徐翔

摘 要： 電動機(jī)保護(hù)教學(xué)在機(jī)電專業(yè)教學(xué)中有十分重要的作用。文章結(jié)合日常教學(xué)案例，論述只有真正理解電動機(jī)保護(hù)的目的及意義，掌握熱保護(hù)、過電流保護(hù)和控制電路短路保護(hù)的工作原理，了解電動機(jī)運(yùn)行過程中的常見故障及其原因，才能提高學(xué)生在實(shí)際操作中處理故障的能力。

關(guān)鍵詞： 電動機(jī)保護(hù) 常見故障 原因 教學(xué)措施

電動機(jī)保護(hù)教學(xué)在機(jī)電專業(yè)教學(xué)中有十分重要的作用，是教學(xué)的難點(diǎn)。如何理論聯(lián)系實(shí)際，深入淺出地向?qū)W生介紹抽象的內(nèi)容，使學(xué)生真正聽懂，已經(jīng)成為很多職業(yè)學(xué)校教師多年來研究的課題。本文結(jié)合課堂實(shí)際教學(xué)案例，分析了解電動機(jī)運(yùn)行過程中的常見故障及其工作原理，以期提高學(xué)生在實(shí)際操作中處理保護(hù)故障的能力。

一、運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)法，使學(xué)生了解學(xué)習(xí)電動機(jī)保護(hù)的意義

首先，啟發(fā)學(xué)生思考以下幾個問題：電動機(jī)運(yùn)行時，如果繞組溫度過高，則會對電動機(jī)產(chǎn)生什么影響？ 交流電動機(jī)運(yùn)行時，如果有一相電源斷相，則會對電動機(jī)產(chǎn)生什么影響？ 如果直流并勵電動機(jī)的勵磁回路斷路，則會對電動機(jī)產(chǎn)生什么影響？通過提問，學(xué)生了解了在上述各種情況下如果不能及時采取有效保護(hù)措施讓電動機(jī)繼續(xù)運(yùn)行下去，則會對電動機(jī)產(chǎn)生的不良影響：減少電機(jī)使用壽命，甚至損壞電機(jī)。因此對電動機(jī)的保護(hù)是電動機(jī)運(yùn)行時必不可少的環(huán)節(jié)，對電動機(jī)采取有效的保護(hù)措施是一個很重要的問題。

二、運(yùn)用講授法介紹電動機(jī)運(yùn)行過程中的常見故障及原因

電動機(jī)運(yùn)行過程中的常見故障有：長期過載和過熱保護(hù)；缺相保護(hù)；過電流保護(hù)； 短路保護(hù)；零電壓保護(hù)；零激磁保護(hù)；熱保護(hù)等。本文重點(diǎn)介紹導(dǎo)致電機(jī)過載過熱的因素，如負(fù)載過大，電動機(jī)超過額定輸出，電機(jī)繞組因電流增加而過熱，特別是在堵轉(zhuǎn)時，電機(jī)會在短時間內(nèi)被燒毀；電網(wǎng)電壓過低，會引起電機(jī)繞組中電流增大， 三相電壓不對稱，甚至一相電源中斷；啟動和停止的操作過于頻繁、環(huán)境溫度太高等。

三、運(yùn)用圖片演示法介紹電動機(jī)運(yùn)行過程中的工作原理

（一）運(yùn)用圖片演示熱保護(hù)的方法及具體電路的原理

圖1 熱繼電器的熱保護(hù)線路

圖1是用熱繼電器作熱保護(hù)的線路。熱繼電器FR的發(fā)熱元件串聯(lián)在電動機(jī)的主電路中，它的常閉觸頭與接觸器KM的線圈相串聯(lián)。電機(jī)過載時，流經(jīng)FR發(fā)熱元件的電流增大，經(jīng)過一段時間，熱繼電器動作，它的常閉觸頭斷開KM的線圈電路，KM釋放，電機(jī)停轉(zhuǎn)。正常情況下，發(fā)熱元件中通過額定電流值，熱繼電器不會動作，以保證電動機(jī)正常工作。

如生產(chǎn)中不允許中途停車（停車會造成損失），則用熱繼電器發(fā)出警報。熱繼電器的報警線路見圖2。

圖2 熱繼電器的報警線路

對于容量較大的電動機(jī)，可以采用電流互感器，熱繼電器的發(fā)熱元件接在電流互感器的二次回路中。電機(jī)過載時流經(jīng)電流互感器的電流增大，它的二次回路電流也按一定比例增加，這樣熱繼電器可用小規(guī)格的產(chǎn)品。原理圖如圖3：

