摘要 :在生(sheng)產(chan)(chan)(chan)過(guo)程中(zhong),如果設(she)備運(yun)行不暢,或者出現(xian)故(gu)障(zhang)都會直(zhi)接影(ying)(ying)響到(dao)(dao)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)活(huo)動的(de)正常進行,給企業(ye)帶來較大的(de)經(jing)濟損失。而導致設(she)備產(chan)(chan)(chan)生(sheng)故(gu)障(zhang)的(de)關鍵因素之一就是(shi)電動機(ji)出現(xian)問題,由于保護措(cuo)施不到(dao)(dao)位導致電動機(ji)停止(zhi)運(yun)轉甚至直(zhi)接燒毀(hui),從而影(yi💎ng)(ying)響到(dao)(dao)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)質量和效率。
本文(wen)通(tong)過對水泵電動(dong)(dong)機的保護措施的探討和研究,希望能給相關人員的工(gong)作(zuo)開(kai)展提供幫(bang)助,保障生產過程中水泵電動(dong)(dong)機的良好穩定運行。并介(jie)紹了適合(he)水泵電動(dong)(dong)機使用的SJD550系列電動(dong)(dong)機保護控𝔉制器。
關鍵詞(ci) :水泵(beng)電(dian)(dian)動(donไg)機、電(dian)(dian)動(dong)機、智能保護
一、概述:
目(mu)前(qian)水泵(beng)系統設備上(shang)使(shi)用的電機,大部分采用熱꧋繼電器,作為電機的過載保(bao)(bao)護(hu)元(yuan)件,因其體積小(xiao)、結構簡單、成本(ben)低等(deng)優點在生產中(zhong)得到了廣泛應用。但由于(yu)熱繼電器靈(ling)敏度低、誤差(cha)大、穩定性(xing)差(cha),保(bao)(bao)護(hu)不(bu)可靠。受環境、溫度、本(ben)身材料等(deng)影響(xiang),在保(bao)(bao)護(hu)電機方面(mian),已經不(bu)能適(shi)應現代化生產的需要。
二、水泵設備電機損壞原(yuan)因及改進的目的
電(dian)動(dong)機(ji)超負(fu)荷運轉(zhuan)、在相(xiang)對潮濕(shi)的環境下工作、散熱出(chu)現(xian)(xian)問 題(ti)或者電(dian)流過(guo)大(da)(da)都(dou)有可能導致(zhi)出(chu)現(xian)(xian)故障,其中對于(yu)水(shui)(shui)(shui)泵(beng)電(dian)動(dong)機(ji)而(er)言(yan),由于(yu)設備進(jin)(jin)(j💃in)水(shui)(shui)(shui)而(er)導致(zhi)其燒毀(hui)的比例相(xiang)對較大(da)(da)。這(zhe)(zhe)一方面是由于(yu)為了提高傳輸效(xiao)率或者出(chu)于(yu)安裝(zhuang)空間的考(kao)量(liang)大(da)(da)多數水(shui)(shui)(shui)泵(beng)電(dian)動(dong)機(ji)屬于(yu)一體式泵(beng)機(ji)組合系統,即電(dian)動(dong)機(ji)和水(shui)(shui)(shui)泵(beng)的葉輪使用的是同一根傳動(dong)軸,主要是通過(guo)機(ji)械(xie)密封(feng)來防止水(shui)(shui)(shui)或者其他液(ye)體進(jin)(jin)(jin)入電(dian)動(dong)機(ji)的繞組內,但這(zhe)(zhe)種機(ji)械(xie)密封(feng)難以有效(xiao)地(di)進(jin)(jin)(jin)行(xing)事前預防,一旦損壞,電(dian)動(dong)機(ji)進(jin)𒀰(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)后必然會產生故障。另一方面水(shui)(shui)(shui)泵(beng)電(dian)動(dong)機(ji)的工作現(xian)(xian)場環境不(bu)可避免地(di)會接觸到(dao)水(shui)(shui)(shui)或其他液(ye)體,這(zhe)(zhe)也進(jin)(jin)(jin)一步(bu)加大(da)(da)了其進(jin)(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)燒毀(hui)的風險。
