一、核心保护类型与机制
过载保护
通过热继电器或断路器实现反时限特性保护,动作值通常设定为额定电流的 1.2-1.5 倍。当电机长时间超载时,双金属片受热弯曲触发脱扣,切断电源。重载场景(如冶金起重机)需配合电子式过电流继电器,实时监测电流波动,响应时间≤10ms。
短路保护
采用熔断器或瞬时脱扣断路器,短路电流达额定值 8-10 倍时,0.1 秒内切断电路。熔断器需定期检查熔体状态,断路器需校验极限短路分断能力,避免触头粘连。
过热保护
大中型电机绕组内置温度传感器(如 PTC 热敏电阻),超温(如 F 级绝缘 155℃)时触发报警并停机。高温环境(如热轧车间)需选用耐温 180℃的 H 级绝缘电机,配合强制风冷系统。
断相 / 欠压保护
断相时,差动机构放大电流不平衡信号,驱动断路器动作(响应时间≤0.5 秒)。欠压(低于额定电压 70%)时,欠压脱扣器触发分闸,防止电机堵转。
超速保护
吊运熔融金属等高危场景,通过编码器或离心开关监测转速,超速 1.25 倍时联动制动器抱死。
二、关键元件与配置
热磁断路器:如 HSM20 系列,集成过载、断相、短路保护,支持远程分励控制,适用于 380V/80A 以下电机。
电子式保护器:CDS10 系列可监测三相不平衡(偏差超 50% 时 3 秒动作)、漏电(60V 以上触发),支持参数远程配置。
软起动器:降低起动电流至额定值 2-3 倍,减少机械冲击,适用于频繁启停的港口起重机。
三、维护规范与失效处理
日常检查
每周清洁电机外壳及散热孔(压缩空气压力≤0.3MPa),检查接线盒端子松动(扭矩≥8N・m)。
每日监测轴承温度(温升≤40℃)及振动(速度有效值≤4.5mm/s),异响时立即停机检修。
定期维护
每月测试绝缘电阻(定子绕组≥0.5MΩ),校验热继电器整定值(偏差≤±5%)。
每季度清理风道积尘,检查冷却系统密封性,确保风量达标。
失效标准
热继电器双金属片变形超 10%、断路器触头熔焊、温度传感器线性度偏差>3% 时强制更换。
轴承游隙超 0.15mm、绕组直流电阻偏差>2% 时需大修。
四、安全冗余与典型应用
双重保护:起升机构同时配置热继电器与电子式保护器,实现硬件 + 软件双重监测。
防爆设计:油气车间选用 Ex d IIB T4 级防爆电机,接线盒密封胶圈老化(硬度变化>10 邵尔 A)时更换。
应急联动:电机故障时,PLC 同步切断动力电源并触发声光报警(声压级≥100dB),确保零溜钩风险。
电机保护需贯穿设计、安装、维护全周期:通过元件优选(如耐温绝缘、高精度传感器)与周期性校验,可使关键部件寿命延长至 10 年以上,显著降低因电机故障导致的停机风险。严格执行 GB/T 14048.4 标准,是保障桥式起重机稳定运行的基础。