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工業電機常用保護控制部件應用解析
點擊次數：425 發布時間：2024-12-23
電機驅動的電氣設備使用環境日益復雜，工作性能要求和可靠性進一步提升，工業電機通常安裝一些保護和控制部件對電機進行保護和控制。電機常安裝的保護和控制元件主要有，防冷凝加熱帶，熱敏溫度控制測量元件，速度控制編碼器和電磁制動器四大類型。
1. 電機用加熱帶的應用原理和安裝
電機用防潮加熱帶主要作用有兩方面：一是當電機存放一段時間后，電機繞組受潮，絕緣強度低于國家標準，影響到電機的電氣絕緣性能時，在使用前對繞組進行驅潮處理，提高電機的絕緣強度。特別是在沿海地區使用的電機，在長時間未接電源的情況下，開始使用時，應先打開電機底部的放水孔，放出冷凝積水，然后再給加熱帶送電，對電機繞組進行驅潮處理。二是電機在潮濕的環境中運行時，當電機停止工作后，電機內部易進入潮氣，使絕緣強度降低。此時防潮加熱帶應連接在交流接器的常閉觸點上，當電機斷電后，加熱帶開始工作，從而使電機內部的溫度始終高出環境溫度5℃左右，可有效避免電機線圈繞組因潮濕而結露，保證電機在潮濕的環境下正常運行。長時間放置的電機，在使用前，如果絕緣電阻偏低，可利用電機防潮加熱帶對電機繞組進行驅潮處理，提高電機的絕緣強度，來保護電機絕緣的電氣絕緣性能。
2．電機熱敏保護元件的應用和保護措施
預防電機繞組和軸承過熱可通過在繞組或軸承處埋置過熱保護或溫度測量元件，與控制線路中的過熱保護反饋控制系統進行連接，實現溫度參數的測量和保護控制。三相異步電動機的過熱保護元件有熱敏電阻，熱敏開關，熱電阻和熱電偶，其中熱敏電阻和熱敏開關起超溫保護功能，主要應用于電機線圈溫度控制。熱電阻和熱電偶用于溫度測量，既可測線圈溫度，又可測軸承溫度。測量線圈溫度時，每相繞組埋置一個感溫元件，與線圈緊密接觸，直接測量線圈溫度，任意相的溫度高于設定值時，控制線路均動作，斷開主電路，起到保護電機線圈的作用。PTC熱敏電阻，熱敏開關，熱電阻和熱電偶與電機同時工作，在電機運轉過程中隨時測量線圈或軸承溫度，把測量結果及時傳遞給控制線路中的熱繼電器或溫度控制儀，熱繼電器根據預先的設定進行動作，溫度控制儀顯示所測部位的實際溫度，從而達到保護電機因單相或過載造成的線圈過熱等異常情況。測量軸承溫度的意義在于檢測軸承運轉情況，及時添加潤滑脂和調整與之配合的零部件，使軸承始終保持在良好狀態下運行。對壽命終了的軸承及時進行更換，防止因軸承過熱而使電機突發性停轉，避免造成電機過載燒壞，導致非計劃性停車。
3. 電機用編碼器的應用和控制原理
電動機輸出信號反饋系統、測量和控制設備中都會用到編碼器。編碼器內部由光碼盤和接收器兩大部分組成，光碼盤轉動所產生的光變參數轉換成相應的電參數，經由變頻器內的前置放大、信號處理系統，輸出驅動功率器件的信號。旋轉編碼器回饋給變頻器速度信號，該信號與變頻器的設定值比較后反饋給變頻器的執行單元，調節電機速度。編碼器是將旋轉部件的位置、位移物理量轉換成數字脈沖信號的旋轉式傳感元件，脈沖信號被控制系統采集、處理，發出一系列指令，可調整改變設備的運行狀態。電機用編碼器，可在電機運行過程中，實時監測運轉時的電流、轉速、轉軸的圓周方向，相對位置等參數，確定電機本體及被拖動設備狀態，實時控制電機和設備的運行狀況，從而實現伺服、調速等特定功能；應用編碼器作為速度測量元件，不僅可簡化測量系統，而且精密、可靠、功能強大。電機驅動系統一般采用交流變頻技術，控制系統組成原理圖如圖1所示。編碼器作為閉環控制中的速度反饋源，其工作狀態直接決定驅動系統是否能平穩運轉，是電機控制系統中速度反饋和控制的關鍵環節。
4．電機用制動器的安裝與使用
電機用直流圓盤式電磁制動器，是控制電機精準停車的重要部件。電機在使用前，處于制動狀態，當電機送電運行時，制動器同時送電，產生電磁力，吸引銜鐵，擠壓彈簧，制動件摩擦片與摩擦對偶面之間產生間隙，電機通過軸上的齒輪帶動制動件運轉。電磁力由制動器鐵芯的材質和制動器鐵芯線圈產生的磁通密度決定，電磁鐵的導磁性能越好，線圈產生的磁通密度越大，電磁力越強。當電機剎車時，電機主電源和制動器直流電源同時斷電，彈簧釋放，彈開銜鐵，摩擦對偶面擠壓制動件上的摩擦片，摩擦片與摩擦對偶面之間產生摩擦力，制動件阻止齒輪轉動，當摩擦產生的制動力矩大于負載力矩時，電機剎車。制動器彈簧的有效壓力是決定制動器剎車力矩的主要因素。
利用加減墊片調整的直流圓盤式電磁制動器通過加減墊片進行制動器間隙的調整，主要由制動殼，電磁鐵，銜鐵，制動件，槽蓋，墊片和彈簧組成，如圖2所示。制動器通過增加墊片來增大電磁鐵和銜鐵之間的間隙，減少墊片來減少間隙。制動器整體由于密封性好，制動間隙調整直觀方便，多用在船用起重電機上。其裝配間隙0.6~1.0毫米，工作間隙0.6~2.0毫米。
利用空心螺管進行間隙調整的制動器通過調整空心螺管的有效長度進行制動器間隙的調整，主要由電磁鐵，銜鐵，制動件，制動盤，空心螺管和彈簧組成，如圖3所示。制動器由于工作間隙小，制動剎車噪音低，多用在變頻調速電機上。變頻專用電機配備制動器，編碼器，通過轉速閉環控制實現高精度控制。其裝配間隙0.2~0.6毫米，最大工作間隙0.5~1.2毫米。隨著電機制造技術的發展，電機與制動器的組合設計結構緊湊、簡單，設備定位精準、安全，得到廣泛的使用。電磁制動器是控制電機制動的重要部件，一旦出現故障問題，將直接影響電機的使用和設備安全，所以對制動器的結構，故障和注意事項應了解，以保證制動器的正確使用和故障解決。
6.結論
電機安裝的保護控制部件對電機的安全運行和控制起著重要作用，正確選用，安裝，調試和檢測，是保證電機良好運轉和控制的前提，是保證電機電氣性能和正常工作的關鍵。熟悉電機保護和控制部件的使用和控制保護原理，有利于對控制保護部件進行正確選擇和使用，實現電機的有效保護和運行控制。