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PT100和PTC是如何保护电机的?

作者:电气设备网
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PT100和PTC是如何保护电机的?

  

PT100和PTC是如何保护电机的?

  

PT100和PTC是如何保护电机的?

  朋友们好,我是电子及工控技术,我来回答这个问题。PT100和PTC都是一种温度传感器,只不过PT100是PTC热敏电阻大家族中的一个成员而已。这种热敏电阻在很多场合都会用到,我以前在维修带显像管老式彩色电视机时,其中有一个用作消磁的电阻所使用的就是PTC热敏电阻,另外还有在恒温自动控制电路中也可以用到PTC热敏电阻。下面我来谈谈PTC热敏电阻温度传感器是如何保护电机的。

  1、用PTC热敏电阻保护电机的思路

  我们知道在电机使用中,大部分电机的损坏都与电机过热有关,例如当电机超负荷运行了、或者电机的线路因断一相造成断相运行、再或者由于机械部分卡阻造成电机绕组发热如此等等,所有这些都会造成电机“发高烧”。由于热敏电阻PTC对热比较敏感,当电机由于以上所讲的原因导致了电机“发高烧”,那么这个电阻值就会迅速增高,其阻值可达到10万欧姆。如果电机温度正常的话,那么这个热敏电阻阻值一般只有几欧姆到几十欧姆了。这样看来,我们可以用具有开关特性的PTC热敏电阻去保护电动机的。

  由于PTC热敏电阻体积可以做的很小,我们可以将这种PTC热敏电阻放置于电机内部,然后将信号引入控制电路中,就可以实现对电动机的保护了,同时还可以完成对电动机的监测功能,所以我们可以用PTC热敏电阻组成一个电机过热保护电路,当电动机的温度上升到它所能承受的温度之前,就会自动断开电源,从而达到保护电动机的目的了。

PT100和PTC是如何保护电机的?

  2、用PTC热敏电阻保护电机的应用实例

  下面我与朋友们分享一下用开关型PTC热敏电阻是如何保护电动机的,下图中的RT1、RT2和RT3这三个PTC热敏电阻我们可以把它放在电机散热很差的部位,然后再用R1、R2和R3组成三个分压器。通过三个二极管VD1、VD2、VD3组成一个或门电路,最后与单结晶体管BT33的发射极相连接,这个电路可以对功率比较大的三相异步电动机进行热保护。

  它的控制过程是这样的:我们知道,由于这个分压器的分压比是与PTC热敏电阻所处的温度有关,当电机由于某种原因导致“发高烧”,那么热敏电阻的阻值就会随着温度增加而增大,这样就会使分压点的电压达到单结晶体管BT33的峰值电压时,就会触发单结晶体管BT33导通,这样就产生了一个脉冲使可控硅VS导通了,可控硅VS导通后,继电器K就会得电动作,这样就会切断交流接触器KM线圈的电源,最终就切断了电动机的电源了,达到了保护电动机的目的,其原理图如下图所示。

PT100和PTC是如何保护电机的?

  3、用PTC热敏电阻对小功率的电机保护方法

  在实际生产或生活中,我们有时所用的电机功率比较小,我们用小型继电器就可以控制电机的通断,在控制电路中我们可以用三极管、PTC热敏电阻以及固定电阻搭建一个电路。热敏电阻最好用三个一样的开关型热敏PTC电阻,分别把它们安装在电机定子绕组上,在正常温度时,热敏电阻的阻值都很小,一般都在几十到几百欧姆之间,这时候三极管V1就会截止,V2就会导通,这样继电器K就会得电吸合,电机会得电运转。

  当电机由于某种原因造成过热时,只要其中有一只PTC热敏电阻受热过高,它的阻值就会达到一万欧姆以上,这样三极管V1就会导通,V2就会截止,此时继电器K因失去电压而释放,电机就就停止转动了,这样就达到了控制电机的目的了。其原理图如下图所示。

PT100和PTC是如何保护电机的?