對于一(yi)些(xie)生(sheng)產制造(zao)型企(qi)業來說,一(yi)旦電動機停(ting)轉或者運(yun)轉不(bu)(bu)正常(chang),都(dou)會影響其產品(pin)的(de)(de)生(sheng)產進度和(he)生(sheng)產質量,不(bu)(bu)僅會增加生(sheng)產成本,對企(qi)業長久的(de)(de)發展也(ye)極為不(bu)(bu)利。對電機保(bao)護(hu)(hu)器(qi)選(xuan)型也(ye)提出(chu)了苛刻的(de)(de)要求。所以在(zai)選(xuan)擇(ze)保(bao)護(hu)(hu)器(qi)上一(yi)定要考慮電機與保(bao)護(hu)(hu)🌟器(qi)的(de)(de)合理(li)配用關(guan)系。理(li)想(xiang)的(de)(de)電機保(bao)護(hu)(hu)器(qi)不(bu)(bu)是(shi)功能(neng)最(zui)多(duo),也(ye)不(bu)(bu)是(shi)所謂最(zui)先(xian)進的(de)(de),而是(shi)應該滿足現場實際需(xu)求,做到經濟性(xing)和(he)可靠(kao)性(xing)的(de)(de)統一(yi),具有較高(gao)的(de)(de)性(xing)能(neng)價(jia)格比(bi)。
三、智能電機(ji)保護器的(de)現場應用與選(xuan)型
以我們(men)用常見的智能型保護(hu)器為例來說明(ming),介紹一下(xia)電(dian)機(ji)保護(hu)器外部輸入與保護(hu)器的配合關系(xi),♍以便(bian)給(gei)選型和使用提(ti)供一些參考。
常見的幾種(zhong)引起電(dian)(dian)機(ji)故(gu)障源(yuan)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(haoඣ)(hao)連接(jie)(jie)方式。主要有:電(dian)(d൩ian)壓(ya)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)、電(dian)(dian)流(liu)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)、零序信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)、溫度信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)。電(dian)(dian)源(yuan)采(cai)(cai)用交流(liu)220V供(gong)電(dian)(dian),輸(shu)(shu)出方式直接(jie)(jie)采(cai)(cai)用接(jie)(jie)觸器控(kong)制(zhi)。其(qi)他(ta)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)輸(shu)(shu)出功(gong)能備選(xuan),如模(mo)擬量輸(shu)(shu)出可(ke)直接(jie)(jie)連接(jie)(jie)電(dian)(dian)壓(ya)表、電(dian)(dian)流(liu)表,以(yi)及作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)其(qi)他(ta)外接(jie)(jie)設備的驅動(dong)(dong)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)。RS485通(tong)訊接(jie)(jie)口可(ke)用來(lai)遠程計算機(ji)連接(jie)(jie)監測控(kong)制(zhi)電(dian)(dian)機(ji),作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)大型設備和危險操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)場所是必不可(ke)少的。開關量信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)輸(shu)(shu)入(ru)(ru)可(ke)作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)(dian)機(ji)啟動(dong)(dong)模(mo)式選(xuan)擇,使用比較靈活。作(zuo)(zuo)(zuo)為(wei)(wei)擴(kuo)展(zhan)功(gong)能備用。
