]高雪梅.热继电器的使用与维护：广播电视信息，2011 (11) :75-77.
论文作者:王升喜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/13
标签：电动机论文; 电流论文; 电压论文; 控制系统论文; 绕组论文; 电气论文; 电气设备论文; 《电力设备》2018年第8期论文;