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摘要：电动机是动力设备运行中必不可少的一部分，它直接关系着工业生产和设备运行。现阶段随着科学技术的不断发展以及工业种类的增多，电动机所应用的环境也越来越复杂，条件也越来越多变，因此在电动机使用过程中必须做好故障防范和处理，确保电动机的稳定安全运行。在当下的工业生产和设备运行中，每年都会有大量的电动机因为故障而损坏，浪费了大量的资金和能源。因此，及时、有效、可靠地保护电动机对国民经济有重要意义。分析了电动机的故障原因、保护原理并介绍了多功能智能化电动机保护器的构成原理。由于采用数字集成电路、运算放大器和电磁兼容性设计，使多功能智能化电动机保护器能实现对电动机的多功能、智能化的保护。
关键词：智能型；电动机；保护器
前言
电动机是炼油、化工厂中广泛应用的设备之一，是其他机电设备的动力源泉，电动机正常的输出是其驱动的机电设备正常工作的前提。因此，确保电动机的正常运转是非常重要的。然而，供电状态和成产负荷的多变性，使电动机往往不能在额定工作环境中运行，常出现电动机过载、短路、缺相、过压、欠压等故障，如不及时发现并处理，易造成烧坏电动机。因此，及时的判断电动机的故障，并对电动机进行相应的保护，就能有效地防止灾难性事故的发生。
一、电动机保护装置的发展
在最初阶段电动机的保护装置是由熔断器、接触器与热继电器的组合所成，该装置制作简单、安装方便、成本也比较低，但是其在精度功能方面比较差，随着发展速度的加快，越来越不能满足当下的发展。在上个世纪末，半导体元件以及计算机技术开始逐渐兴起并得到迅速发展，这也为电动机保护器的发展提供了有利条件，电子式电动保护器应运而生。是随着社会发展速度的进一步提高，对保护器提供了更加高的要求和标准，保护器正在向多样化、智能化、轻量化发展。现阶段电子式电动机保护器已由晶体管发展到集成电路再到微处理芯片，产品集保护、遥测、通信、遥控于一体。尤其是智能电动机保护器的出现，它可以实现对电动机发生的各种故障实现保护，使得控制与监视变得尤为方便，大大提高了保护和控制的可靠性。
二、智能型电动机保护器的构成原理
智能电动机保护器的工作核心为单片机，单片机能够及时校正电压电流互感器的非线性度，并计算电压电流的有效值，有效避免了波形畸变对采样精度的影响，使采样和整定精度得到有效提高。同时应用程序编写可拓宽保护器的功能类型，并且只能电动机保护器的体积和成本也得到了有效降低，性价比大大提高。
智能电动机保护器由电流检测电路、温度检测电路、基准电压电路、逻辑处理电路、时序处理电路、启动封锁及复位电路、故障记录电路、驱动电路、电动机控制电路组成。
1、电流检测：采用电流传感器检测电动机三相运行电流，采用电磁感应和霍尔效应原理，对传感器电流有效值进行动态检测，该方法检测精度高、过载能力强。
2、温度检测：采用较为常用的温敏继电器检测电动机的温度。
3、启动封锁及复位。由于电动机启动的瞬间电流非常大，为此启动封锁及复位电路在电动机启动瞬间发出电路封锁信号，启动结束后取消封锁信号，避免保护器因此时电流过大判断为过载和过流而进行保护。
4、逻辑、时序处理。电动机保护器对电动机进行检测时，需正确判断电动机正常、过载、短路、缺相、过压、欠压、过热等工作情况，并作相应的处理，这就要求保护器电路要有严格的逻辑关系和时序关系。逻辑、时序处理采用数字集成电路，将信号按属性组合成过载、短路、缺相、欠压、过热的5路信号，并将其送至故障记忆电路作为故障数据信号将反映电动机过载、过流、欠压、过热4种信号组成一级时钟信号，一级时钟信号受启动封锁电路控制，在电动机启动时不起作用；将反映电动机缺相的信号于一级时钟信号组成二级时钟信号，二级时钟信号不受启动封锁电路控制，实现在任何情况下对电动机的保护动作。为了使保护器能依据运行电流不同的性质以不同方式对电机予以智能化保护，就要对5路信号进行时序处理，即按照它们对应的运行状态给电动机造成的危害程度进行加权延时、分时传送。时序关系也是电路本身的需要，它要求一个信号必须先于另一个信号传送到位，以保证电路正常工作，这类时序处理主要采用门电路的平均延迟时间进行调整。
5、电压的检测。为了实现电动机的欠压保护，必须检测电动机的进线电压，检测原理是直流稳压电源整流输出端引出电压信号，该电压的大小反映稳压电源交流输入电压的变化，而稳压电源交流输入原理是加在电动机的一相电压检测电压与交流输入电压成正比。
6、故障识别与记忆。电动机出现某种故障时，保护器切断电动机的电源处于保护状态，识别与记忆电路对故障予以识别、记忆和指示，以便于调整参数。只有当故障排除后，复位保护器，故障指示才消失，电动机才能再次被启动。
7、电磁兼容性。保护器采用两项措施进行电磁兼容性设计，以达到抗电磁干扰目的：6.1把所有故障信号都分解为故障记忆电路的数据信号和时钟信号，只有时钟信号才能触发启动故障记忆电路，并把各自的积分延时电路都放置在自身产生时钟信号的通道中，其时间常数非常大，即使最严重的电磁干扰信号也难以在如此大的时间常数的积分电路上的作用；6.2在每一时钟信号通道中都设置一个高门限的电路，使干扰信号难以通过.
三、智能型电动机保护器在电动机绕组过热保护中的应用
1、当流过绕组的电流过大，超过电动机的额定电流。电机过载、缺相、欠压都会造成绕组电流超过额定值。例如：电动机在额定负载下缺相，其运行电流的理论值可超过额定电流的6倍；电源电压欠压，运行电流上升的比例将等与电压下降的比例；电机过载时，常造成堵转，此时的运行电流会大大超过额定电流。针对以上情况，电动机保护器可通过对三相电流进行检测，根据运行电流的不同性质来确定不同的保护方式，从而对电机予以智能化的断电保护；即当运行电流在额定电流的1.1----1.25倍时，延时保护；当运行电流超过额定电流的1.25倍时，按过流情况处理，快速保护；当电源缺相时，快速保护；当电源电压低于额定值的15%，即当运行电流增加15%时，延时保护。
2、流过绕组的电流不超过额定值，但由于电机通风不良或环境温度过高，绕组的发热不能及时散出，也能造成其温度超过额定值而烧坏电机。此时，电动机保护器可通过检测壳的温度，对电机进行断电保护。
结语
多功能智能化电动机保护器采用数字集成电路和运算放大器，集过流、缺相、过热、欠压保护于一体，实现了对电动机多功能、智能化、全方位保护。它具有以下优点：（1）采用先进的霍尔电流传感器、测量精度高。（2）具有故障识别和故障记录功能，给分析故障、排除故障带来极大方便。（3）具备较全面的电磁兼容性设计，抗电磁干扰能力强，能满足各种情况的需要。综上所述，智能化电动机保护器在当下社会生产运行中具有良好的应用价值和推广前景。
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