電機(jī)繞組熱保護(hù)是如何限制浪涌電流的？

浪涌電流是峰值電流在電源第一次加到負(fù)載上時(shí)出現(xiàn)的，電源變壓器或開(kāi)關(guān)電源（例如D.C.驅(qū)動(dòng)控制或相控SCR轉(zhuǎn)換器）的濾波電容器中的低阻抗引起的。如果沒(méi)有限制，這些峰值電流可能會(huì)損壞電源系統(tǒng)或直流電機(jī)的繞組， 限制浪涌電流方法之一是使用電阻傳感器來(lái)根據(jù)溫度改變其電阻。 這些組件非常小巧耐用，可以放置在需要保護(hù)的緊湊位置，例如直接在電機(jī)繞組內(nèi)部，并且可以承受標(biāo)準(zhǔn)的清漆浸涂和烘烤操作以及其他處理。

1、雙金屬片熱過(guò)載繼電器

熱過(guò)載繼電器是最常見(jiàn)、最經(jīng)濟(jì)的電機(jī)過(guò)載保護(hù)裝置之一，尤其是對(duì)于單相電機(jī)。雙金屬片是熱電機(jī)過(guò)載繼電器的工作組件，雙金屬片是將溫度變化轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移的機(jī)械裝置。雙金屬帶由具有不同熱膨脹率的兩種不同的金屬片組成，通過(guò)沿它們的長(zhǎng)度鉚接或焊接固定在一起。加熱時(shí)，不同的熱膨脹特性會(huì)導(dǎo)致兩種金屬以不同的速率膨脹，加熱到高于其環(huán)境溫度，這將導(dǎo)致雙金屬條沿一個(gè)方向彎曲。

熱過(guò)載繼電器安裝在電機(jī)電路中，流向電機(jī)的電流流經(jīng)雙金屬脫扣元件。流動(dòng)的電流加熱雙金屬片，從而導(dǎo)致雙金屬材料彎曲，并且在特定溫度后，雙金屬片將打開(kāi)繼電器。打開(kāi)繼電器后，流向電機(jī)的電流將被切斷，電機(jī)電路將被關(guān)閉。熱過(guò)載繼電器具有一個(gè)稱為跳閘類別的類別，該類別表示過(guò)載條件的響應(yīng)時(shí)間。通常，跳閘等級(jí)為10、20或30級(jí)。 具有雙金屬片的熱過(guò)載繼電器相對(duì)便宜，不需要高級(jí)控件即可讀取信息，不利的一面是，在完全關(guān)閉之前，對(duì)升高的溫度做出的反應(yīng)很少。

2、熱敏電阻傳感器

熱敏電阻內(nèi)置于電機(jī)繞組中，可保護(hù)電動(dòng)機(jī)免受堵轉(zhuǎn)條件，持續(xù)過(guò)載和環(huán)境溫度升高的影響。當(dāng)電機(jī)冷卻并且電機(jī)繞組的溫度恢復(fù)到可接受的水平時(shí)，傳感器電阻減小到復(fù)位水平。熱敏電阻是由半導(dǎo)體材料制成的非線性電阻溫度檢測(cè)器，每個(gè)特定的熱敏電阻都有其獨(dú)特的電阻隨溫度變化的特性， 熱敏電阻有兩種類型：負(fù)溫度系數(shù)（NTC）和正溫度系數(shù)（PTC）。

正溫度系數(shù)（PTC）類型的電阻隨溫度的升高而增加，當(dāng)溫度達(dá)到“拐點(diǎn)”或開(kāi)關(guān)點(diǎn)時(shí)，PTC熱敏電阻的電阻會(huì)急劇上升。NTC熱敏電阻會(huì)隨著溫度升高而降低其電阻。NTC熱敏電阻具有高電阻。接通電源后，它們會(huì)以功耗或熱量的形式限制浪涌電流。隨著NTC熱敏電阻的發(fā)熱，其電阻減小到大部分電源電壓都施加到負(fù)載的程度。NTC熱敏電阻的電壓降不會(huì)影響正常的電路功能。正溫度系數(shù)熱敏電阻隨溫度升高而增加其電阻，它們通常不用于限制浪涌電流。相反，它們用作電機(jī)過(guò)載保護(hù)或用作為永久分體式電容器電機(jī)的起動(dòng)繞組通電的開(kāi)關(guān)。

