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电机堵转是什么意思_电机堵转怎么解决

屈育成 来源:网络整理 作者:网络整理 2019-12-31 09:05 次阅读

电机堵转是什么意思

电机堵转是电机在转速为0转时仍然输出扭矩的一种情况,一般都是机械的或者人为的。由于电机负载过大、拖动的机械故障、轴承损坏扫堂等原因引起的电动机无法启动或停止转动的现象。电机堵转时功率因数极低,堵转时的电流(称堵转电流)最高可达额定电流的7倍,时间稍长就会烧坏电机。因此,电机的一般性试验就包括堵转试验这一项。

电机转动时,定子绕组形成的旋转磁场拖动转子旋转,而转子中感应电流所产生的磁场也在定子绕组感应出反电势,也就是我们说的感抗,起到阻止电机定子电流增加的作用。

电机堵转怎么解决

我们来认识一下电动机的运行曲线和保护曲线,如下:

电机堵转是什么意思_电机堵转怎么解决

图1:电动机曲线

图1中,横坐标是电流,纵坐标是电机时间;图中位置较低的黄色曲线是电动机曲线,位置较高的曲线是保护装置的曲线,也即保护电动机断路器的脱扣曲线。

1.电动机的起动过程

第一阶段,起动静止阶段

设想,我们的电动机回路开关闭合,于是电动机被瞬间加上电压。由于电机带有负载,在负载的阻转矩和电机转子旋转惯性的作用下,电机并不会立即旋转,其转子还停留在静止状态。这时出现在电机定子绕组中的电流叫做起动冲击电流Ip,见横坐标的标识。

起动冲击电流Ip的大小约等于电动机额定电流的10~14倍。一般按12倍来计算。

第二阶段,起动和堵转阶段

电机转子开始旋转,电机电流开始回落。在电机曲线的中段横坐标中我们能看到起动电流的标识。

同时,电动机的堵转电流也出现在这里。

起动和堵转电流Ir约等于额定电流的4~8.4倍。一般按6倍来计算。

第三阶段,运行阶段

运行阶段电动机转子转速已经到达额定值,电机电流也回落到额定值。在电机曲线的最左侧,也即曲线的最高处,我们看到了横坐标上标记了额定运行电流。

电动机额定运行电流In在数值上大约等于2倍的电动机额定功率Pm。例如某电机的功率是1kW,则它的额定电流大约等于2X1=2A。

2.电动机需要何种保护?

从图1中我们能看到,电动机需要有三种类型的保护:

第一种是过载保护。它的特点是:电流范围从0.7倍额定值到1.2倍额定值,保护动作的时间长度与电流大小相反。电机电流越大,保护动作时间也就越短。这种电流-时间关系被称为反时限L动作关系。

值得注意的是,电流-时间动作曲线不一定成反比,也可能与电流的平方成反比。从图1中我们能看到L保护曲线是反时限的。

我们看到L参数的垂直线部分有可调电流的标记,曲线部分则有可同时调电流和时间的标记。

第二种就是堵转保护。

我们已经知道,当电动机起动时它的起动电流较大,而且需要经历一定的时间。因此,堵转保护的动作值和时间长度必须将电动机的起动排除掉。

在实际设定保护时,我们只需要让保护动作的电流值大于电动机的起动电流,让保护动作的时间长度大于电动机起动时间。由于此处的整定值是固定的,因此电流-时间的特性曲线是水平线和垂直线,又叫做定时限R动作关系。

我们从图1中能看到R保护曲线是定时限的。我们看到R的垂直线有可调电流的标记,水平线有可调时间的标记。

第三种是短路保护。

我们已经知道,电动机的起动冲击电流很大,可达10~14倍额定值。因此,短路保护的整定值必须大于电动机的起动冲击电流。

短路保护I参数的曲线是定时限的,而且时间不可调。它的动作时间其实就是保护装置测量和执行短路保护的最短时间。

图1中的I保护就是短路保护。我们看到它的垂直线有可调电流值的标记。

3.执行电动机保护的元器件和它们之间的协调关系

电机堵转是什么意思_电机堵转怎么解决

图2:电动机保护的元器件及保护协调关系

图2的左边就是主回路中的保护元件。其中执行过载保护的是热继电器,执行短路保护的是断路器,执行合分操作的是接触器。

当发生短路时,在断路器还未动作前,热继电器和接触器必须要承受短路电流的热冲击。因此,断路器的短路保护动作关系与热继电器和接触器之间一定存在保护的协调配合关系,见图2右图中的各个曲线。

由于内容很多,限于篇幅此处略去配合关系的讨论和说明。

4.当玩具电机由电池供电时,我们用手捏住它的转子,强制性地让电机出现堵转。

由图1可知,此时一定会出现堵转电流。我们来看下图:

电机堵转是什么意思_电机堵转怎么解决

图3是正常运行状态的电机,我们看到,加载在电机两端的电压会略低于电池电动势,其差值就是电池内阻r上的压降。

当电机出现堵转时,电流相对额定值要大得多。我们从图4中看到,电机两端的电压从U急剧下降到,下降的原因是因为堵转电流在电池内阻r上的电压也急剧增加,致使加载到电机两端的电压也降低。

但是,由于这时的电流是堵转电流,它将对电机定子绕组中产生剧烈的加热作用,严重时将使得电机烧毁。

在实际工作中,例如起重机电机,当起重物体太重超过电机的载荷能力,这时电机是否会烧掉呢?

