热保护器在电机产品应用的选型

随着技术的发展,电动机应用范围越来越广泛,特别是电动机在日常生活和生产中的用途也越来越重要。但电机烧毁的事故也时有发生,在实际生活中,电机烧毁主要是由以下堵转线圈过热、负载过大电机过载,缺相的等原因造成。加装热保护器是如何对电机进行保护的有效方法之一。热保护器,也叫温度开关、温控开关等。是一种用双金属片作为感温元件的温度开关,电器正常工作时,双金属片处于自由状态,触点处于断开状态,当温度升高至动作温度值时,双金属元件受热产生内应力而迅速动作,打开触点,切断/接通电路,从而起到热保护作用。等到环境温度下降至保护器的复位温度,触点会重新闭合接通电路,电机重新工作。

如何选择合适的保护器至关重要,否则不但不能起到保护作用,反倒会因为选型错误导致电机不能工作,甚至烧毁。

第一  电压、电流的确定

电机有不同的电压范围 380V 230V 220V 110V,直流电机还会有36V 24V 12V等,根据不同的工作电压选择不同额定电压的保护器,原则上是实际应用电压要小于或者等于保护器的额定电压,举例来说,380V的电机不能选用额定电压220V的保护器,而额定电压220V的保护器则可以用在110V的电机中;

电机的电流分为启动电流、正常工作电流和堵转电流三种,选用保护器的额定电流要大于三个电流中的最大值,并需要留有余量。比如一个电机正常工作电流1A, 启动电流1.5A,堵转电流2A,则选用的保护器的额定电流至少在2A,最好能选3A或者5A的额定电流,保留余量。有的电机启动电流大于保护器额定电流,但启动时间较短,而正常工作电流和堵转电流小于保护器的额定电流,这种情况下也可以选择这种保护器。因为启动电流虽然大于额定电流,但由于时间较短,电流热效应还没有来得及使双片发热导致保护器保护,从而不会造成的误动作。

第二 保护温度的选择

保护温度的选择和漆包线绝缘等级、安装位置和保护器类型三个因素相关

1、绝缘等级对应漆包线的最高使用温度,如下图所示

绝缘的温度等级

A级

E级

B级

F级

H级

最高允许温度(℃)

105

120

130

155

180

绕组温升限值(K)

60

75

80

100

125

保护温度以低于最高允许温度为准,举例来说F级的最高温度是155度,实际选型选145度或者150度即可

2、安装位置分为内置在线圈内部和绑扎在线圈外部,因为电机堵转发热时,过热现象从内外外外部蔓延。如果保护器内埋在内部则保护温度略低于漆包线的最高温度即可;如果绑扎在线圈外部,则要考虑内外部的温度差,选择温度更低的保护器。比如说绝缘等级是F级的漆包线,线圈内外温差有20度,则选用155-20=135度左右的保护器;

3、保护器分为纯温度型和温度电流双重保护型两种,两种的区别在于前者在实际使用中电机电流不经过双金属片,没有电流热效应,保护器不会提前跳断保护;后者电机电流经过双金属片,有电流热效应,保护器会提前断开保护。实际选型过程中,纯温度保护器不用考虑电流热效应,实际跳断温度和额定断开温度一致;而温度电流双重保护型则要考虑电流热效应,按照提前跳断的温度值,加高保护器温度。比如堵转电流5A时导致保护器提前10度跳断,则实际选型145度的保护器需要加高10度选155作为断开温度。

第三 保护器寿命的选型

不同电机堵转测试的时间不同对保护器的寿命要求也不一样,比如正常家用电机堵转18天,正常动作复位的循环次数不会超过2000次,选用额定电压电流下寿命2000次以上保护器即可;有些水泵电机只做3天堵转,原则上寿命要求也就几百次。

第四 保护器密封性能的选型

电机线圈在生产过程中会浸漆增强绝缘性能的工艺,浸漆分为滴漆、沉浸、抽真空进漆等工艺,特别是抽真空进漆压力较大的情况,绝缘漆容易进保护器内部,导致保护器失效。安的电子的ST01系列具有极高的密封性,在-0.08MP的情况下,浸漆率可以达到3‰以下;在-0.03MP的情况下,进漆率可以达到万分之一以下。

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