電動機保護器
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電動機保護器的作用是給
電機全面的保護控制，在電機出現過流、欠流、斷相、堵轉、短路、過壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過熱、接地、軸承磨損、定轉子偏心時、繞組老化予以報警或保護控制。
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主要種類
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（一）熱繼電器是五十年代初引進蘇聯技術開發的金屬片
機械式電動機過載保護器。它在保護電動機過載方面具有反時限性能和結構簡單的特點。但存在功能少，無斷相保護，對電機發生通風不暢，掃膛、堵轉、長期過載；頻繁啟動等故障不起保護作用。這主要是因為熱繼電器動作曲線和電動機實際保護曲線不一致，失去了保護作用。且重復性能差，大電流過載或短路故障后不能再次使用，調整誤差大、易受環境溫度的影響誤動或拒動，功耗大、耗材多、性能指標落后等缺陷。
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（二）溫度繼電器是采用雙金屬片制成的盤式或其他形式的繼電器，具有結構簡單、動作可靠，保護范圍廣泛等優點，但動作緩慢，返回時間長，3KW以上的三角形接法電動機不宜使用。如今在電風扇、電冰箱、空調壓縮機等方面大量使用。
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溫度繼電器與熱繼電器不同。溫度繼電器是裝在電動機內部，靠溫度變化時期動作的。而熱繼電器裝在動力線上，靠
電流熱效應動作的。
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（三）
電子式電動機保護器已由
晶體管發展到
集成電路至今已發展到微處理
芯片厚
模電路，從功能上一般分為斷相保護、綜合保護（多功能保護）、溫度保護和
智能保護。此類保護器具有節能、動作靈敏、精確度高、耐沖擊振動，重復性好、保護功能齊全、功耗小等優點。
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1.電動機保護器（電機保護器）是以
檢測線電流的變化（包括采取、正序、負序、零序和過流）為原則，可檢測斷相或過載
信號。除具有斷相保護功能外，還具有過負荷、堵轉保護功能。
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2.智能保護：集保護、遙測、通訊、遙控與一體的電動機保護裝置，對電動機發生斷相、過載、短路、欠壓、過壓和漏電等故障時實現保護，還具有電流電壓顯示，時間控制，軟件自診斷，來電自恢復，自啟動順序，故障記憶，自瑣和遠傳報警，顯示故障時的電流、電壓故障前后用代號閃爍示警，配置
RS485通訊
接口，實現計算機聯網。同時可監控、監測256臺電動機工作等功能。
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（四）電動機保護器在國民經濟和節能事業中的重要意義
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電動機保護器（電機保護器）是發電、
供電、用電系統的重要器件。是跨行業、量大面廣、節能效果顯著的節能機電
產品。幾乎滲透到所有用電領域；是工業、農業和國防建設及人民生活正常生產和安全工作的重要保證，在國民經濟和節能事業中有著不可替代的重要地位和作用。
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《中華人民共和國節約能源法》規定：“節能是指加強用能管理，采取技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施，減少從能源生產到消費各個環節中的損失和浪費，更加有效、合理地利用能源”；“節能發展經濟的一項長遠戰略方針”。節能是系統工程。 據不完全統計，全國運行的1KW-320KW低壓電動機數量為6000萬臺，占電網用電量的70%以上，是工農業及商業系統中應用最為廣泛的動力設備。全國每年燒毀電動機數量約300萬臺，容量為10億千瓦，每年僅電動機在燒毀過程中就耗電為數億度，修理費高達數100億元左右，造成停工停產損失竟達數100億元。僅上述費用不算，還會造成電機修理后功率下降，耗電量大，性能變差直接影響企業正常生產。
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注意事項
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1．電機比過去更容易燒毀繞組，是由于
