机床电机的过热保护

机床电机的过热保护 机床电机的过热保护 交流 机廉1毫机曲殖藏傈护 胡浩 (湖南文理学院机械工程系,湖南常德415003) 机床在长时间的工作中都要发热,其中以机床电机 绕组投热与机械转动轴承发热较为严重.尤其是在环境 温度较高.散热通风不良的场合,就可能损坏电机绕组 与转动轴承.为此.我们可以通过预理温魔传感器对机 床电机与转动轴承超温运行进行保护,以延长机床设备 的使用寿命. 1过热保护控制电路 图1是机床设备过热保护的电路圈,电源经变压器T 整流桥V,整流,电容c:滤渡稳压二敬管V稳 降压, 压,为控制电路提供15V的稳压电源R是预埋在电机绕 组中或转动轴承处的热敏电阻它与电阻R.,电位器R 串联.从R抽头上取得电压给三极管U提供偏流在电 机绕组或转动轴承的温度较低时.R的阻值较小.a点电 位较低,V截止,晶闸管KP门板触发电压很低而不能导 通,机床电机正常运转.当温度超过设定值时,R.的阻值 上升的较高f见囤2中R的温度曲线).此时.d点电位 升高,导通.KP得到较高的门板电压而触发导通,继 电器线圈K通电,其常闭触头K.打开,切断电机起动电 路.使机床设备停转,从而实现保护.另外,常开触头l,2 闭合,进行铃响超温报警;发光二授管v发亮,也进行 超温报警圈l中R,是V的集电极负载电阻v4是打开 开关Q停止报管后.为K线圈提供一续流回路. 应诙说明的是:{1)姐温报警解除后.尽管温度下 降到设定值,a点的电位U有所肄低.但还不能使蘸 止.必须当温度F降到比设定值还低5"C左右时,R的阻 I .= V2 — 一 KP 控制 K,i 控制 收稿只期:211O4—O9—07 幽1过热保护电路潮 机 踏 铃 路 值才明显lF降,V才截止,K线圈不通 电,其触头才能复位.电机也才能重新 起动.即具有滞后特性rZl,见图3这种 滞后特性正好防止电机绕组或转动轴承 韫度还很高时卫起动电机,起到了前期 保护作用(2)调整的抽头位置. 就可两整d点的皂垃.从而就可以改变 继电器K的动作值,即温度的设定值. 对于电机绕组的过热保护,其设定值小 于等于电机允许的最高温度.如表l所 示;对于转动轴承的过熟保护,其设定 值小于轴承润滑泊脂允许的最高温度, 以保护油膜的稳定形成.其最高温度视 油脂的种类不同而不同(参照产品说 昕). 经验 0设定值 图2R温度曲线 (?) 2温度传感器的选择与安装 要使控制电路能很好地起到过热保护的作用,必须正 确选择与安装好温度传感器.用作温度传感器的热敏元件 有许多种,要选择适合温度范围要求与精度要求的元件, 对于电机绕组与转动轴承的过热保护,介绍选用WZPD型 的铂热电阻,其主要参数为[1l: 测温范围:-40-180? 温度允许误差:?(0.30+0.0051lt1)?,t为被测 点的温度,? 0?时的电阻值:100i-0.12Q 10o?时的电阻比:1I385?0.01 工作激励电流:~<5mA 分度号:10o 绝缘等级:F级 铂热电阻的安装视保护对象的不同而不同.对于电机 绕组的保护,可按下列步骤进行安装: (1)把WZPD型铂热电阻和电阻温度计的引接线用焊 锡焊牢,焊锡型号为HiSnPb58—2.再把焊头用云母带半叠 包包好,并套上硅有机玻璃漆布管. 设定值 图3电机滞后特性图 (?) (2)用3块玻璃布板把铂热电阻用704胶粘牢. (3)把上述处理好的铂热电阻(一般需3-6个)沿定 子内圆周均匀分布,轴向则一般位于绕组线圈的中间,也 可依据通风散热方式的不同位于预计温度较高的一端.具 体的埋设位置视每槽的线圈边数而定:如果每槽有两个线 圈边,则埋设在两个线圈边之间;如果每槽只有一个线圈 边,则埋设在绕组绝缘外层与槽楔之间的预计最热处;如 果每槽有两个以上的线圈边,则埋设在线圈之间预计最热 处,埋设处不再垫绝缘材料. 应强调的是:在保证安全的前提下,应考虑尽量埋设 在绕组的最热部位,并使其与被测部位紧密接触;还要注 意采取保护措施,避免冷却空气的影响而不能准确反映被 测绕组的最高温度. (4)把各铂热电阻的引出线连接到接线盒内进行并 联,引出线的长度不能有多余的. 表1电机绝缘等级与最高允许温度 铂热电阻用于转动轴承的保护时: (1)用环氧树脂把铂热电阻浇注在金属管内,金属管 径以刚好能放人铂热电阻为好.该金属管则作为测温接触 头. (2)对于脂润滑的轴承,测温头一般置于轴承外盖或 电机端盖上,要尽可能接近轴承外圈;对于稀油润滑的轴 承,以能测到工作时的油温来选取安装位置. (3)把各铂热电阻的引出线连接到接线盒内进行并 联. 注意:对于脂润滑的轴承,所测得的温度比实际工作 时的润滑脂温度要略低些,应考虑校正值后调节R:. 3结语 我们用铂热电阻作为温度传感器,采用图1所示的控 制电路,对一些工厂和学校的实习工厂与实验室的机床设 备进行过热保护,克服了以往机床连续运行损坏电机绕组 与转动轴承的情况,收到了良好的保护效果. 参考文献: [1]李序葆,赵文健.电力电子器件及其应用[M].北京:机械工 业出版社.2001. [2]董传岱.电工与电子基础[M].北京:机械工业出版社,2003. 作者简介:胡浩,男,1974年生,湖南常德人,大学本科,讲 师.研究领域:机电控制与设计. (编辑:钟兆叉)