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三線制Pt100隔離器在掘進(jìn)機(jī)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用

 更新日期:2022-05-17 點(diǎn)擊量:515
王蘭

安科瑞電氣股份有限公司  


0:概述
       隨著城市的快速發(fā)展,道路交通,鐵路以及水利工程等建設(shè)事業(yè)也在飛速增長,與此同時(shí)對掘進(jìn)機(jī)的性能要求也不斷提高。高效率工作的持續(xù)推進(jìn)需要良好的電氣設(shè)備為掘進(jìn)機(jī)提供保護(hù)。而保護(hù)功能中就有掘進(jìn)機(jī)截割、油泵電機(jī)的溫度檢測和保護(hù),防止超過電機(jī)允許的高溫度,造成發(fā)動(dòng)機(jī)損壞,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生重大事故。由此看來掘進(jìn)機(jī)的溫度保護(hù)系統(tǒng)至關(guān)重要,而在溫度保護(hù)系統(tǒng)中溫度檢測更是重中之重。  
1:三線制Pt100隔離器在掘進(jìn)機(jī)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.1概述
       溫度是工業(yè)現(xiàn)場用的多的待測物理量,熱電阻由于在測量的靈敏度、線性度等諸多方面均優(yōu)于熱電偶,因此在中低溫地區(qū)得到了更廣泛的應(yīng)用。主要特點(diǎn)是測量精度高,性能穩(wěn)定。其中 Pt100 即鉑熱電阻的測量精度視高的變化而改變。熱電阻的連接方式分為二線制,三線制和四線制,示意圖如下。
 
       在熱電阻的兩端各連接一根導(dǎo)線來引出電阻信號的方式叫二線制。這種引方法很簡單,但由于連接導(dǎo)線必然存在引線電阻,引線電阻的大小與導(dǎo)線的材質(zhì)和長度的因素都有關(guān),因此這種引線方式只適用于測量精度較低的場合。
       四線制連接方式是在熱電阻的根部兩端各連接兩根導(dǎo)線,這種引線方式可*消除引線的電阻影響,主要用于高精度的溫度檢測。由于導(dǎo)線較多,接線復(fù)雜,且多數(shù)場合需要遠(yuǎn)距離測量,導(dǎo)致成本較高,一般工業(yè)測量中較少考慮,更適合實(shí)驗(yàn)室精密測量。
       三線制連接方式即在熱電阻的根部的一端連接一根引線,另一端連接兩根引線,這種方式通常與電橋配套使用,可以較好的消除引線電阻的影響。相較于四線制的繁瑣和二線制的誤差,三線制接線方便的同時(shí)也能有較高的精度,是工業(yè)過程控制中的常用的接線方式。
1.2 三線制Pt100隔離器在掘進(jìn)機(jī)電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的作用
       電機(jī)的溫度檢測是通過安裝在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的Pt100熱電阻,當(dāng)溫度在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化時(shí),其阻值隨溫度的變化呈線性變化來實(shí)現(xiàn)。隔離器的作用就是將溫度信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成線性的電流或者電壓信號,以便后級再處理。在電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中三線制Pt100隔離器將接收熱電阻信號,經(jīng)過處理終輸出4-20mA信號。因?yàn)檩斎牒洼敵霾捎霉怦钷D(zhuǎn)換,所以在電性能上是*隔離的,可靠性高。與此同時(shí),三線制Pt100隔離器的精度較高,進(jìn)入控制室經(jīng)過再處理后也能滿足電機(jī)保護(hù)的要求。三線制Pt100隔離器的接線方式如下所示。
 
       在實(shí)際應(yīng)用中,通過三線制連接,將熱電阻信號連接在隔離器,通過隔離器將來自電機(jī)的溫度信號隔離轉(zhuǎn)為4-20mA的電流信號,然后通過PLC 反饋到顯示屏,從而實(shí)現(xiàn)對溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測顯示。當(dāng)電機(jī)溫度低于設(shè)定值時(shí)對電機(jī)沒有影響,掘進(jìn)機(jī)正常工作,但當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí),PLC控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷電機(jī)電源,實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的溫度保護(hù)。檢測系統(tǒng)如圖所示。
 
2: BM100-TR信號隔離器
2.1 概述     
       BM100系列信號隔離器在工業(yè)生產(chǎn)中為增加儀表負(fù)載能力并保證連接同一信號的儀表之間互不干擾,提高電氣安全性能。需要將輸入的電壓、電流、電阻或溫度等信號進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后,再輸出隔離的電流和電壓信號,安全的送給二次儀表或PLC/DCS使用。其中BM100-TR系列隔離器就是對熱電阻信號進(jìn)行處理,將熱電阻信號隔離轉(zhuǎn)換為線性的電流或者電壓輸出。
 
 
 
 
 
 
BM100系列信號隔離器殼體外觀圖
2.2 技術(shù)參數(shù)
技術(shù)參數(shù)指標(biāo)
輸入信號熱電阻:Pt100
輸出信號DC 0~20mA、DC 4~20mA
DC 0~5V、DC 1~5V、DC 0~10V
工作電壓DC 20~35V
精度等級0.2
溫度漂移系數(shù)≤50ppm/℃
響應(yīng)時(shí)間≤1s
絕緣電壓輸入與輸出之間,AC2.5kV 1min,
漏電流不大于1mA
工作溫度/貯存溫度-20℃~60℃/-25℃~70℃
相對濕度≤95%,不結(jié)露
安裝方式導(dǎo)軌式
 
 
3:結(jié)束語
       通過三線制Pt100隔離器將電機(jī)溫度隔離轉(zhuǎn)換為可識別的4-20mA信號,傳輸?shù)絇LC進(jìn)行處理后實(shí)現(xiàn)溫度顯示,可以有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度變化,通過后級電路設(shè)計(jì)也能夠在溫度超出電機(jī)溫度臨界值時(shí)候有效切斷電機(jī)主回路,從而實(shí)現(xiàn)對掘進(jìn)機(jī)電機(jī)的保護(hù)功能。無論從經(jīng)濟(jì)還是從實(shí)用性而言,三線制Pt100隔離器都具有廣泛的推廣意義。
參考文獻(xiàn)
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[2] 夏杰.PLC 在電動(dòng)機(jī)溫度保護(hù)中的應(yīng)用.中國西部科技.2008,01:05-06.
[3] 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.6