防爆電機控制系統(tǒng)除了要能滿足生產(chǎn)機械的具體工藝要求外，要想長期無故障地運行，還必須要有各種保護措施。保護環(huán)節(jié)是所有機床電氣控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分。電氣控制系統(tǒng)中的保護環(huán)節(jié)包括：短路保護、過流保護、弱磁保護、過載保護、欠(零)壓保護。

1. 防爆電機短路保護系統(tǒng)

    防爆電機繞組、導線的絕緣損壞或線路發(fā)生故障時往往會引起短路，巨大的短路電流會導致電氣設(shè)備損壞。因此發(fā)生短路時，必須迅速切斷電源。

    常用的短路保護元件有熔斷器和自動開關(guān)。

    熔斷器結(jié)構(gòu)簡單、價廉，但動作準確性較差，熔體斷了后需重新更換，而且若只斷了一相還會造成防爆電機的單相運行，所以只適用于自動化程度和動作準確性要求不高的系統(tǒng)。

對于自動開關(guān)，只要發(fā)生短路就會自動跳閘，將三相電路同時切斷。自動開關(guān)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，操作頻率低，廣泛用于要求較高的場合。

2. 防爆電機過流保護系統(tǒng)

    廣泛應(yīng)用于直流防爆電機或繞線轉(zhuǎn)子異步防爆電機，由于三相籠型異步防爆電機短時過電流不會產(chǎn)生嚴重后果，故一般不采用過流保護而采用短路保護。

    過電流往往由于不正確的啟動和過大的負載轉(zhuǎn)矩引起，一般比短路電流要小。

    防爆電機運行時，產(chǎn)生過電流的可能性比發(fā)生短路的可能性要大得多，頻繁正反轉(zhuǎn)啟動、制動的重復(fù)短時工作的防爆電機更是如此。

    直流防爆電機和繞線轉(zhuǎn)子異步防爆電機線路中的過電流繼電器也起著短路保護的作用，一般過電流動作時的電流強度值為啟動電流的1.2倍左右。

3. 防爆電機弱磁保護系統(tǒng)

    直流防爆電機必須在一定磁場強度下才能啟動，如磁場太弱，防爆電機的啟動電流就會很大；直流防爆電機正在運行時磁場突然減弱或消失，防爆電機轉(zhuǎn)速就會迅速升高甚至發(fā)生飛車。

弱勵磁保護是通過在防爆電機勵磁回路中串入弱磁繼電器（電流繼電器）來實現(xiàn)的，在防爆電機運行中，如果勵磁電流消失或降低很多，弱磁繼電器就釋放，其觸點切斷主回路接觸器線圈的電源，使防爆電機斷電停車。

4. 防爆電機過載保護系統(tǒng)

    防爆電機長期超載運行、其繞組溫升超過允許值，繞組的絕緣材料就會變脆，防爆電機的壽命就會減少，嚴重時甚至會損壞防爆電機。過載電流越大，達到允許溫升的時間越短。常用的過載保護元件是熱繼電器。熱繼電器可以滿足這樣的要求：當防爆電機在額定電流下運行時，防爆電機的溫升為額定溫升，熱繼電器不會動作，在過載電流較小時，熱繼電器要經(jīng)過較長時間才會動作，過載電流較大時，熱繼電器會在較短時間內(nèi)動作。

    由于熱慣性的原因，熱繼電器不會因防爆電機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作，所以在使用熱繼電器作過載保護的同時，還必須設(shè)有短路保護。用作短路保護的熔斷器的熔體的額定電流不應(yīng)超過熱繼電器發(fā)熱元件額定電流的4倍。

當防爆電機的工作環(huán)境溫度和熱元件工作環(huán)境溫度不同時，保護的可靠性會受到影響。現(xiàn)在，較好的熱繼電器一般都采用熱敏電阻作為測溫元件，將熱敏電阻串在防爆電機繞組中，能更準確地測量出防爆電機繞組的溫升。

5. 防爆電機欠(零)壓保護系統(tǒng)

    防爆電機正在運行時，電源電壓過分地降低會引起防爆電機轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn)，或者引起一些電器動作，造成控制線路不正常工作；電源電壓因某種原因消失，那么在電源電壓恢復(fù)時防爆電機就將自行啟動。這兩種情況都可能引起設(shè)備損壞甚至人身事故，因此必須予以保護。針對電壓過分降低的保護稱為欠電壓保護；為防止電壓恢復(fù)時防爆電機自行啟動的保護稱為零壓保護。

    防爆電機自鎖環(huán)節(jié)兼作欠壓保護

    許多機床不是用控制開關(guān)，而是用按鈕開關(guān)操作的。利用按鈕的自動復(fù)位作用和接觸器的自鎖作用，可不必另設(shè)零壓保護繼電器。如圖2.27所示，當電源電壓過低或消失時，接觸器KM釋放，KM的主、輔觸點同時打開，使防爆電機電源切斷并失去自鎖。當電源恢復(fù)正常時，必須操作人員重新按下啟動按鈕SB2，才能使防爆電機啟動。所以象這樣帶有自鎖環(huán)節(jié)的電路本身就具有零壓保護作用。

防爆電機欠壓保護線路例

    圖2.26中，電壓繼電器KZ起零壓保護作用，當電源電壓過低或消失時，電壓繼電器KZ就要釋放，接觸器KM1、KM2也隨之失電，因為此時主令控制器QC不在零位（即QC0未閉合），所以在電壓恢復(fù)時，KZ不會通電動作，接觸器KM1、KM2也就不會得電。要使防爆電機重新啟動，必須先將主令開關(guān)QC打回零位，使觸點QC0閉合，KZ通電并自鎖，然后再將QC打向正向或反向位置，防爆電機才能啟動。這樣就通過KZ繼電器實現(xiàn)了欠壓保護。

 

    許多機床不是用控制開關(guān)，而是用按鈕開關(guān)操作的。利用按鈕的自動復(fù)位作用和接觸器的自鎖作用，可不必另設(shè)零壓保護繼電器。如圖2.27所示，當電源電壓過低或消失時，接觸器KM釋放，KM的主、輔觸點同時打開，使防爆電機電源切斷并失去自鎖。當電源恢復(fù)正常時，必須操作人員重新按下啟動按鈕SB2，才能使防爆電機啟動。所以象這樣帶有自鎖環(huán)節(jié)的電路本身就具有零壓保護作用。

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