[電動機]過載能力定義

電動機的故障大體分為兩部分：一部分是機械的原因。例如軸承和風機的磨損或損壞：另一部分是電磁故障，二者互有關(guān)連。如軸承損壞，引起電動機的過載，甚至堵轉(zhuǎn)，而風葉損壞，使電動機繞組散熱困難，溫升提高，絕緣老化。電磁故障的原因很多，如電動機的過載、斷相、欠電壓和短路都足以使電動機受損和毀壞。

過載、斷相、欠電壓運行都會使繞組內(nèi)的電流增大，發(fā)熱量增加(導體的發(fā)熱量是和電流的平方成正比的)，而短路造成的危害就更大。短路的原因是電動機本身的絕緣材料質(zhì)量差或電動機受潮(例如受雨淋或落水)，使得繞組的相間擊穿，引起短路。此外，還有電動機置于有酸堿物的場所，因受腐蝕而損壞絕緣。

電動機的過載除上述原因外，還有：電動機周圍環(huán)境溫度過高，散熱條件差；電動機在大的起動電流下緩慢起動；電動機長期低速運行；電動機頻繁起動、制動、正反轉(zhuǎn)運行及經(jīng)常反接制動。電動機的過載由于電流增大，發(fā)熱劇增，從而使其絕緣物受到損害，縮短了其使用壽命甚至被燒毀。

從電動機的結(jié)構(gòu)來看，鼠籠型電機的定子鐵心置放繞組的槽內(nèi)必須有良好的絕緣物，繞組(銅線)表面有絕緣漆層，為了保證電動機的相間、帶電體與外殼的絕緣，通常是使用各種耐熱等級的絕緣材料的。各種絕緣都有一定的耐受工作溫度的指標。IEC85規(guī)定A級(105℃)、E級(120℃)、B級(130℃)、F級(155℃)……。八十年代，IEC216提出了一個新的耐熱標準，稱為溫度指數(shù)TI(Temperature Index)以此代替IEC85。TI是按阿尼羅烏絲公式t=10 a＋b/T 計算的。式中： t—壽命[小時(h)]

T—絕緣材料使用的溫度(℃)

a、b—與材料有關(guān)的常數(shù)

它說明很早以來，電工技術(shù)工作者提出的絕緣材料的使用溫度每增加8℃，其使用壽命就減半是有理論和實踐依據(jù)的。

電動機的過載保護安秒(I－t)曲線(反時限)

1.電動機的過載特性

2.保護電器的保護特性

3.電動機的起動電流特性

保護器的I－t曲線在電動機過載特性之內(nèi)，但兩曲線間距不必拉得過大，以便做到既不使電動機因為過載造成溫升增大影響壽命，又充分利用電動機本身的最大耐受過載能力。根據(jù)生產(chǎn)和科學實踐，對電動機的保護特性已由IEC947—4《低壓開關(guān)設備和控制設備。低壓電機接觸器和電動機起動器》作出了新的規(guī)定(我國的GB14048.4等效于IEC標準)，對無溫度補償?shù)谋Ｗo電器：

1.0In>2h不動作

1.2In≤2h動作

7.2In：2s<Tp≤10s、4s<Tp≤10s、6s<Tp≤20s、9s<Tp≤30s(分4組)。

在八十年代，我國曾有科技人員對繞組采用B級絕緣(允許工作溫度為130℃)的電動機，進行了實測(即不動作和動作的時間極限，此極限表明不會引起絕緣水平下降的電流與時間的最大值)：

以上實測值是在幾臺電動機上測試的，不夠全面，但它表明，這個標準還是比較實際的(6In是老標準)舊標準把6In作為可返回特性的電流，它相當于電動機的起動電流，經(jīng)可返回時間(在通以6In時的延時時間，后將電流返回1倍In或0.9In，此段時間內(nèi)保護電器不允許動作，這種可返回特性的規(guī)定是為了躲過電動機的起動，它的可返回時間應大于電動機的起動時間，舊標準的可返回時間分1s、3s、8s、13s幾種)。

鑒于把起動電流定在6倍和可返回時間固定在上述的4種已不能完全反映現(xiàn)實情況(例如Y型鼠籠型電動機的起動電流倍數(shù)就有5、 5.5、 6、 6.5、 6.8、 7的六種)，因此我國的GB14048.4(等效采用IEC947－4)統(tǒng)一規(guī)定為7.2倍，并對不同的起動時間規(guī)定了延時時間Tp。

美國NEMA(美國全國電氣制造商協(xié)會)1993年的MG－1標準對電動機的過載和失速(相當于電動機的剛起動和堵轉(zhuǎn))保護作了新的規(guī)定：“輸出功率不超過500HP(馬力，相當于368kW—筆者注)，額定電壓不超過1kV的多相電動機，在正常工作溫度初次起動，耐受1.5倍全額電流的時間應不大于2min”，又規(guī)定：“功率輸出不超過500HP，額定電壓不超過1kV的多相電動機，在正常溫度初次起動時，應能耐鎖定轉(zhuǎn)子電流的失速時間不少于12s”，從以上標準和對我國絕大多數(shù)的電動機的起動時間的統(tǒng)計來看，選1.5In為2min，7.2In為2s<Tp≤10s是適合的。

當然，如果失速或起動時間超過10s也可取其他的Tp值。怎樣進行電動機的過載保護?現(xiàn)在對電動機的過載保護采用最多的是熱繼電器，也有相當數(shù)量采用有復式脫扣器(熱動和電磁脫扣器，后者用于短路保護)的斷路器。對于重載起動的電動機(起動時間為一般電動機額定電流的數(shù)倍)，如果使用一般的熱繼電器，常常會在起動過程中發(fā)生誤動作(跳閘)，使電動機無法起動。

因此需要選用帶速飽和電流互感器或帶限流電阻的熱繼電器， 這種型式是通過速飽和電流互感器或限流電阻使起動電流成比例地縮小，就可以大大延長電動機的起動時間，保證正常起動，還有采取起動時將熱繼電器短接，起動完畢再將熱繼電器投入運行——完全短路法。此外，對帶速飽和互感器的熱繼電器，起動時將互感器二次繞組短接，起動完畢后再使之投入等方法，來滿足重載起動電動機的需要。

（摘編自《電氣技術(shù)》，原文標題為“淺論異步電動機的各種保護”，作者為陳家棟。）

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熔斷器不能作為異步電動機的過載保護。

為了在電動機啟動時不使熔斷器熔斷，所以選用的熔斷器的額定電流要比電動機額定電流大1.5~2.5倍，這樣即使電動機過負荷50%，熔斷器也不會熔斷，但電動機不會到1小時就燒壞。所以熔斷器只能作為電動機、導線、開關(guān)設備的短路保護，而不能起過載保護的作用。只有加裝熱繼電器等設備才能作為電動機的過載保護。