新型低压电动机保护与防晃电装置设计探讨

摘要

江苏国网自控科技股份有限公司的专家姜万东，在《电气技术》2018年第12期发表了文章，详细阐述了新型低压电动机保护与防晃电装置的设计。该装置由低压电动机保护单元和交流接触器防晃电单元两大模块构成。文章深入剖析了这两大模块的构造、工作原理以及整个装置的组成与功能逻辑，并对装置的应用领域及关键技术参数进行了探讨。

在工业现代化进程加速的背景下，低压电动机作为关键的机械驱动元件，对其保护性能和连续运行的要求日益提高。然而，电网因雷击、短路、重合闸等引发的瞬时电压波动（俗称“晃电”）现象时有发生，给电动机的正常运行带来威胁。

电动机控制回路普遍采用交流接触器控制，系统发生晃电时，接触器易出现脱扣现象，因此在需要长期稳定运行的场合，必须采取防晃电措施。目前，防晃电措施主要包括低压电机保护装置的失压再启动功能和独立的接触器防晃电保持模块。

然而，常规的低压电动机与防晃电模块在系统晃电时存在两大问题：一是母线电压降低导致保护装置电源模块无法正常工作，失去保护功能；二是防晃电保持模块虽然能确保接触器不释放，但电压降低导致电动机输出转矩下降，电流增大，保护装置可能因晃电而失效。

本文提出的低压电动机保护与防晃电装置，不仅具备防晃电功能，还能避免上述问题。皖南电机

1. 防晃电模块的构成与工作原理

图1展示了交流接触器防晃电模块的构成框图，主要由四部分组成：超级电容储能与电源变换、可变直流电压输出与交直流切换、电流电压采集与切换闭锁、显示与数据通信等。

模块中端子KL、KN为交流接触器控制电压输入，经过处理后输出到端子XL、XN。PL、PN是模块的电源输入端。RJ11接口用于内部与RS485总线连接，外部可通过4芯线与电动机保护模块和另一防晃电模块联接。地址拨码用于设定防晃电模皖南电机价格表块的ID号。端子DO1、DO2输出晃电信号告警继电器的常开节点。数码管用于显示晃电设定时间和模块事件代码。

超级电容储能与电源变换部分包括AC/DC电源模块和3个DC/DC电源模块。系统正常时，AC/DC模安徽皖南电机块对超级电容充电；电压降低至AC85V以下时，二极管D2导通，D1截止，确保超级电容为后续负载供电。

2. 电动机保护模块的构成与工作原理

图4展示了低压电动机保护模块的构成。模块由电源处理及储能、主回路电流电压采集、数字开入开出、通信接口等四部分组成。

电源处理及储能部分包括AC/DC模块、DC/DC模块和超级电容组。保护模块的超级电容容量小于防晃电模块，只需考虑电压低于AC85V时，超级电容释放的储能保证模块继续工作。

保护模块使用VV接线方式采集母线电压，经微处理器ADC接口模数转换后，计算出线电压UAB与UBC的幅值与相位。电动机主回路电流通过外置电流转换器转换为小电压信号后输入保护模块。模块采集电动机三相电流Ia、Ib、Ic和漏电流IL。

3. 装置的构成与主要功能逻辑

图5展示了装置的构成框图。装置由一个低压电动机保护模块和一个或多个接触器防晃电模块组成。保护模安徽皖南电机块和防晃电模块采用拼接式导轨安装结构，当无法满足拼接尺寸时，可独立安装在不同位置，通过RJ11接口的4芯联接线互联。

显示模块安装在抽屉柜面板上，实现人机交互功能，将保护模块、防晃电模块的信息、参数等显示到液晶屏上，通过按键修改和设定保护与防晃电参数。

4. 装置典型应用与主要技术指标

图7展示了装置在低压电动机控制回路的典型应用。X1为防晃电模块，解决交流接触器的晃电问题；X2为低压电动机提供保护功能，保护动作出口有接触器跳闸出口和进线断路器跳闸出口。皖南电机价格表

对于电动机短路故障和接地故障，由于接触器遮断电流限制无法分断故障，保护模块动作出口跳进线断路器；对于电动机的电压故障和其他类型故障，保护模块动作出口跳电动机控制接触器。

表1和表2分别列出了防晃电模块和保护模皖南电机块的技术参数与指标。

结论

本文介绍了一种低压电动机保护及防晃电装置，采用模块化设计方案，确保两个模块硬件与软件完全独立。保护模块内部使用超级电容储能，解决了晃电时电动机保护的失效问题。模块间可拼接安装或独立安装，联接简单，对多接触器控制回路只需增加对应的防晃电模块，保证了可靠性，提高了装置应用配置的灵活性，具有推广应用价值。