电机过载保护器(又称过载继电器或热保护器)的核心功能是防止电机因长时间过载运行而烧毁,其工作原理基于 **“电流过热” 的关联特性 **—— 电机过载时,绕组电流会超过额定值,导致绕组温度升高,若持续时间过长,会损坏绝缘层甚至烧毁电机。保护器通过监测电流或温度的异常变化,触发保护动作(切断电源或报警)。
根据监测方式的不同,过载保护器可分为双金属片式(热动式) 和电子式两大类,具体工作原理如下:
一、双金属片式过载保护器(传统机械结构)
这是最常见的传统类型,结构简单、成本低,广泛应用于中小型电机。
核心元件:由两种膨胀系数不同的金属片(如铜和铁)碾压结合而成的 “双金属片”,以及一套杠杆触发机构。
工作过程:
电流监测:保护器的发热元件(电阻丝或电流互感器线圈)与电机主电路串联,电机运行时,电流通过发热元件产生热量,热量传递给双金属片。
温度变形:当电机正常运行时,电流在额定范围内,发热元件产生的热量有限,双金属片温度较低,形状不变,电路保持接通。
过载触发:当电机过载(如负载突然增大、电压过低导致电流上升),电流超过额定值,发热元件产生的热量增加,双金属片温度升高。由于两种金属膨胀系数不同,会向膨胀系数小的一侧弯曲变形。
保护动作:双金属片弯曲到一定程度后,推动杠杆机构,使串联在电机主电路中的触点断开,切断电源,电机停止运行,避免过热损坏。
复位功能:故障排除后,双金属片随温度下降逐渐恢复原状,触点可手动或自动闭合,电机恢复供电(部分型号需手动按复位按钮)。
特点:响应速度较慢(依赖温度积累),但结构简单、成本低,能模拟电机绕组的发热特性(过载电流越大,动作时间越短),适合对保护精度要求不高的场景。
二、电子式过载保护器(现代智能型)
随着电子技术发展,电子式保护器逐渐替代传统机械结构,适用于对保护精度、功能扩展性要求高的场合(如工业自动化设备)。
核心元件:电流传感器(如霍尔传感器、电流互感器)、单片机(MCU)、比较电路、执行继电器等。
工作过程:
电流采集:电流传感器实时监测电机的三相或单相电流,将电流信号转换为电压信号,传输给单片机。
数据处理:单片机内置算法,将实时电流与电机额定电流进行比较,同时计算电流超过额定值的持续时间(即 “过载倍数 × 时间”)。
阈值判断:根据预设的保护曲线(模拟电机允许的过载能力,如 “1.2 倍额定电流可持续 20 分钟,1.5 倍可持续 1 分钟”),当实时电流和持续时间超过阈值时,判定为过载。
保护动作:单片机触发执行继电器,切断电机电源,同时可能通过指示灯或通讯接口发出报警信号。
附加功能:部分电子式保护器还可监测缺相、过电压、欠电压等故障,支持参数自定义(如调整过载阈值)、远程复位和数据上传。
特点:响应速度快、保护精度高,可设置多种保护参数,适合复杂工况,但成本高于双金属片式。
VEMTE传动减速机
无论是机械型还是电子式,过载保护器的核心逻辑都是:通过监测电流或温度,判断电机是否处于 “长时间过载” 状态,进而切断电源以保护绕组绝缘。选择时需根据电机功率、负载特性(如启动频繁程度)和保护需求(精度、功能)确定类型,确保既能可靠保护,又不会因误动作影响正常运行。