变频器电动机保护器适用范围

时间:2012-06-25 10:32来源:妙工原创 作者:汪荻 点击:
智能电动机保护器发展至今,存在两种发展趋势,一种是:多种功能集成在一个壳体内;另一种是:根据功能划分模块,通过模块拼装满足各种要求。多种功能在一个壳体内的方式,可以减少开发前期的投入,开发周期短,从短期内来看,对企业有利。 功能模块化,开发

       智能电动机保护器发展至今,存在两种发展趋势,一种是:多种功能集成在一个壳体内;另一种是:根据功能划分模块,通过模块拼装满足各种要求。多种功能在一个壳体内的方式,可以减少开发前期的投入,开发周期短,从短期内来看,对企业有利。

     功能模块化,开发前期投入多,相对前种方式开发周期会变长,但成功后,后期产品维护方便,可以消除因功能多少引起生产紊乱,产品使用者进行产品升级或改造时产生停产等不利因      变频器电动机保护器的优势

对企业自身的优势

       客户的需求是多样化的,产品使用环境不同、实际生产工艺不同,造成客户对产品的需求往往有所不同,同一类产品功能不同,会引起生产厂家生产上的不同,库存管理、分类不同,加大企业自身生产负担。变频器电动机保护器,各模块功能明确,方便生产,利于存储。

       企业将最基本的保护功能作为基本模块,其它高级保护、控制、通讯功能作为选配模块,这样在客户需要不同功能时,在基本模块基础上添加对应模块即可,通过搭积木方式实现不同功能的产品。在面对客户多样化需求时,优势是不言而喻的。

1.2   对使用者的优势
       变频器电动机保护器适用范围广,使用者根据自身需要选取产品,使用者只需要常规过载、断相等常规保护功能时选取基本模块即可。需要带有全面保护和控制功能,选取基本模块和所需的模块进行组合。需要带有全面保护、控制、通讯、管理分析功能时,选取基本模块加多个模块进行组合。
变频器电动机保护器灵活性高,使用者在设计初期选用了基本模块,而实际生产中发现需要更多功能时,添加模块即可

2.1   产品使用环境
       作为保护类产品,要明确产品的正常工作环境。根据标准,环境温度可选位为:-10 ℃ ~+55 ℃,此温度可以满足绝大多数产品的使用环境;大气压力为:80 kPa~110 kPa(海拔2000 m以下);相对湿度为:最湿月的月平均相对湿度为90%,同时该月的平均最低温度为25 ℃,并且在产品上不应出现凝露;使用环境不应有腐蚀、破坏绝缘的气体及导电介质,对于使用环境内有火灾、爆炸危险的介质、产品应有防爆措施。户内产品的使用环境应有防御雨、雪、风、沙的设施。供电电源:额定电压AC 220V,交流电源额定电压为额定值的85%~110%。

2.2   控制功能
       标准中对电动机保护器控制功能描述如下:“可具备对电动机进行直接起动、可逆(双向)控制、各种减压起动和双速控制的控制功能”。由此可见标准将控制功能作为非标配功能处理,实际客户使用时可以只将保护器当作保护元件使用,变频器电动机保护器作为可编程产品,可以通过编程功能自由实现的起动有:保护模式、直接起动/全压起动、星三角起动、自耦降压起动、可逆起动、双速起动,变频器配合使用、软起动器配合使用等起动方式。
除各种常规起动方式外,变频器电动保护器还带有两种自起动功能,自起动功能如下:

a)带有运行中的电动机因失压或欠压停车,当电源恢复到允许自起动电压值后,执行立即自起动、延时自起动、禁止自起动的功能。
b)带有不考虑停车间隔时间的长短,产品可根据掉电前产品记忆的电动机运行情况实现自起动功
能。

2.3   保护功能
      变频器电动机保护器须具备如下保护功能:过载保护、断相保护、堵转保护、阻塞保护、欠载保
护、不平衡保护、起动超时保护、过压保护、欠压保护、欠功率保护、相序保护、单相接地保护、漏电保护、外部故障、工艺连锁等多种保护功能。

2.4   产品着火危险防护
       工业类产品需要具有不可燃烧的特性,选用的耐火材料应具有GB 4943-2001规定的V2及以上阻燃等级,能承受GB/T 5169.5中严酷等级为20 s的针焰试验。

