起重电动机的智能保护

资源类型:pdf 资源大小:95.00KB 文档分类:工业技术 上传者:宋剑祥

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【作者】 张长莲 

【关键词】起重电动机 过流继电器 负载持续率 

【出版日期】2005-04-25

【摘要】针对门座式起重电机过电流和热过载保护继电器在实际使用中存在缺陷,利用单片机设计了智能保护器,提高了电机过电流保护的可靠性,保护了设备的正常运行。

【刊名】冶金动力

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1前言门座式起重机的起重电机的保护通常采用过电流继电器和热过载继电器。过电流继电器工作原理是,当电动机发生过流时,使电磁系统磁通发生巨变,处于导管中的衔铁在电磁吸力的作用下,克服阻尼剂(201-100甲基硅油)的阻力,缓缓向上移动,最终推动顶杆,使触头系统动作,从而切断控制电路。由于硅油的阻尼作用,继电器具有反时限的保护特性,可防止电动机在起动过程中发生误动作。而电动机的过载、断相等保护多用双金属片式热过载继电器。在国产M10-25和M102-30型门座式起重机的实际使用当中,发现过电流和过载保护装置都不能很好地起到保护作用,致使门机上电动机因过电流或缺相运行而常常被烧坏。造成起重机上电动机过电流的原因有很多,一是司机装卸严重超载;二是动作过于频繁,使电机长时间处于起动时的大电流状态;三是工作时间太长,使电动机工作时间超过电机规定的负载持续率;四是电网末端电网电压过低造成过电流;五是保护元件损坏不易维修,影响生产,人为拆除保护接点。在以上五种过电流的情况下,由于过电流继电器及热过载继电器参数设置常常不准确,不能适应变化了的运行状态,且动作时间受温度影响,硅油易蒸发和泄露,触头可靠性差,无法对以上多种因素准确反映出来,起不到应有的保护作用。为了解决实际使用中的缺陷,我们设计了以8031单片机为核心的既能保护过电流又能保护过载的智能型起重机电机保护器。2工作原理单片机保护器工作原理如图1所示。图1单片机保护工作原理保护器由电流互感器、运算放大器和单片机构成。每台电机装置2台电流互感器,分别检测两相电流。每相电流由电阻R转换为和电流成正比的电压,并且由运算放大器放大到直流0~5V电压,此电压经A/D转换器进入单片机进行分析和计算。单片机要完成反时限延时的计算,计算电动机的实际负载持续率,由此完成反时限延时的修正。而电机在不同的负载持续率下,其额定功率是不同的,表1给出了YZR112M型起重及冶金用绕线式异步电动机在不同负载持续率下的额定数据。由表1数据可以看出,不同负载持续率时电机的额定功率是不同的,额定电流也是不同的,其中:电动机电流互感器电源控制器输出继电器单片机8031线性放大器Ix=IeZC%ZCx%姨式中:ZC%=40%;ZCx———检测到的实际负载持续率;Ix———实际额定电流;Ie———ZC%=40%时额定电流。由此公式可以换算出不同负载持续率时电机的额定电流。以此电流为基准设计保护,既可以防止短时过载引起保护电路频繁动作,又不会在电机长时期过载时漏保护,造成电机损坏。表1重复短时工作制电动机在不同负载持续率下的额定数据3软件设计软件在本保护器中要完成电流的检测,负载持续率的检测,实际额定电流的计算,过载倍数的计算和反时限延时的计算。考虑到保护器的通用性,电机额定电流Ie(ZC%=40%)时,放大器的输出电压为0.8V,对应十六进制数为28H,每隔5min测出一次负载持续率,计算一次实际额定电流Ix作为计算的依据。根据检测电流I与Ix的差,进行延时。软件流程如图2所示。4特点和结论智能型起重机电机保护器具有以下特点:(1)电流小于或等于额定电流时,不动作。(2)电流超过6倍额定电流时,动作时间小于1s。Pe/kWIe/ANe/r·min-1姿m=Mn/Me2.21.86.65.3725815--1.51.14.633.88669122.19-0.83.5940-ZC%15%25%40%60%100%(4)电流超过额定电流时具有反时限特性。(5)根据电动机的工作情况,计算电动机的实际负载持续率,并且以此为根据,改变反时限延时长短。(6)输出控制线路接触器,切断总电源,并指示过载电动机。(7)整体结构,由单片机完成运算与控制,各项参数不受外界影响,不易损坏。图2单片机的程序框图采用8031单片机的智能保护器可以根据电动机的实际工作情况,自动修改保护参数,减少误动作,有效地实现电动机的过流与过载保护,减少电动机损坏概率,提高门机工作可靠性。智能型起重机电机保护器的实现对频繁工作的起重机电机的安全运行提供了可靠的保证。起重电动机的智能保护@张长莲$青岛理工大学理学院!山东青岛266520起重电动机;;过流继电器;;负载持续率针对门座式起重电机过电流和热过载保护继电器在实际使用中存在缺陷,利用单片机设计了智能保护器,提高了电机过电流保护的可靠性,保护了设备的正常运行。

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