电动机机体过热保护与遥控停机的装置研制应用

高宝安 王 森 贾东军

（枣庄大兴矿业有限责任公司，山东 枣庄 277319）

1 概况

电动机在生产、生活领域应用十分广泛，正常使用情况下，电动机的寿命一般为15～20年。实践证明，电动机烧坏的主要因素是绝缘老化。一方面电动机温升值与绝缘材料的临界值保护，决定着电动机的使用寿命；另一方面电动机基础性的绝缘结构及绝缘材料的选择，决定着电动机耐压和耐温等级。据不完全统计，枣庄大兴矿业有限责任公司现正在使用2.2～170kW低压电动机134台，潜水泵24台，占电网用电总量的71%，是矿山应用最为广泛的动力设备。2018年烧毁7.5～170kW电动机数量36台、功率1019.5kW，占总数量的26.9%；烧毁潜水泵48台、功率211kW，占总数量的200%。每年电动机、潜水泵在烧毁过程中还会消耗电能，仅修理费就高达3万余元，造成停工停产损失达数十万元。此外电机修理后功率下降，耗电量大，性能下降，直接影响正常生产。每年因维修电动机需要用的漆包线高达1000kg有余。分析该矿2018年电动机、潜水泵烧毁原因，得出在电动机定子绕组内部装设温度遥控开关，信号通过遥控方式作用到其控制回路，当电动机出现超温时自动断开其主回路，有效地遏制了电动机被烧毁的现象。

2 电动机烧坏原因分析

（1）电动机过载或在过载期间频繁启动，启动时间过长或者启动间隔时间太短，都会引起电动机5倍以上的温升值，是电动机烧坏的主要原因。

（2）拖动带有机械故障的设备，使电动机出力增大，或被卡住不转、或转速急剧下降，使电动机电流瞬间达到5倍以上，定子绕组迅速升温过热。

（3）电动机长时间过负载运行，定子电流超过额定电流，电动机过热。

（4）环境和通风散热方面的原因。电动机工作环境和通风温度过高，电动机得不到良好的通风散热而过热；风扇破损、变形、松脱、灰尘、油垢过多，使电动机通风散热不良而温升过高。

（5）潜水泵烧坏的主要原因：水抽干而设备继续空转，机械密封进水，叶轮被异物缠住，轴承损坏，三相电压电流不平衡等而温升过高。

3 供电开关与电磁起动器的选择

井下低压供电，选用淮南万泰电子股份有限公司生产的矿用隔爆型真空馈电开关，型号为KBZ-200、400/1140（660）II（以下简称开关），能完成过载、短路、漏电闭锁、漏电保护、选择性漏电保护、欠压、过压、三相不平衡、断相、温度保护、瓦斯保护、风电闭锁等多种保护功能。

井下低压起动器，选用淮南万泰电子股份有限公司生产的矿用隔爆型真空电磁起动器，型号为QBZ-80、120、200/1140（660）；南京双京电气有限责任公司生产的矿用隔爆兼本质安全真空电磁起动器，型号为QJZ-60(30)/660(380)（以下简称起动器）。控制电动机可实现直接起动、停止，并可在停机时进行换相。电子保护器均具有短路、过载、断相、漏电闭锁等保护功能。

4 电动机机体超温保护遥控断电装置

4.1 遥控器使用说明

（1）选择一种交流36V遥控器、温度开关、超温语音提示、36V中间继电器，组成超温保护遥控装置；

（2）技术参数：输入电压AC36V，输出功率≤800W，接收频率433MHz，接收距离≤30m，遥控器电池12V；

（3）温度开关型号：KSD 9700 250V 5A 90℃，在温度100℃中动作时间≤9s，触点容量5A；

（4）采用智能对码方式，按下设定键，控制器板上指示灯亮，进入对码工作状态，表示此键己被主板记录并存储下来，再按一次设定键，板上指示灯熄灭，对码过程结束。

4.2 改造与控制过程

（1）将遥控器启动键两接点与温度开关线焊接，连接线留有适当长度，将温度开关镶嵌到电动机定子绕线的前端，用绝缘带封住，另将遥控器用绝缘胶带封闭后放在电动机接线腔内，不影响主接线。如图1所示。

（2）将接收器主板放在80A接线盒内，从主板继电器两常闭点上引线接到QBZ-80启动开关接触器CKJ线圈控制回路，从主板继电器两常开点上引线接到超温指示灯，再将接收器主板用绝缘胶带封闭，防止受潮。如图2所示。

（3）当电动机绕组温度达到90℃时，温度开关动作闭合，遥控器向接收器发射信号，固体继电器吸合，常闭点打开，QBZ-80A开关接触器断开，电动机主回路断电，电动机停止运转，同时接收器固体继电器吸合，常开点闭合，电动机超温指示灯亮。

图1 温度开关镶嵌到电动机内的结构图

图2 超温遥控停机控制原理图

（4）如果选择在井下使用，可在直线30m距离内；如果选择在地面使用，可在50m距离范围内。

5 改造后的优点

（1）能有效地控制电动机、潜水泵实际超温，并发出超温提示，强制设备不在超温下运行，防止电动机烧坏。每年可节约漆包线、人工费、耗能费、停工影响、功率下降及耗电费等50多万元。

（2）能有效地控制电动机超温对绕组形成的绝缘老化，保障电动机使用寿命。

（3）结构上简单，操作简便，安全可靠，实用性强，投资少。

6 结语

电动机机体超温保护与遥控停机装置，在电子产品迅速发展的今天，是在实践和探索中总结出来的专项保护技术与老式综合保护的竞技，有效地防止了电动机、潜水泵超温保护不动作或误动作现象。通过此控制装置，机电设备动态安全运行得以增强，矿井机电设备效率显著提升，为机械化换人、自动化减人奠定了基础。