3、KTY溫度傳感器

KTY溫度傳感器是一種硅傳感器，也具有正溫度系數(shù)，非常類似于PTC熱敏電阻。對(duì)于KTY傳感器，電阻和溫度之間的關(guān)系近似線性。KTY傳感器之間的工作溫度范圍可能會(huì)有所不同，但通常范圍是-50°C至200°C。在工作溫度范圍內(nèi)，可以通過(guò)二階方程計(jì)算各種溫度下傳感器的電阻響應(yīng)。一旦找到電阻，就可以導(dǎo)出溫度系數(shù)，然后使用該溫度系數(shù)，可以使用估算近似線性電阻對(duì)溫度曲線的公式來(lái)計(jì)算傳感器處的溫度。

KTY溫度傳感器正越來(lái)越多地用于關(guān)鍵應(yīng)用中，尤其是在大型高投資電機(jī)（例如扭矩電機(jī)和水冷電機(jī)）中。KTY傳感器允許從溫度讀數(shù)中獲得高級(jí)信息。例如，由于溫度結(jié)果的準(zhǔn)確性和線性性，更容易實(shí)現(xiàn)警告和降低的運(yùn)行狀態(tài)。

4、RTD傳感器（RTD）

電阻溫度檢測(cè)器（RTD）或鉑電阻溫度計(jì)，許多RTD傳感器是使用纏繞在陶瓷芯上的導(dǎo)線構(gòu)造的，RTD 包含鉑、鎳或銅線，因?yàn)檫@些材料是正溫度系數(shù)材料。這意味著隨著溫度升高電阻也隨之增加 – 電阻的這種變化將用于探測(cè)和測(cè)量溫度變化。RTD中使用鉑是因?yàn)樗哂芯€性電阻與溫度的關(guān)系，在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)，鉑的重復(fù)性很高。電阻和溫度之間的關(guān)系由Callendar-Van Dusen方程計(jì)算，該方程可簡(jiǎn)化為線性方程。隨著鉑傳感器暴露于不斷升高的溫度，鉑的電阻與溫度升高成正比。RTD是無(wú)源設(shè)備，它不會(huì)自行產(chǎn)生輸出。外部電子設(shè)備用于通過(guò)使小的電流流過(guò)傳感器以產(chǎn)生電壓來(lái)測(cè)量傳感器的電阻。

結(jié) 論

電機(jī)繞組熱保護(hù)可以有多種選擇，但是基本原理是相同的，繞組保護(hù)采用傳感器來(lái)監(jiān)控電機(jī)定子繞組的熱狀況，當(dāng)發(fā)生熱過(guò)載時(shí)，熱繞組保護(hù)會(huì)讓電機(jī)自動(dòng)停機(jī)。電機(jī)的熱繞組保護(hù)是自動(dòng)化設(shè)備中的關(guān)鍵組件，這樣就可以防止繞組溫度過(guò)高，最終避免繞組絕緣永久性擊穿和失效。所使用的熱保護(hù)可能有所不同，主要取決與熱測(cè)量的方法以及該保護(hù)設(shè)備與變頻驅(qū)動(dòng)器（VFD）的相互作用方式。

原文標(biāo)題：【繞組】什么是電機(jī)繞組熱保護(hù)，它們?nèi)绾蜗拗评擞侩娏鳎?/p>

文章出處：【微信公眾號(hào)：電機(jī)控制設(shè)計(jì)加油站】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。

責(zé)任編輯：haq