絕緣技術的不斷發展，在電機的設計上既要求增加出力，又要求減小體積，使新型電動機的熱容量越來越小，過負荷能力越來越弱；再由于生產自動化程度的提高，要求電動機經常運行在頻繁的起動、制動、正反轉以及變負荷等多種方式，對電動機保護裝置提出了更高的要求。另外，電動機的應用面更廣。常工作于環境極為惡劣的場合，如潮濕、高溫、多塵、腐蝕等場合。再加上電動機制造上的不規范，設備管理上的疏漏。所有這些，造成了如今的電動機比過去更容易損壞，尤其是過載、短路、缺相、掃膛等故障出現頻率最高
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2．傳統的保護裝置保護效果不甚理想，是傳統的電機保護裝置以
熔斷器、熱繼電器為主。熔斷器主要用于短路保護，熔斷器電流的選擇需考慮電動機的起動電流，所以單獨使用熔斷器保護電動機是不可取的。熱繼電器是應用最廣的電機過載保護裝置，但熱繼電器靈敏度低、誤差大、穩定性差，保護不可靠。事實也正是這樣，盡管許多設備安裝了熱繼電器，但電機損壞而影響正常生產的現象仍普遍存在。傳統的保護裝置還沒有能夠實現電動機的機械磨損監測、定轉子偏心監測的產品。
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3、電機保護器如今已由過去的機械式發展為電子式和智能型，靈敏度高，可靠性高，功能多，調試方便。可直接顯示電動機的電流、電壓、溫度等
參數，保護動作后故障種類一目了然，極大方便了故障的判斷，有利于生產現場的故障處理和縮短恢復生產時間。另外，根據電動機氣隙磁場進行電動機偏心檢測技術使電動機磨損狀態在線監測成為可能，通過曲線顯示反映電動機偏心程度的值的變化趨勢，記錄兩年時間該值的變化情況，可早期發現軸承故障，做到早發現，早處理，避免掃膛事故發生。
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3．選用電動機保護裝置的目的，既能使電動機充分發揮過載能力，又能免于損壞，而且還能提高電力拖動系統的可靠性和生產的連續性。在能滿足保護要求的情況下首先考慮最簡單保護裝置，當簡單的保護裝置不能滿足要求時，或對保護功能和特性提出更高要求時，才考慮應用復雜的保護裝置，做到經濟性和可靠性的統一。具體的功能選擇應根據綜合考慮電動機的本身的價值、負載情況、環境好壞、電動機的重要程度、退出運行是否對生產系統造成嚴重影響等因素，力爭做到經濟合理。
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4、 理想的電動機保護器不是功能最多，也不是所謂最先進的，而是應該最實用的。那么何為實用呢？實用應滿足可靠、經濟、方便等要素，具有較高的性能價格比。那么何為可靠呢？可靠首先應滿足功能的可靠，如過電流、斷相功能必須對各種場合、各種過程、各種方式發生的過電流、斷相均能可靠的動作。其次自身的可靠（既然保護器是保護別人的，尤其應具有很高的可靠性）必須具有對各種惡劣環境的適應性穩定性、耐久性。經濟性：采用先進的設計、合理的結構，專業化、規模化的生產，降低產品成本，給用戶帶來極高的經濟效益。方便性：必須在安裝、使用、調整、接線等方面，盡可能的簡易方便。
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選型方法
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一、 選型基本原則
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如今，市場上電動機保護產品沒有統一標準，型號
規格五花八門。制造
廠商為了滿足用戶不同的使用需求派生出很多的系列產品，種類繁多給廣大用戶選型帶來諸多不便，用戶在選型時應充分考慮電動機保護實際需求，合理選擇保護功能和保護方式，才能達到良好的保護效果，達到提高設備運行可靠性，減少非計劃停車，減少事故損失的目的。
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二、選型的基本方法
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（一）與選型有關的條件：
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電機保護的選型存在著電動機與保護器二者怎樣合理配用關系，以下提供幾個與保護有關的條件、因素，為用戶選型時提供參考。
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1、電機方面：要先了解的型號規格、電動機功能特性、防護型式、額定電壓、額定電流、額定功率、