3.1 欠壓、過壓、缺相保護
3.1.1 欠壓
當供電(dian)(ౠdian)系統出現不正(zheng)常的(de)(de)情況(kuang),電(dian)(dian)壓(ya)(ya)降低到(dao)一定(ding)程度,電(dian)(dian)機就(jiu)會出現疲勞、堵轉,達到(dao)幾倍(bei)的(de)(de)過(guo)電(dian)(dian)流。有時,在(zai)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)恢復的(de)(de)瞬間,快要(yao)(yao)停轉或已經停轉的(de)(de)電(dian)(dian)機同時運(yun)轉,會導致線路電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)重(zhong)新下(xia)降,在(zai)配電(dian)(dian)系統中要(yao)(yao)盡量避免。所以,接入(ru)欠壓(y⛦a)(ya)保(bao)護(hu)是十(shi)分必(bi)要(yao)(yao)的(de)(de)。
3.1.2 過壓
外因:由雷擊引起。
操(cao)作過(guo)電(dian)壓(ya)(ya):由分閘、合閘等開(kai)關(guan)操(cao)作引起線(xian)路(lu)電(dian)感在器(qi)件(jian)兩端感應(ying)出的過(guo)電(di🍒an)壓(ya)(ya)。
當(dang)供電系統中(zhong),其相電壓高于(♑yu)我(wo)們預(yu)設的(de)保護電壓值,保護器♓動作,斷開常閉觸點、使(shi)KM斷電,主觸頭斷開,電機停轉。從而保護電機。
3.1.3 缺相
在水(shui)泵系(xi)統(tong)(tong)中,有相當一部分(fen)設備(bei)采用三(san)相不(bu)接(jie)地(diꦓ)供電ജ(dian)。當供電(dian)系(xi)統(tong)(tong)中,某一相斷(duan)電(dian), 會使設備(bei)電(dian)機電(dian)流突然增大(da),使輸入電(dian)壓不(bu)正常(chang),當電(dian)壓值(zhi)異常(chang)于設定值(zhi),保護器動作。切斷(duan)KM接(jie)觸器。
3.2 過流保護
過流保護是電機保護中的重點,對(dui)電機的危害也最大。主(zhu)要包括過載、短(duan)路、堵轉(zhuan)、三(san)相(xiang)不(bu)平衡等(deng)。我們𒉰把(ba)電流互感器作為檢測🅠和輸(shu)入元件。
3.2.1 過載(zai)
如果在某(mou)種情況下使電(dian)機(ji)的實際使用功率超過電(dian)機(ji)的額定(ding)功率,則(ze)稱這種現象為電(dian)機(ji)過載(zai)。過載(zai)電(dian)機(ji)的工(gong)作電(dian)流大于其額定(ding)電(dian)流,通常(❀chang)在1.5倍以內應屬正(zheng)常(chang)范(fan)圍(wei)。一旦超出正(zheng)常(chang)范(fan)圍(wei),保護(hu)機(ji)構(gou)動作,切斷(duan)接觸器,同(tong)時發(fa)出過載(zai)信號(hao)。
3.2.2 短路
三(san)相(xiang)(xiang)(xiang)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)短(duan)(duan)路(lu)(lu)情況復雜一些,有單相(xiang)(xiang)(xiang)接(jie)(jie)(jie)地短(duan)(duan)路(lu)(lu),也(ye)有相(xiang)(xiang)(xiang)間(jian)(jian)短(duan)(duan💮)路(lu)(lu);單相(xiang)(xiang)(xiang)接(jie)(jie)(jie)地短(duan)(duan)路(lu)(lu)時中任意一相(xiang)(xiang)(xiang)與PE線直接(jie)(jie)(jie)短(duan)(duan)接(jie)(jie)(jie)了,一般不會(hui)燒毀電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji),但是會(hui)在電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)外殼帶(dai)電(dian)(dian)(dian),容易造(zao)成觸電(dian)(dian)(dian)。