圖3 有電流互感器的熱繼電器的熱保護(hù)線路

（二）用溫度繼電器作熱保護(hù)的工作原理

溫度繼電器可以直接反映電動機(jī)的溫度變化，它的測量元件埋在電動機(jī)發(fā)熱部位（定子槽內(nèi)及定子繞組的端部）。只要電動機(jī)繞組的溫升超過允許值，溫度繼電器就立即動作，使電動機(jī)脫離電源。我國生產(chǎn)的溫度繼電器有兩種：雙金屬片式溫度繼電器和熱敏電阻式溫度繼電器。對過電流保護(hù)的要求是，當(dāng)電動機(jī)產(chǎn)生過電流故障時，過電流繼電器要立即動作，但在電動機(jī)起動或反接制動時，過電流繼電器要保證電動機(jī)正常工作。

（三）過電流繼電器作過電流保護(hù)線路

電路見圖4。

圖4 過電流繼電器作過電流保護(hù)線路

原理分析：過電流繼電器KA的線圈串聯(lián)在直流電機(jī)M的電樞電路中，常閉觸頭與主接觸器KM的線圈串聯(lián)。電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，KA不會動作。嚴(yán)重過載時，主電路中的電流超過KA的電流值，KA的常閉觸頭斷開，KM釋放并切斷電機(jī)電源。

（四）鼠籠式電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)保護(hù)

鼠籠式電動機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)時，它的電流等于起動電流，時間過長電動機(jī)就會燒毀，所以必須及時切斷電源，但不能用瞬時動作的過電流保護(hù)，應(yīng)與延時繼電器配合。電流繼電器的吸引電流小于電機(jī)的啟動電流，大于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最大負(fù)載電流，釋放電流大于正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最大負(fù)載電流。時間繼電器的延時值要大于電動機(jī)的啟動時間。過電流繼電器的返回系數(shù)不能太低。

圖5 鼠籠式電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)保護(hù)

（五）短路保護(hù)

短路保護(hù)的作用就是在短路電流剛出現(xiàn)時，就立即切斷電路電源，使電路和電器設(shè)備免受短路電流的損害。熔斷器和空氣開關(guān)是最重要的保護(hù)電器。熔斷器作短路保護(hù)：線路簡單，斷開電流的任務(wù)由熔斷器自己承擔(dān)，但熔體容易老化，動作不準(zhǔn)確，有時一相熔斷，造成交流電機(jī)缺相運(yùn)行，熔體熔斷后需更換，手續(xù)麻煩。保護(hù)線路如下：

圖6 線路工作原理

短路時，斷開短路電流的任務(wù)由接觸器的主觸頭來完成，因此只有當(dāng)接觸器的分?jǐn)嚯娏鞔笥诰€路的短路電流時，才能用過電流繼電器作短路保護(hù)。三相電動機(jī)由于種種原因缺相時，如果沒有保護(hù)裝置，則缺相的后果是十分嚴(yán)重的。例如，小型電機(jī)啟動時缺相，如果沒有負(fù)荷就會不均勻地慢轉(zhuǎn)，同時發(fā)熱，若不及時停車，不用多長時間就會燒毀。如果帶上負(fù)荷啟動，就轉(zhuǎn)不起來，同樣也會燒毀。小型電動機(jī)最容易缺相，因?yàn)橛械膯友b置簡陋，接觸不好，或使用普通保險絲，有一根熔斷造成。大一點(diǎn)的電動機(jī)缺相啟動，就會嗡嗡直叫，就得趕快停車。用接觸器啟動和熱繼電器保護(hù)，在缺相時，熱繼電器可以在過流時切斷接觸器。

四、布置課后作業(yè)

分析缺相保護(hù)工作原理，分組討論多種缺相保護(hù)電路。

通過本章的講授和線路展示，學(xué)生掌握了電動機(jī)保護(hù)的理論知識。結(jié)合實(shí)際工作中常見的故障分析，了解電動機(jī)運(yùn)行過程中的常見故障及其正常的工作原理，是提高學(xué)生在實(shí)際操作中處理保護(hù)故障問題能力的有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

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