热敏电阻在电动机保护中的应用VIP免费

第48卷第2期2012年4月石油化工自动化AUT0MATIONINPETRO-CHEMICALINDUSTRYVo1．48，No．2April，2012热敏电阻在电动机保护中的应用杨振(东华工程科技股份有限公司，合肥230024)摘要：PTC热敏电阻是一种对其居里温度反应非常敏感的热电阻，国外利用这一特性将其应用于电动机的温度过热保护中。介绍了PTC热敏电阻的物理特性；分析了液氧泵高压电动机联锁保护的实现方法。关键词：PTC热敏电阻电机保护继电器温度联锁保护中图分类号：TH81文献标志码：B文章编号：1007—7324(2012)02—0080—03某大型煤化工项目空分装置采用离心式内压缩液氧泵增压，采用高压电机驱动。液氧泵从瑞士进口。由于不明原因，该液氧泵电动机的联锁保护在空分成套商的设计文件中未给予设计。笔者通过详细研究，成功设计了该泵电动机的联锁保护系统。电动机是工业生产中广泛应用的一种驱动设备，在运行过程中，温度过高会导致绝缘老化，大大缩短电动机的使用寿命，甚至会使绝缘损坏而发生烧毁电动机的事故n]。因此，重要的电动机必须设置温度监视及联锁保护系统。常见的保护方式是在电动机内部埋入铂热电阻，将信号引入控制系统，但在西方发达国家，电动机内部不仅埋人常规的铂热电阻，同时还埋人热敏电阻。铂热电阻一般用于电动机的温度监视，热敏电阻用于温度的联锁保护。该项目中，液氧泵高压电动机定子绕组设置2组3套管式PTC热敏电阻，1组用于温度高报警(报警值130℃)，另1组用于温度高高联锁停机保护(联锁值150℃)。电机轴承非轴伸端设置1组单支式PTC热敏电阻，用于温度高高联锁停机保护(联锁值120℃)。其余轴系温度监测均采用Ptl00热电阻。与常规泵保护系统不同的是，该泵保护采用普通Ptl00和PTC热敏电阻相结合的方法。对于PtlOO温度信号，配备接收Ptl00信号的卡件或者温度变送器即可实现，但是对于PTC热敏电阻信号的处理，国内尚没有成熟的案例。因此，PTC热敏电阻信号的处理是该工程的一个难点。1PTC热敏电阻简介热敏电阻是由金属氧化物或半导体材料制成的热敏元件，一般测温为一100～300℃。热敏电阻的响应时问远小于普通热电阻，一般用于测量反应速度快的场合l2]。按其温度特性可分为正温度系数(PTC)热敏电阻、负温度系数(NTC)热敏电阻、临界温度(CTR)热敏电阻[。PTC热敏电阻是一种以钛酸钡为主要成分的高技术半导体功能陶瓷材料，当温度在某个温度值(居里温度)附近时，其阻值发生阶跃性变化。正是利用PTC热敏电阻对居里温度的敏感性能，国外先进电动机厂已经将其用于电动机的安全保护系统中。PTC热敏电阻的主要物理特性有电阻_温度特性、电压一电流特性、电流一时间特性l4]。2．1电阻韫度特性电阻_温度特性通常简称为阻温特性，根据德国标准DIN44081-1985的规定，通用型单支式PTC热敏电阻的电阻—温度特性如图1所示。图1PTC热敏电阻阻温特性曲线其中表示PTC热敏电阻的响应温度，即居里温度，由PTC热敏电阻本身的物理特性决定。一般P1、C热敏电阻的NAT为40~300℃【5]。2．2电压一电流特性电压_电流特性，即伏安特性，是PTC热敏电阻实际工作状态下的电压、电流之间的关系，典型稿件收到日期：2011—12—08，修改稿收到日期：2012-01—18。作者简介：杨振(1986一)，男，2007年毕业于北京化工大学自动化专业，毕业后一直在东华工程科技股份有限公司从事自控设计工作。万方数据第2期杨振．热敏电阻在电动机保护中的应用81曲线如图2所示。图2PTC热敏电阻伏安特性曲线从上图可以看出，PTC热敏电阻的伏安特性曲线可以分为三个区间：左边区间，由于PTC热敏电阻两端所加电压较低，由功耗引起的温升电阻变化很小，称为等电阻段；中间区间，由于元件的功耗可以通过自身电阻的变化调整而基本保持不变，称为等功率段；右边区间，因受电压效应的影响，电阻阻值增大速度减慢，电流变化逐渐趋于平稳。2．3电流一时间特性电流一时问特性表示在PTC热敏电阻两端加上额定工作电压时，流过电阻的电流随时间而变化的特性，典型曲线如图3所示。图3PTC热敏电阻电时间特性曲线在PTC热敏电阻两端施加某一电压的瞬间，由于其初始阻值小，电流迅速增大。随着时间的推移，PTC热敏电阻发热，进入正温度系数特性区域，电阻阻值急剧增...