另(ling)外就是相(xiang)(xiang)(xiang)間(jian)(jian)短(duan)(duan)路(lu)(lu),有兩相(xiang)(xiang)(xiang)短(duan)(duan)路(lu)(lu),也(ye)有三(san)相(xiang)(xiang)(xiang)短(duan)(duan)路(lu)(lu),三(san)相(xiang)(xiang)(xiang)短(duan)(duan)路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)會(hui)大(da)(da)得多。電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)內(nei)部短(duan)(duan)路(lu)(lu)大(da)(da)都是電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)繞(rao)組絕(jue)緣(yuan)(yua𒈔n)損壞(huai)(huai)造(zao)成的(de),絕(jue)緣(yuan)(yuan)損壞(huai)(huai)一般是電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)長(chang)時間(jian)(jian)過(guo)載運行(xing)造(zao)成。當電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)絕(jue)緣(yuan)(yuan)破壞(huai)(huai)、內(nei)部匝間(jian)(jian)短(duan)(duan)路(lu)(lu)、接(jie)(jie)(jie)線錯(cuo)誤等,都將發(fa)生短(duan)(duan)路(lu)(lu)現象,瞬間(jian)(jian)的(de)短(duan)(duan)路(lu)(lu)電(dian)(dian)(dian)流(liu)使保護器(qi)動作,避免(mian)事故進(jin)一步擴大(da)(da)。
3.2.3 堵轉
當負載突然(ran)增大,電(dian)(dian)(dian)(dian)機本身內部(bu)問題(軸承(cheng)損壞、掃膛) 、傳(chuan)動機構、變速器(qi)(qi)等,上述任(ren)何一個(ge)環節(jie)出現問題,都是(shi)導(dao)致(zhi)堵(du)轉的原因。堵(du)轉會使電(dian)(dian)(dian)(dian)機電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)持(chi)續增加,可達額定(ding)電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的7倍,時(shi)間稍長就會燒(shao)壞電(dianܫ)(dian)(dian)(dian)機,當電(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)值達到(dao)保護器(qi)(qi)設(she)定(ding)值時(shi),保護器(qi)(qi)動作。
3.3 零序(xu)保護
零(ling)(ling)相序(xu)(xu)保(bao)護(hu💯)輸(shu)入端(duan),正常(chang)運(yun)行的(de)電(dian)機電(dian)流大(da)小、向(xiang)量(liang)之和(he)等(deng)于零(ling)(ling),零(ling)(ling)序(xu)(xuꦐ)互感(gan)器二次線(xian)圈的(de)電(dian)流也為(wei)零(ling)(ling),當發生接(jie)地故(gu)障時(shi),零(ling)(ling)序(xu)(xu)互感(gan)器二次線(xian)圈將(jiang)出現較大(da)的(de)電(dian)流,發出信號切斷供電(dian),零(ling)(ling)序(xu)(xu)保(bao)護(hu)主要用來作(zuo)為(wei)漏電(dian)保(bao)護(hu)。
以上我們(men)只做(zuo)了(le)幾(ji)種常用的保(bao)護措施輸入,對(dui)一些不經常巡視(shi)、距離遠、危險場(chang)所(如高(gao)🍸溫(wen)、腐蝕),應配(pei)合遠程控制功(gong)能(neng),既保(bao)證(zheng)設備的正常運行,又可保(bao)證(zheng)人員的安全,使生產順(shun)利(li)進行。
