描述您理想中的过载继电器

描述您理想中的过载继电器

电动机是当今现代工业的支柱。它们为大多数制造过程提供所需的机械能。政府机构严格要求对超过 1 马力的所有电动机实施某种形式的热过载保护。市场上有许多不同的产品,您应该如何为您的电动机起动器应用选择合适的过载继电器?

要描述全电压电动机起动器的理想过载继电器,您需要考虑过载继电器的以下几个方面。

• 保护功能
• 诊断功能
• 集成功能

过载继电器至少需要提供热过载保护。这种保护形式会测量电动机所消耗的电流,并且会将测得的数据用于热过载模型,以模拟电动机内的热含量。过载模型有两种:I2T 和双体模型。I2T 是最常见的模型,大多数双金属的、共晶的过载继电器都使用这种模型,而 C A 双体模型则考虑到了电动机的启动和运行特征。此模型能够更加准确地模拟电动机内部的热含量,特别是对高压和中压电动机的模拟。

要考虑的第二重要的保护功能是缺相保护。缺相是电动机发生故障的主要原因。单相电流等于 0 安培时就会出现缺相,出现这种情况是由于熔丝烧断了。检测缺相的过载保护算法需要 30 分钟或更长时间。长期出现缺相状况将导致电动机损坏,而只有电子过载继电器可以在三秒或更短的时间内检测到缺相情况。

为了主动保护电动机和机器而应当考虑的其他保护功能包括:接地故障电流、堵转、失速、欠载、失衡、电压和电源保护。昂贵的大型电动机可以因这些额外的保护功能而受益,这些额外的保护功能可以在过载保护算法运行完毕之前关停电动机,防止其受损。只有电子过载继电器可以提供这些额外的保护功能。

您应当考虑的另一个设计功能是由过载继电器提供的诊断信息。电子过载继电器能够显示信息或将信息传达给控制系统或操作员。电子过载继电器至少应传达热容量利用百分比 (%TCU) 和满载电流百分比 (%FLA)。这两个诊断参数可报告电动机的实时热含量和电流消耗情况,并且可以为电动机操作员提供关于过载何时可能脱扣的信息。当 %TCU 达到 100% 时,电子过载将迫使过载脱扣。

更高端的电子过载继电器可以提供脱扣时间、重置时间、电流有效值、接地故障电流、电压有效值、电源、历史和能源诊断信息。这些信息可以用于保护昂贵的电动机或过程关键电动机。该诊断信息可以预计过载脱扣的时间,从而使操作员能够作出关键的业务运营决策,并且它还可以用于在电动机出现意外问题时,向维护人员提供有用的信息,从而最大限度地减少维修时间。

您应当考虑的最后一个设计功能是过载继电器提供的集成功能。电子过载继电器的电流范围很广,这有助于最大限度地减少保护各种不同电动机时所需的部件种类。有些过载继电器可以直接安装到接触器的负载端,有助于节省安装时间、空间和布线。有些过载继电器会提供可拆卸端子块,以最大限度地减少更换时间。有些电子过载继电器是模块化的,允许用户为特定电动机起动器应用选择所需的特定保护和集成功能。有些过载继电器提供机械配件,以减少全电压起动器所需的额外控制布线。

对于拥有通信和 I/O 选项的电子过载继电器来说,点击几下鼠标就可以轻松与其品牌的相应控制系统相集成。这些系统将电子过载继电器用作分布式 I/O 设备,以通过通信网络命令控制接触器线圈。

您如何描述您理想中的过载继电器?这个问题的答案实际上取决于具体的电动机应用。对于控制非过程关键操作的简单马达控制系统,基本的双金属或共晶过载继电器就可以做得很好。对于控制过程关键操作的大型复杂马达控制应用来说,设计人员应当考虑电子过载继电器,以帮助降低控制系统的复杂性并提供诊断信息。

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Bill Martin
发布 2014-十月-20 作者 Bill Martin, Product Manager, Electronic Overload Relays, Rockwell Automation

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