摘要：简要介绍了热继电器、电子式电动机保护器和智能电动机保护器的优缺点，并阐述了智能电动机保护器如何正确的选型，重点比较了智能电动机保护器保护模式、端子控制模式、全通信模式、半通信模式等几种常见工作模式，介绍这4种模式适用的实际情况，最后通过分析智能电动机保护器在工程实际应用中的常见问题，给出了相应解决方法和建议。

   关键词：智能电动机保护器；过载保护；选型；工作模式；保护模式；端子控制模式；全通信模式；半通信模式

前言

   低压电动机作为有色冶炼企业底层大量使用的设备，其异常运行不仅影响冶炼厂的正常生产，还会威胁到人的生命安全，因此为电动机设置合适而又全面的保护至关重要。智能电动机保护器集保护、遥测、通信、遥控、显示等功能于一体，是目前功能的电动机保护设备，能最大限度保证设备运行的安全可靠性，从而实现智能化和高精度保护，同时还能对电动机的状态进行全面监控。

一、电动机过载保护设备的发展

1.1热继电器

   热继电器是一种传统的电动机保护装置，使用不同热膨胀系数的双金属片来实现反时限保护。其特点是结构简单、价格低廉，但也存在稳定性、重性差和保护功能单一等缺点。

1.2电子式电动机保护器

   随着电子技术的不断发展，电子式电动机保护器应运而生，从最初的模拟电路的固态继电器发展到后来的数字电路的智能型继电器，特别是微处理器的发展，让电动机保护器实现了测量、保护和控制功能于一体。通过采集电流、电压、频率和热电阻信号，可以实现短路、过载、堵转、超时起动、接地、缺相或不平衡保护等多种保护功能，并能满足各种起动控制方式。

1.3智能电动机保护器

   随着微机通信技术和网络技术的发展，智能电动机保护器又增加了通信模块，通过双向通信和组网技术，不仅可以采集数据，在线监视运行状态，还能实现远程控制。特别是现场总线型网络通信的应用，简化了网络结构，大大减少了控制线缆的使用。

二、智能电动机保护器构成和功能

2.1智能电动机保护器的构成

   智能电动机保护器由主体模块、显示模块两部分构成。主体模块包含电源模块、数字信号处理器、开关量输入输出模块、模拟量采集模块、通信模块等；显示模块负责显示运行参数以及保护整定值的设置。

   若主体模块和显示模块合为一体，则称为一体式智能电动机保护器；若分开，则称为分体式智能电动机保护器。部分智能电动机保护器的测量模块也独立于本体之外。

2.2智能电动机保护器的功能

   智能电动机保护器通过微处理器采集并处理电机回路的电流和电压信号，并根据遥控指令或者就地控制指令确定电机起动或停止。虽然不同品牌的产品名称、型号各异，但其核心功能基本都一样，具体如下:

1)保护功能。包括过载、断相、堵转、启动超时、单相接地、短路、外部故障、欠电流、欠电压、过电压保护和温度保护等。

2)测量功能。可测量相电流、相电压、线电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率和相位角等。

3)计量功能。可计量有功电度和无功电度。

4)控制功能。具有多路数字量输出口，可实现电动机的直接起动、双向动、双速启动和星三角降压启动等。

5)管理功能。包括电动机累计运行时间记录，电动机累计起动次数和起动时间记录、故障动作记录和电动机起动报告。

6)信息采集功能。具备多路数字量输入接口和模拟量输入接口，可采集电动机相关的各种电气状态数字信号(断路器状态、接触器状态以及控制命令)和电动机绕组测温模拟信号。

7)通信功能。可配备多种通信接口，如Modbus、Profibus-DP、DeviceNet和Ethnet-IP等，可实现远程的起、停控制和状态量的反馈。

三、智能电动机保护器的合理选型

   智能电动机保护器的选用应该根据安装地的自然环境、电磁环境以及测控保护和控制需求来确定。

1)安装位置的环境条件。主要指温度、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、电磁污染等。和热继电器不同的是，智能电动机保护器是一种电子元器件，对环境的要求相对严苛，这一点需要特别注意。

2)控制电压。根据系统的控制电压选择适配的智能电动机保护器，部分厂家的电动机保护器仅提供24VDC的电源输入接口。

3)测控保护需求。根据电动机的类型、特点、功率大小和重要程度，选择采用哪些测量功能和保护功能。

4)控制需求。根据工艺的操作需求确定控制需求，选择手动、自动、就地控制或远程控制等控制模式以及需要的控制功能和控制点数，继而确定输入、输出端子的数量和功能是否满足要求。

5)通信需求。根据需求确定是否采用通信的方式进行遥控和遥信，进一步确定采用何种通信方式。

6)配合柜体的需求。根据不同的柜体，选择一体式还是分体式的智能电动机保护器。一般情况下，固定柜选择一体式的保护器，抽屉柜选择分体式的保护器[4]。7)特殊需求。是否要求输入输出端子可自由定义功能。

四、智能电动机保护器的应用实例

   在有色冶炼中，根据工艺需求和客户需求，智能电动机保护器的主要应用模式有保护模式、端子控制模式、全通信模式和半通信模式。

4.1保护模式

   在保护模式下，智能电动机保护器只利用其自身的保护功能和测量功能，不参与外部控制，相当于原来热继电器的作用。具体接线如图1所示。

图1保护模式接线图

   这种模式适用于原有系统的改造升级，外部的控制接线修改很小。优点在于最大限度减少了因智能电动机保护器装置本身出问题或通信出问题带来的风险；缺点是没能充分发挥智能电动机保护器的功能，远程DCS控制线路仍然采用的是硬线。部分比较保守的客户由于对通信稳定性和可靠性的不信任，普遍采用这种模式。

4.2端子控制模式

   在端子控制模式下，智能电动机保护器通过自身的开关量输入端子采集外部控制命令，继而控制其开关量输出电动机的起、停或正反转等，具体接线如图2所示。