2.5   模块划分
       智能型电动机保护器具备如下功能:电流、电压、功率、频率等电参数测量;电机转子、轴承温度测量;电参数、温度值的变送输出;开关量输入、输出;工艺连锁;各类保护功能;通讯组网等功能。从上述功能描述上看,功能可总结为:电参数测量;温度测量;模拟量输入输出;对电机保护、控制;通讯功能几方面。
采用按功能划分模块的方式,可以划分出如下几种模块:电参数测量模块、温度模块、模拟量模块、通讯模块、开关量模块、显示模块、CPU单元几种。

2.6   模块功能

各模块功能如下:
       CPU单元负责协调各模块工作,带有开关量输入、开关量输出功能、对外通讯组网、时钟、故障记录、PTC测量等功能。开关量输入、输出可以自由编程设定功能。可以实现直接起动、双向起动、双速起动、自耦降压起动、星三角起动等多种起动。CPU单元是变频器电动机保护器必备模块。
       测量模块测量实现电流、电压测量。电流范围为0.4A至800A,电压为AC220V、AC380V、AC660V,频率45Hz~65Hz,漏电流50mA~5A。测量用电流互感器需要选取保护级电流互感器,保护级电流互感器相对测量级电流互感器过载能力强,通常可以达到10倍过载不饱和。目前,市场上常用的保护级电流互感器,精度可以达到0.5级,在保护类产品中使用,效果很好。电机电流小于等于100A时,采用一体式模块互感器,当大于100A采用外置式电流互感器。电动保护器的过载、断相、堵转、过压、欠压、欠功率等保护功能都是通过对电参数的分析来实现的,测量模块也是变频器电动机保护器的必备模块。
温度模块通过外接PT100、PT1000、Cu50、PTC/NTC等传感器实现温度测量。可以使用温度模块,对电动机绕组、轴承的温度温度进行测量,通过实测的温度值,执行温度保护。还可以通过温度模块的测温功能,对电动机的冷却过程进行精确跟踪,测出实际冷却时间。温度模块可以外接三路温度传感器,可以通过一个温度模块同时对电机绕组、轴承进行测温。

2.7   模块互联 模块互联直接影响到产品的可靠性。

         数据交换的处理是产品稳定工作的关键,常用的通讯接口SPI、IIC、UART、CAN 等,都有自身的特点与局限性。根据产品实际功能、特点,选用合理的通讯接口。通过选定的通讯接口进行模块互联。 变频器电动机保护器技术难点

         可靠的通讯协议,用于模块数据通讯处理。此套协议要带有模块识别、数据传送、数据校验、冲突检测、仲裁等功能。同时对传输数据格式做好规定,即起始位、停止位、数据位、检验位,数据校验等。传输数据格式可以参考常规数据传输模式,起始位1位,数据位8位/7位,停止位1位/2位,校验位1位,检验位可以选择奇、偶校验。数据传输要带有校验数据,可以采用CRC等校验方式。

         保护类产品继电器输出是不能误动作的,继电器输出通常用于控制电机运行状态或信号传输,一旦出现误动,影响很大。误动的原因有多种,不符合标准的规范而引起的误动;产品抗干扰性不好,受到干扰引起误动。

         作为电动机保护器要符合《GB14048.4低压开关设备和控制设备 机电式接触器和电动机起动器》和《JB/T10736—2007低压电动机保护器》等标准的要求,设计者以相关标准作为设计依据,这样可以减少功能上的偏差带来的误动。

        由于产品抗干扰性能不好而产生的误动,对设计者有很大的考验。干扰的传播途径有很多种,产品供电电源,空间电磁信号,连接线耦合等,强干扰会引起产品死机等工作状态不正常。常规使用看门狗来保证产品死机后自动复位的方法,在保护类产品中并不完全适用,通过看门狗进行复位时,继电器会出现瞬间工作状态跳变,很可能造成误动作。

       可编程逻辑功能,使用者对产品需求多种多样,将使用者的要求分好类,通过上位机配置软件进行功能编程。需要有行业经验丰富的工程师参与需求功能库的建立,通过时尽量在硬件上做到通用化,即硬件采用一个平台,对硬件平台写入不同的程序(是指由客户编制的程序),执行不同的功能。


 

(责任编辑:妙工科技)
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