電源頻率、絕緣等級等。這些內容基本能給用戶如何正確使用和維護及選型保護器提供了參考依據。
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2、環境條件：主要指常溫、高溫、高寒、腐蝕度、震動度、風沙、海拔、電磁污染等。
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3、電動機用途：主要指拖動機械設備要求特點，如風機、水泵、空壓機、車床、油田抽油機等不同負載機械特性。
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4、
控制系統方面：控制模式有手動、自動、就地控制、遠程控制、單機獨立運行、生產線集中控制等情況。啟動方式有直接、降壓、星三角、頻敏變阻器、
變頻器、軟起動等啟動方式。
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5、其他方面：用戶對現場生產監護管理是比較隨意還是嚴謹，非正常性的停機對生產影響的嚴重程度等。
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與保護器的選用有一定相關因素的還有很多，如安裝位置、電源情況、與配電系統的配合等；還要考慮是對新購電動機保護配置，還是對電動機保護升級，還是對事故電動機保護的完善等；還要考慮電動機保護方式改變的難度和對生產影響程度；需根據現場實際工作條件綜合考慮保護器的選型和調整。
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（二）電動機保護器的常見類型
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1、熱繼電器：普通小容量交流電機，良好工作條件，不存在頻繁啟動等惡劣工況，由于精度差，可靠性不能保證，不
推薦使用。
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2、電子型：檢測三相電流值，整定電流值采用
電位器旋鈕或拔碼開關操作，電路一般采用
模擬式，采用反時限或定時限工作特性。保護功能包括過載、缺相、堵轉等故障保護，故障類型采用指示燈顯示，運行電量采用
數碼管顯示。
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3、智能型：檢測三相電流值，保護器使用
單片機，實現電動機智能化綜合保護，集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數字設定，通過操作面板按鈕來操作，用戶可以根據自己實際使用要求和保護情況在現場自行對各種參數修正設定，采用
數碼管作為顯示窗口，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協議，如ModBUS、ProfiBUS等，價格相對高些，用于較重要場合，如今
高壓電動機保護均采用智能型。
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4、熱保護型：在電動機中埋入熱元件，根據電動機的溫度進行保護，保護效果好，但電動機容量較大時，需與電流監測型配合使用，避免電動機堵轉時溫度急劇上升，由于測溫元件的滯后性，導致電動機繞組受損。
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5、磁場溫度檢測型：在電動機中埋入磁場檢測線圈和溫度探頭，根據電動機內部旋轉磁場的變化和溫度的變化進行保護，主要功能包括過載、堵轉、缺相、過熱保護和磨損監測，保護功能完善，缺點是需在電動機內部安裝磁場檢測線圈和
溫度傳感器。
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（三） 保護器類型在電動機工作條件下的選擇
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1、對于工作條件要求不高、操作控制簡單，監護、管理比較隨意，停機對生產影響不大的單機獨立運行電動機，可選用普通型保護器，因普通型保護器結構簡單，在現場安裝接線、替換、操作簡單、方便，具有性價比高等特點。
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2、對于工作條件要求很高，安全性和連續性又很關鍵的，而自動化程度高，且需要專人控制、監護、管理，需組網監控的MCC系統中，應選用中高檔、功能較全的保護器。
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3、對于防爆電機，由于軸承磨損造成偏心，可能導致防爆間隙處摩擦出現高溫，產生爆炸危險，應選擇磨損狀態監測功能。對于大容量高壓潛水泵，由于檢查維護困難，也應選擇磨損狀態監測功能，避免發生掃膛事故造成重大經濟損失。
