电机过载保护继电器是一种专门用于监测和保护电动机免受过载、缺相、堵转等异常工况损害的电气保护装置,广泛应用于工业自动化、建筑电气、水泵、风机、压缩机等各类电机驱动系统中。其核心作用是在电机运行电流超过设定安全阈值并持续一定时间后,自动切断控制回路,从而防止电机因过热而烧毁,保障设备安全与生产连续性。
该继电器通常基于双金属片热效应或电子传感原理工作。传统热继电器利用电流通过加热元件使双金属片弯曲,触发机械触点动作,具有结构简单、成本低、抗干扰强的优点,但响应速度慢、精度较低且受环境温度影响较大。现代电子式过载保护继电器则采用电流互感器或霍尔传感器实时采集三相电流,通过微处理器进行精确计算与逻辑判断,可实现过载、缺相、三相不平衡、接地故障等多种保护功能,并具备可调保护参数、LED状态显示、故障记忆及通信接口(如Modbus)等智能化特性。
1、电流检测模块
核心功能:实时监测电机电流,将电流信号转换为可处理的电信号。
组成部件:
电流互感器(CT):将电机主电路中的大电流按比例转换为小电流,便于后续处理。例如,50A的电机电流可能被转换为5A的信号电流。
霍尔传感器:通过霍尔效应直接检测电流,适用于直流电机或需要高精度测量的场景。
技术特点:
高精度:检测误差通常小于±1%,确保过载判断的准确性。
宽测量范围:可覆盖电机额定电流的1.1倍至数倍,适应不同负载需求。
快速响应:响应时间通常在毫秒级,及时捕捉电流突变。
2、信号处理模块
核心功能:对电流检测模块输出的信号进行分析、比较和判断,决定是否触发保护动作。
组成部件:
比较器:将实时电流信号与预设的过载阈值进行比较。例如,若电机额定电流为10A,过载阈值可能设为12A(120%额定电流)。
定时器:实现反时限特性,即过载时间与电流大小成反比。例如,电流为150%额定值时,允许运行时间可能为1分钟;电流为200%时,允许时间缩短至10秒。
微处理器(MCU):在智能型保护继电器中,MCU可实现更复杂的逻辑控制,如相不平衡检测、温度补偿、故障记录等。
技术特点:
反时限特性:模拟电机热积累过程,更符合实际工况。
可编程性:部分型号支持通过软件调整过载阈值、延时时间等参数。
3、执行机构
核心功能:根据信号处理模块的判断结果,切断电机电源或发出报警信号。
组成部件:
电磁脱扣器:通过电磁力驱动机械触点断开电路,适用于交流接触器或断路器集成型保护继电器。
固态继电器(SSR):无触点开关,通过电子元件实现电路通断,适用于需要高频操作或无火花切换的场景。
报警输出:如LED指示灯、蜂鸣器或继电器触点,用于提示过载状态。
技术特点:
高可靠性:触点寿命可达数十万次,确保长期稳定运行。
快速分断:分断时间通常小于100ms,减少电机损坏风险。
4、设定与显示模块
核心功能:允许用户设置保护参数(如过载阈值、延时时间)并显示当前状态。
组成部件:
旋钮或拨码开关:用于手动设置过载阈值(如50%-200%额定电流)。
数字显示屏:显示实时电流、设定值、故障代码等信息。例如,LCD屏可显示“OL”(过载)、“PH”(相不平衡)等代码。
按键或触摸屏:在智能型保护继电器中,用于参数修改、故障复位等操作。
技术特点:
直观操作:简化用户设置流程,降低误操作风险。
多语言支持:部分型号支持中英文切换,适应不同用户需求。
5、辅助功能模块
核心功能:扩展保护继电器的功能,提升系统适应性。
组成部件:
相不平衡检测:通过比较三相电流差异,防止因缺相或负载不均导致的电机过热。
接地故障检测:监测电机绕组与地之间的漏电流,预防触电事故。
温度补偿:根据环境温度调整过载阈值,避免低温下误动作或高温下保护不足。
通信接口:如RS485、Modbus、Profibus等,实现与PLC、DCS等系统的数据交换,支持远程监控和集中管理。
技术特点:
全面保护:覆盖电机运行的多种故障模式,提高系统安全性。
智能化:通过通信接口实现数据记录、故障诊断和预测性维护。
