《电机驱动与调速》第10讲（保护电器）

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讲项目2电机驱动常用低压电器

任务5常用低压保护电器情景1熔断器情景2热继电器教学目标1、熟悉熔断器2、掌握热继电器

教学重点熔断器教学难点热继电器教学方法探究式、演示、情境交融、启发互动式教学法教学手段多媒体教学、动画演示教学作业布置

作业题2-52教学过程：情景1熔断器

1、结构熔断器的组成有熔体和熔体座等部分。

2、功能熔断器串联于被保护电路中，当电路电流超过一定值时，熔体因发热而熔断，使电路被切断，从而起到保护作用。熔体的热量与通过熔体电流的平方及持续通电时间成正比，电路短路时电流很大，熔体急剧升温立即熔断。而当电路电流值等于熔体额定电流时，熔体不会熔断。所以熔断器作短路保护。3

3、特性

熔体是熔断器控制熔断特性的关键部分，如图2-30（a）所示。熔体材料分为低熔点和高熔点两类。

低熔点材料（如铅和铅合金）熔点低易熔断，因电阻率较大，故制成熔体的截面尺寸较大，熔断时产生的金属蒸气较多，只适用于分断能力低的熔断器。

高熔点材料（如铜、银）熔点高，不易熔断，因电阻率较低，可制成较小的截面尺寸，熔断时产生的金属蒸气少，适用于分断能力高的熔断器。4

（a）熔体(b)瓷插式(c)螺旋式

(d)有填料密封管式（e）无填料密封管式

（f）导轨式（g）快速式（h）自复式图2-30熔断器外形图5熔体的形状分为丝状和带状两种。

熔断器有反时延特性，即过载电流小时熔断时间长，电流大时熔断时间短。故在一定过载电流范围内，当电流恢复正常时熔断器不会熔断而能继续使用。

4、类型

（1）瓷插式熔断器瓷插式（也称插入式）熔断器常用于380V及以下电压等级的线路末端，作为配电支线或电气设备的短路保护用。如图2-30（b）所示。（2）螺旋式熔断器熔体的上端盖有一熔断指示器，一旦熔体熔断，指示器马上弹出，可透过瓷帽的玻璃孔观察到，它常用于机床电气控制设备中。螺旋式熔断器分断电流较大，可用于电压等级500V及其以下、电流等级200A以下的电路中作短路保护。如图2-30（c）。6

（3）封闭式熔断器封闭式熔断器分有填料和无填料熔断器两种。有填料封密式熔断器如图2-30（d）所示，一般用方形瓷管，内装石英砂及熔体，利用狭沟灭弧法熄灭电弧，分断能力强，用于电压等级500V以下、电流等级1KA以下的电路中。无填料封密式熔断器如图2-30（e）所示，其熔体装入封密式圆筒中，分断能力稍小，用于500V以下、600A以下电力网或配电设备中。

（4）快速熔断器快速熔断器是作半导体整流元件或整流装置的短路保护。因半导体元件的过载能力很低，只能在极短时间内承受较大过电流，故要求短路保护具有快速熔断的能力。快速熔断器的结构和有填料封闭式熔断器基本相同，但熔体材料和形状不同，它是以银片冲制的有V形深槽的变截面熔体。如图2-30（g）所示。7

（5）自复式熔断器采用金属钠作熔体，常温下具有高电导率。电路短路时，短路电流产生高温使钠迅速汽化，汽态钠呈现高阻态，从而限制了短路电流。当短路电流消失后，温度下降，金属钠恢复原来的良好导电性能。自复熔断器只能限制短路电流，不能真正分断电路。其优点是不必更换熔体，能重复使用。如图2-30（h）。情景2热继电器

1、结构和原理热继电器是利用电流的热效应原理来保护设备，使电气设备免受长期过载的危害，主要用于电动机的过载保护、断相保护、三相电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制。8

热继电器的结构和原理如图2-31所示。（a）外形图（b）原理图图2-31热继电器（1）组成热继电器有热元件、双金属片和触点三部分。9

（2）特点使用热继电器对电动机进行过载保护时，将热元件与电动机的定子绕组串联，将热继电器的常闭触头串联在交流接触器的电磁线圈的控制电路中，并调节整定电流调节旋钮，使人字形拨杆与推杆相距一适当距离。当电动机正常工作时，通过热元件的电流即为电动机的额定电流，热元件发热，双金属片受热后弯曲，使推杆刚好与人字形拨杆接触，而又不能推动人字形拨杆。常闭触头处于闭合状态，交流接触器保持吸合，电动机正常运行。

（3）要求

热继电器不能作短路保护，因短路时热惯性不能立即动作而使电路立即断开。故电机起动或短时过载时，热继电器不会动作，可避免电机不必要的停车。10

（4）原理当电动机过载时：流过热元件的电流增大→双金属片温度升得更高→经过一定时间后，弯曲程度加大→推动人字形拨杆→人字形拨杆推动导板→常闭触头断开→常闭触点是串接在电动机的控制电路中的，控制电路断开使接触器的线圈断电→断开交流接触器线圈电路→断开电动机的主电路→电动机停车得到保护。

人字形拨杆的左臂用双金属片制成。当环境温度发生变化时，主电路中的双金属片会产生一定弯曲，这时人字形拨杆的左臂也会发生同方向的弯曲，从而使人字形拨杆与推杆之间的距离基本保持不变，保证热继电器动作的准确性。这种作用称温度补偿作用。11

（5）复位方式螺钉是常闭触头复位方式调节螺钉。

螺钉位置靠左时，电动机过载后常闭触头断开，电动机停车后热继电器双金属片冷却复位，常闭触头的动触头在弹簧作用下自动复位。此时热继电器为自动复位状态。若将螺钉逆时针旋转向右调到一定位置，此时电机过载时，热继电器的常闭触头断开，其动触头将摆到右侧一个