  4、热敏电阻PTC在自动控制场合中对电机保护

  我们通过用PTC热敏电阻,再用分立元件组成功能电路实现对电机的保护,但是在现代工业控制中一般都是以集成控制的方式去控制电机,对电机的保护也不例外,它可以利用有PT100或者PTC热敏电阻组成的温度变送器将温度信号转换成1V到5V的电压信号,或者4mA到20mA直流电流信号送到控制电路中,如果是数字控制电路,比如PLC可以用A/D转换模块,通过PLC的程序去控制电机的运行与停止。也可以把这个转变的数字信号通过总线的方式实现,总之用PT100或PTC热敏电阻去保护电机的方式还是很多的。

PT100和PTC是如何保护电机的?

  其实PT100热敏电阻和PTC热敏电阻在其它场合的应用也是很广泛的,比如热敏电阻可以在PTC工频变压器中使用,防止变压器因超负荷而烧毁。还有在空调和冰箱的压缩机中也可以作为PTC启动器等。以上就是我对这个问题的解答,欢迎朋友们参与讨论,敬请关注电子及工控技术,感谢点赞。

  PT100和PTC是如何保护电机的?

  题目说的是铂热电阻和正温度系数的热敏电阻,它们的电阻值随着温度的升高而增加,输出信号是热电阻信号。

  电机的温度保护是在检测电机轴承各个部分温度基础上做出的。用具有比较高的精度和线性补偿特性的温度传感器,来采集安装在电机轴承各个部分的铂热电阻的检测信号,然后将热电阻输出信号转化为4-20mA的电流信号或1-5V的电压信号,随后将转化的电信号送到A/D转换器,最后CPU将A/D转换器的转换结果进行运算、判断,再进行相应的处理。

  CPU如同人的大脑,但是它不知道哪个数据是好的还是不好的,这个标准的数据要人通过实践后得到符合实际需求的数据,而后人为的给CPU一个输入一个标准数据,最后CPU就会根据这个数据进行判断及相应的处理,而发出控制指令。其实电机的温度保护控制是一个闭环控制,热电阻负责采集现场电机实际运行状态下其轴承各个部分的温度,然后反馈到温度控制系统,检测的温度超出温度保护范围,则CPU发出相应控制指令给动作电路使电机停止运行。

  铂热电阻和温度变送器的接线,一般为三线制接线方式。

PT100和PTC是如何保护电机的?

  电机在运行时,可能会因为电流过大、温度过高等问题把线圈烧坏,为了避免这种情况的发生,就采取了很多保护措施:1)如在电机绕组中串联保护器、PTC,在温度过高时断开回路;2)在绕组上加装PT100、热电偶等测温设备当绕组温度过高时控制电机停止转动。

  1 PTC是如何保护电机的

  PTC是正温度系数的热敏电阻,随着温度的升高,其电阻值呈现增大趋势,其温度有一个转折点叫做居里点,在温度没有达到居里点之前,其电阻值增加缓慢;当温度超过居里点之后,PTC的电阻值呈现几何级数增长。利用这一特性可以对控制回路起到保护作用,PTC的实物图和温度曲线如下图所示。

PT100和PTC是如何保护电机的?

  将PTC串联在电机的绕组回路中,电流流过PTC后,PTC发热,电流越大发热越大温度就越高。当电流在额定电流上下时,PTC的温度不超过居里点,阻值增加缓慢;当电流超过设定值后,PTC迅速发热,温度超过居里点,PTC的阻值瞬间呈几何级数增大,相当于电路断路,从而保护了电机绕组不被大电流烧坏。

  PT100是如何保护电机的

  PT100是正温度系数的热敏电阻,随着温度的升高电阻值增大,并且温度和电阻值具有明确的对应关系,通过测量PT100的实时电阻值可以得出所对应的温度值,所以PT100在工控行业是常用的测温元器件,PT100通常和电阻桥一起被设计成温度传感器,将PT100预埋在被测绕组中,输出信号接入电机的控制主板,可以设置当温度超过设定值时让电机停止运转,以此来实现电机绕组保护的目的。

PT100和PTC是如何保护电机的?