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4、應用于有防爆要求場所的保護器，要根據應用現場的具體要求，選用相應的防爆型保護器，避免安全事故發生。
變頻電機
變頻技術實際是利用電機控制學原理，通過所謂的變頻器，對電機進行控制。用于此類控制的電機叫做變頻電機。
常見的變頻電機包括：三相異步電機、直流無刷電機、交流無刷電機及開關磁阻電機等。
變頻電機的控制原理
通常變頻電機的控制策略為：基速下恒轉矩控制、基速以上恒功率控制、超高速范圍弱磁控制。
基速：由于電機運轉時會產生反電動勢，而反電動勢的大小通常與轉速成正比。因此當電機運轉到一定速度時，由于反電動勢大小與外加電壓大小相同，此時的速度稱為基速。
恒轉矩控制：電機在基速下，進行恒轉矩控制。此時電機的反電動勢E與電機的轉速成正比。又電機的輸出功率與電機的轉矩及轉速乘積成正比，因此此時電機功率與轉速成正比。
恒功率控制：當電機超過基速后，通過調節電機勵磁電流來使電機的反電動勢基本保持恒定，以此提高電機的轉速。此時，電機的輸出功率基本保持恒定，但電機轉矩與轉速成反比例下降。
弱磁控制：當電機轉速超過一定數值后，勵磁電流已經相當小，基本不能再調節，此時進入弱磁控制階段。
電動機的調速與控制，是工農業各類機械及辦公、民生電器設備的基礎技術之一。隨著電力電子技術、微電子技術的驚人發展，采用“專用變頻感應電動機+變頻器”的交流調速方式，正在以其卓越的性能和經濟性，在調速領域，引導了一場取代傳統調速方式的更新換代的變革。它給各行各業帶來的福音在于：使機械自動化程度和生產效率大為提高、節約能源、提高產品合格率及產品質量、電源系統容量相應提高、設備小型化、增加舒適性，目前正以很快的速度取代傳統的機械調速和直流調速方案。
由于變頻電源的特殊性，以及系統對高速或低速運轉、轉速動態響應等需求，對作為動力主體的電動機，提出了苛刻的要求，給電動機帶來了在電磁、結構、絕緣各方面新的課題。
變頻電機的應用
變頻調速目前已經成為主流的調速方案，可廣泛應用于各行各業無級變速傳動。
特別是隨著變頻器在工業控制領域內日益廣泛的應用，變頻電機的使用也日益廣泛起來，可以這樣說由于變頻電機在變頻控制方面較普通電機的優越性，凡是用到變頻器的地方我們都不難看到變頻電機的身影。
直線電機
機床上傳統的“旋轉電機 + 滾珠絲杠”進給傳動方式，由于受自身結構的限制 ，在進給速度、加速度、快速定位精度等方面很難有突破性的提高， 已無法滿足超高速切削、超精密加工對機床進給系統伺服性能提出的更高要求。直線電機將電能直接轉換成直線運動機械能，不需要任何中間轉換機構的傳動裝置。具有起動推力大、傳動剛度高、動態響應快、定位精度高、行程長度不受限制等優點。在機床進給系統中，采用直線電動機直接驅動與原旋轉電機傳動的最大區別是取消了從電機到工作臺（拖板）之間的機械傳動環節，把機床進給傳動鏈的長度縮短為零，因而這種傳動方式又被稱為“零傳動”。正是由于這種“零傳動”方式， 帶來了原旋轉電機驅動方式無法達到的性能指標和優點。
（1）高速響應
由于系統中直接取消了一些響應時間常數較大的機械傳動件（如絲杠等），使整個閉環控制系統動態響應性能大大提高，反應異常靈敏快捷。 （2）精度
直線驅動系統取消了由于絲杠等機械機構產生的傳動間隙和誤差，減少了插補運動時因傳動系統滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制，即可大大提高機床的定位精度。
（3）動剛度高由于“直接驅動”，避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動滯后現象， 同時也提高了其傳動剛度。
（4）速度快、加減速過程短
由于直線電動機最早主要用于磁懸浮列車（時速可達500km/h），所以用在機床進給驅動中，要滿足其超高速切削的最大進給速度（要求達60～100M/min 或更高）當然是沒有問題的。也由于上述“零傳動”的高速響應性，使其加減速過程大大縮短。以實現起動時瞬間達到高速， 高速運行時又能瞬間準停。可獲得較高的加速度，一般可達2～10g（g=9.8m/s2），而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1～0.5g。
（5） 行程長度不受限制在導軌上通過串聯直線電機， 就可以無限延長其行程長度。
（6）運動動安靜、噪音低。由于取消了傳動絲杠等部件的機械摩擦，且導軌又可采用滾動導軌或磁墊懸浮導軌（無機械接觸），其運動時噪音將大大降低。
（7）效率高。由于無中間傳動環節，消除了機械摩擦時的能量損耗，傳動效率大大提高。
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