對(dui)于(yu)一(yi)般電機,以上保護(hu)環(huan)(huan)節已經基本能滿足現(xian)場(chang)需要(yao)(yao)。當(dang)然(ran)還(huan)要(yao)(yao)考慮到(dao)現(xian)場(chang)環(huan)(huan)境(jing), 如現(xian)場(chang)濕(shi)度(du)(du)、環(hu𝔍an)(huan)境(jing)溫(wen)度(du)(du),操作(zuo)端與執行端距離的要(yao)(yao)求,設備維護(hu)周(zhou)期,對(dui)電網波動敏(min)感(gan)程度(du)(du)等。
經過以꧟上改進,使我們能夠提(ti)(ti)前預知電(dian)機運行狀態,在出現問(wen)題時,能夠及早(zao)判斷。通過保護(hu)器的回看功能,還能判斷出現問(wen)題的基本位置,為維(wei)修維(wei)護(hu)提(ti)(ti)供依據。
四、保(bao)護器選擇分類(lei)
現代智能電機保護器還有很多在實際生產中需要(yao)的(de)功能,如故(gu)障記憶功能、遠程(chen𓃲g)通(tong)訊、遠程(cheng)控制、多種啟動方式選擇等。
保護器(qi)在(zai)類型(xing)上分為(wei):一般普通型(☂xing)、數碼(ma)顯示監(jian)控型(xing)、智能監(jian)控中文(wen)顯示型🌃(xing)。
4.1 一(yi)般普通型
結構🔥比較簡單,主要(yao)功能以突(tu)出過載、缺相(三相不平衡)堵轉等故障(zhang)保護。故障(zhang)類型采用指(zhi)示(shi)燈顯示(shi)。
4.2 數碼(ma)顯示監控型
數(shu)碼(ma)顯示監控型保(bao)護(hu)器, 內部(bu)電(dian)路運用(yong)單片機,采用(yong)數(shu)碼(m💃a)管作為顯示窗口,智能化綜合保(bao)護(hu), 集保(ba♚o)護(hu)、測量(liang)、通訊、顯示為一體。整定電(dian)流采用(yong)數(shu)字設定,用(yong)戶可以自行對各種參數(shu)修正。
4.3 智(zhi)能(neng)監(jian)中文顯示控型
智能(neng)(neng)漢(han)字顯示更(geng)適合國內,與其他(ta)類型相比,功(gong)能(neng)(neng)更(geng)加(jia)完(wan)善。此類產品對各(ge)種(zhong)參數、狀態、信息直接在操𓂃(cao)作面(mian)板單(dan)元(yuan)上中文漢(han)顯液晶顯示,使(shi)界面(mian)更(geng)加(jia)直觀(guan)醒目,并且支持遠程計算機通訊功(gong)能(neng)(neng)。啟(qi)動方式有多種(zhong)選擇,并有存儲回看功(gong)能(neng)(neng),給后期的維護維修提供了數據依據。
五、保(bao)護器在選擇(ze)上(shang)應(ying)注意(yi)事項
在選擇(ze)保護器的同時,還要考慮到以下(xia)幾種因素:
(1)電𒁏動機(ji)主要參(can)數:主要是功(gong)率、電壓、電流、頻率方面,為選型(xing)꧑提供依據。 (2)使用(yong)環境因(yin)素的影響:主要指溫度(du)、濕度(du)、污染等。 (3)電(dian)動機使用方向:指(zhi)拖(tuo)動機械設備要求。 (4)控制(zhi)(zhi)系統:控制♚(zhi)(zhi)模式(shi)有(you)手動(dong)(dong)、自動(dong)(dong)化程序等(deng)工(gong)作運(yun)行。啟動(dong)(dong)方式(shi)有(you)直接、降壓、星三(san)角、頻敏變(bian)阻器(qi)、變(bian)頻器(qi)、軟起動(dong)(dong)等(deng)啟動(dong)(ꦗdong)方式(shi)。 (5)安(an)裝要求:在選型上(shang)要考慮安(an)裝▨空間(jian)大小,留有足(zu)夠的余(yu)量,便于散熱及接線、維(we🧜i)護、查看方便。 (6)靈敏度要(yao)求:是(shi)(shi)帶載(zai)啟(qi)(qi)動還是(shi)(shi)空載(zai)啟(qi)(qi)動,是(shi)(shi)滿載(zai)還是(shi)(shi)逐漸加載(zai),主要(yao)是(shi)(shi)在電流設定(ding)方面(m😼ian)要(yao)考(kao)慮(lv)到啟(qi)(qi)動瞬(shun)間的(de)電流值與額定(ding)電流值之(zhi)間的(de)時間差。 (7)其他方面:如生產現場(chไang)對電動(﷽dong)機位置的隨(sui)意性、啟動(dong)停止的頻繁程度等。