  目前保护电机常用的方法

  目前,保护电机用的比较多的是温度保护器,温度保护器是由两种不同膨胀系数的金属构成的,称为双金属碟片,每个保护器都有一个UT和ST温度参数,当温度超过设定值之后,双金属碟片弹跳把回路断开,当温度下降冷却后碟片复位回路又接通了,以此来实现电机的保护,温度保护器成本低、价格便宜,是目前主流的电机保护器件,在电机、压缩机保护中非常常见。

PT100和PTC是如何保护电机的?

  以上几种保护方案对比

  PT100适合作温度传感器,用它来保护时,需要设计信号处理电路或者采用现成的温度变送器,还需要将信号送给主控板来处理,成本高、控制复杂。

  PTC不适用于大电流的控制回路,大电流在PTC上产生较大的压降且本身发热严重,在小电流控制回路中常用。

  温度保护器直接串联在控制回路中,不需要供电,并且可选择的规格比较多,是目前主流的电机保护方案。

  以上就是这个问题的回答,感谢留言、评论、转发。更多电子设计、硬件设计、单片机等内容请关注本头条号:玩转嵌入式。感谢大家。

  PTC是正温度系数电阻,当电阻的温度增加时,电阻阻值增加。一般串入电机的供电回路,达到过流保护的目的。

  还有一个特性是,PTC的电阻阻值会随着温度呈现阶梯式上升,也就是当温度低于某个温度值时,呈现小阻值。

  当温度高于某个温度时,电阻值急剧增加。

PT100和PTC是如何保护电机的?

  利用这样的特性,把PTC串入电机的供电回路中,电机的工作电流流过PTC,PTC消耗的功率为I*I*R。

  当电机发生过流故障,电流增大,PTC消耗的功率增加,导致温度也随之增加。

  当其温度超过转变温度(如100℃)时,其电阻急剧增加,相当于把电机断开,从而达到了保护电机的目的。

  可见:

  PTC在整个电机的过流保护中,实现了三个功能:

  1. 电流检测

  电流转变化为温升,并导致了电阻的变化,从而以电阻变化的形式感知电流的变化。

  2.故障判断

  通过PTC的阶梯电阻的特性,在其转化温度处产生剧变的电阻,从而实现了二值化的故障判断逻辑,而且电阻剧变之后,其电阻的恢复需要一段时间,可以可避免在故障发生时快速通断。

  3. 输出控制

  将PTC串入电路中,通过电阻的变化实现整个回路的输出控制。

  而PT100只是其电阻受温度影响的传感器,在电机保护中,一般是通过检测电机的工作温度,实现电机的过温保护的目的。

  在0℃时,其阻值大概为100欧,要通过其达到保护电机的目的,还需要,

  通过电桥以及运放搭建处理电路,将电阻的变化转变为0-3V左右的电压的变化,实现温度的变化的检测。

  除此之外,还需要将处理电路接入PLC等控制器,在控制器中编写温度保护的逻辑。

  PLC等控制器在检测到过温时,通过继电器、交流接触器等切断电机的电源,最终实现过温保护的目的。

  可见:

  PTC用于电机的过流保护,PT100用于电机的过温保护;

  PTC串入电机工作回路,PT100不需要串入回路,而是通过继电器、交流接触器等控制电机工作回路;

  PTC集电流检测、故障判断、输出控制为一体,而PT100仅是温度传感器,要通过PT100达到过温保护,还需要信号处理电路、控制器、输出控制器件(继电器,交流接触器等)配合。

  ①PT100保护原理

  PT100保护原理很简单,只要将该温度传感器接到检测端口,通过温度反馈判断,一般温度到达120~130℃左右时,就开始保护,通知主机停机。如果选用带PT100的电机,那么控制器就要选择带两路温度检测的,一路保护电机,另一路保护润滑油不结焦,不乳化。

  ②PTC保护原理

  PTC是一个温敏电阻,保护原理是随着温度的变化,到一定温度后,电阻值快速上升,通过控制器检测进行保护。

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