答案是否定的。起重机的电机是一种专门设计的电机,当载荷过大超过起重能力时,即使此时电机的转速近于零,但电机定子电流却增加不多。

起重电机在转子回路中串接了许多电阻,使得电机电流不会因为堵转而大增,由此保护电机。

这种特性叫做电动机机械特性的硬度。电动机负载特性越硬,带载能力就越强,堵转后的电流也就越大,电机也越容易烧毁;反之,电动机机械特性越软,带载能力就越差,但堵转后的电流就越小,电机越不容易烧毁。

下图是起重电机的机械特性曲线:

电机堵转是什么意思_电机堵转怎么解决

我们看到,转子中电阻串的越多,它的机械特性就越软,由此保护电机。

有点象硬汉子脾气大,力气也大,干活时就要仰仗硬汉子。但谈判时硬汉子非出问题不可,这时就需要依靠肯动脑筋的软汉子,或者娘子军了。

堵转对电机的危害

电机堵转的原因很多:转子与定子接触被卡死、被驱动设备卡死、设备负荷太大电机无法驱动等等,都会造成堵转。

电机堵转后定子绕组将流过5-10倍的额定电流,使得定子快速发热,烧毁绕组;电机应当装设过流保护,当电机合闸启动后较长时间不能转动、电流不能降下来,过流保护将动作,跳开电机的电源开关。这个过流保护可以是热继电器,也可以是空气开关自带的过流保护,也可以是外装的过流保护; 过流保护动作后,立即对电机进行检查,确定问题后进行检修。

解决堵转的常规手段:首先要确定正常工作时的电流究竟是多少,这个要实际值,不是理论的。

其次你的电机是否确定不容许出现堵转的情况。那么如果一次都不能堵转,最简单的办法是在电路中加入保险丝,保险值为1.5-2倍正常电流值。最有效的方式是在负载中串入一个采样电阻,用MCU来采集回路电流,当达到需要保护的电流值后关断电机。

总之

1、由于负载电流是随时变化的,“加电阻”时电阻的电压降也是变化的,那么负载电压就会不稳定,影响电机的功率输出。得不偿失的一招。

2、由于负载电流是比较大的,电阻上的功率消耗也比较大,会造成电能的损失,还会增加发热量,很不实用,非常不实用。

3、防止电机堵转烧毁,最好的办法是采用过流继电器、熔断保险管等。

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    发表于 02-21 10:25

    大型汽轮发电机环形引线汽故障分析

    大型汽轮发电机环形引线汽故障分析_赵伟铎
    发表于 01-07 16:52 2次下载

    笼型三相异步电动机的空载和电流

    笼型三相异步电动机的空载和电流_陈金刚
    发表于 01-02 16:58 2次下载

    马达检测

    各位,手头项目,有各种马达,驱动电流和电流不同。之前的方案,通过采样电阻来判断马达是否,这样做的弊端,驱动电流就很大的,会误认为是。有没有其他的办法来区分马达是正常驱动还是?非常感谢。
    发表于 12-12 16:17

    】伺服与步进电机的区别

    或负载过大易出现丢步或的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度
    发表于 08-19 22:01

    简单的过流保护电路可以防电机吗?

    这个简单的过流保护电路可以防电机吗?
    发表于 01-25 09:27

    无感电机控制怎么转下调节电流环?

    无速度传感器电机控制怎么转下调节电流环?调节电流环是不是一般都
    发表于 01-19 10:59

    电流判断极限?

    如果要靠电流来判断电机极限位,但是直流电机电流比电源供给的电流还大,怎么样处理才既能判断极限位又能防止电机拉低电源呢?
    发表于 01-05 11:31

    求一个直流电机保护电路 谢谢大家

    AVR单片机控制电机正反转 如题保护电路 跪求
    发表于 11-01 10:03

    新西达电机A2212/13T 1000KV,这个1000KV是什么意思?最大耐压?

    如果这个电机发生了时候三相电压的值是如何确定的呢?这个电压值是和电机参数有关?还是随机的?这个值会一直保持恒定不变么??
    发表于 04-08 16:38

    有刷电机控制器方案

    有刷电机控制器方案介绍1.转动把就可以控制电动车的速度;2.自动判断电机转速,使电机反转过度;3.欠压保护、限流保护、防飞车保护、保护防水处理、螺丝防松处理;
    发表于 12-24 11:33

    微步步进电机驱动器在AFS应用中检测的实现

    与传统步进电机驱动器IC相比,NCV70522包含BEMF输出,能够实时地准确地反应电机运转情况,非常适合汽车自适应前照灯系统中的应用。检测阈值可以根据电机速度、负载特性及供电电压的不同来调节
    发表于 01-28 11:51 3998次阅读
    微步步进<b>电机</b>驱动器在AFS应用中<b>堵</b><b>转</b>检测的实现

    基于无刷直流电机的执行器防转系统的设计

    基于无刷直流电机的执行器防转系统的设计
    发表于 08-06 13:01

    小家电马达保护方案探讨

    马达在小家电中是非常关键的设备,如何设计一个高可靠性的马达系统是判断这些小家电质量的一个很重要的指标,本文正是讨论小家电中会经常碰到的马达的保护问题。
    发表于 07-13 08:43 2434次阅读
    小家电马达<b>堵</b><b>转</b>保护方案探讨

    星.三角起动的三相电动机保护电路图

    星.三角起动的三相电动机保护电路图
    发表于 04-03 14:01 1620次阅读
    星.三角起动的三相电动机<b>堵</b><b>转</b>保护电路图

    MATLAB在三相异步电机短路试验中的应用

    根据三相异步电动机的工作原理,电磁关系以及短路时的特点,建立电动机短路时的电磁变化规律和数学模型,从而对三相异步电机进行短路试验的仿真研究。本
    发表于 06-18 08:23 43次下载

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