六、SJD550系列電動機(ji)保護控制器產品選型介(jie)紹
SJD550系列電動機保護控制器 適(shi)用于額定電壓380v至660V的(de)低(di)壓電動機回路,集(ji)保護、測量(liang)、控(kong)制(zhi)、通訊、🅷運維于一體(ti)(ti)。其完善的(de)保護功能(neng)確保電動機安全運行,帶(dai)有邏輯可編程(cheng)功能(neng),可以滿足多種控(kong)制(zhi)方式。該(gai)產品采(cai)用分體(ti)(ti)式結(jie)構,由主體(ti)(ti)、顯示(shi)單元、互感(gan)器組(zu)成,可適(shi)應(ying)各(ge)種柜(ju)體(ti)(ti)的(de)安裝。可選配不同(tong)通訊模塊適(shi)應(ying)現場通訊需求。
6.1、功能特點
■ 支持﷽基波(bo)和(he)全(quan)波(bo)電(dian)(dian)力參數測量(liang)(U、I、P、Q、S、PF、F、EP、EQ),電(dian)(dian)流及電(dian)(dian)流不平衡度(du)、電(dian)(dian)流正序、負序、零序分量(liang)、電(dian)(dian)壓、三相電(dian)(dian)壓相角、剩余電(dian)(dian)流。
■ 保(bao)護功能包括過(guo)載(zai)反時(shi)限(xian)、接(jie)地(di)、起動(dong)(dong)超時(shi)、漏電(dian)、欠(qian)載(zai)、斷(duan)相、堵轉(zhuan)、阻塞、𓃲短路、溢(yi)出(chu)、不平衡(電(dian)流、電(dian)壓(ya))、過(guo)功率(lv)、欠(qian)功率(lv)、過(guo)壓(ya)、欠(qian)壓(ya)、相序、tE時(shi)間、外部故(gu)障、起動(dong)(dong)次數限(xian)制、運(yun)行時(shi)間報警(jing)、故(gu)障次數報警(jing)。
■ 8路(lu)可編程DI輸(shu)入(ru),默認采用內置DC24V電源(yuan)(yuan),也可選(xuan)擇外꧟部有源(𒀰yuan)(yuan)濕接點。
■ 5路可編(bian)程D💖O輸出,滿足(zu)直(zhi)接(jie)起動(dong),星—三(san)角(jiao)起動(dong),自耦變壓器起動(dong),等多(duo)種(zhong)起動(dong)方式,可通過通訊總線實現主站對電動(dong)機的遙(yao)控“起/停”。
𝄹■ 可選(xuan)配(pei)MODBUS_RTU通(tong)訊,支持(chi൲)最多2路通(tong)訊接口。
■ 可選配1路(lu)DC4-20mA模擬(ni)量(lia🐎ng)輸出接(jie)口,與(yu)DCS系統相接(jie),可實(shi)現(xian)對現(xian)場設備♊的(de)監控。
■ 具(ju)有故障記﷽錄、ꦍ起(qi)動記錄、停車記錄、DI變位(wei)記錄和再起(qi)動記錄等各類事件記錄。
■ 顯(xian)示(shi)界面液晶中文顯(xian)示(shi)。
五、結(jie)束語
通常選用(yong)電機♔(ji)保護(hu)器,要充(chong)分考(kao)慮到(dao)(dao)電機(ji)的過(guo)載能(neng)力,避免損(sun)壞。提高可靠(kao)性(xing)和生產(chan)的連續性(xing)。力爭做到(dao)(dao)經濟合(he)理。在(zai)功(gong)能(neng)選擇上(shang)應綜(zong)合(he)考(kao)慮到(dao)(dao)電機(ji)的本身(shen)的價(jia)值、負(fu)載類型、使用(yong)環境、ꦉ占主體設備(bei)上(shang)的重要程(cheng)度、停止電機(ji)運行是(shi)否會對(dui)生產(chan)造成影響以及影響的程(cheng)度等因(yin)素。
通過(guo)以上改造,必定(ding)能改善供電、用電系(xi)統的(de)(de)(de)安全性與穩定(ding)性,并且對水泵電氣(qi)控制系(xi)統的(de)(de)(de)自動化水平提高了一個臺階, 同時(shi)大(da)大(da)降(jiang)低了維修成本, 提高了電機的(de)(de)(de)運行(xing)效率💞, 增加了經濟效益,對水泵電動機具(ju)有積極的(de)(de)(de)推進(jin)作用。