中心議題：

• 就過熱危險討論馬達的過熱保護
• 在馬達的設計、製造
  、安裝以及使用環節采用保護措施
• 馬達堵轉溫度測試

解決方案：

• 使用馬達裝入式熱保護器
• 如果馬達驅動的電器裝有過載保護器，就不一定需要過熱保護

一
、馬達過熱保護的目的
馬(ma)達(da)是(shi)應(ying)用(yong)十(shi)分(fen)廣(guang)泛(fan)的(de)機(ji)電(dian)設(she)備(bei)
，在(zai)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)以(yi)及(ji)各(ge)行(xing)各(ge)業(ye)工(gong)作(zuo)中(zhong)經(jing)常(chang)使(shi)用(yong)，如(ru)果(guo)不(bu)對(dui)馬(ma)達(da)采(cai)取(qu)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi)
，就(jiu)會(hui)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)安(an)全(quan)事(shi)故(gu)。馬(ma)達(da)驅(qu)動(dong)的(de)電(dian)器(qi)在(zai)使(shi)用(yong)中(zhong)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)的(de)危(wei)險(xian)有(you)電(dian)擊(ji)危(wei)險(xian)，起(qi)火(huo)危(wei)險(xian)與(yu)過(guo)熱(re)危(wei)險(xian)。本(ben)文(wen)就(jiu)過(guo)熱(re)危(wei)險(xian)討(tao)論(lun)一(yi)下(xia)馬(ma)達(da)的(de)過(guo)熱(re)保(bao)護(hu)。馬(ma)達(da)過(guo)熱(re)的(de)原(yuan)因(yin)有(you)很(hen)多(duo)，例(li)如(ru)運(yun)行(xing)過(guo)載(zai)
，選(xuan)型(xing)不(bu)合(he)適(shi)
，冷(leng)卻(que)故(gu)障(zhang)
，缺(que)乏(fa)監(jian)控(kong)和(he)必(bi)要(yao)的(de)維(wei)護(hu)導(dao)致(zhi)絕(jue)緣(yuan)過(guo)早(zao)老(lao)化(hua)等(deng)。馬(ma)達(da)在(zai)運(yun)行(xing)時(shi)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)損(sun)耗(hao)
，這(zhe)些(xie)損(sun)耗(hao)一(yi)方(fang)麵(mian)降(jiang)低(di)了(le)馬(ma)達(da)的(de)效(xiao)率(lv)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)損(sun)耗(hao)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)馬(ma)達(da)發(fa)熱(re)，使(shi)馬(ma)達(da)繞(rao)組(zu)的(de)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)。繞(rao)組(zu)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)
，同(tong)它(ta)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)有(you)關(guan)
，溫(wen)度(du)過(guo)高(gao)
，絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)就(jiu)會(hui)加(jia)速(su)老(lao)化(hua)

，使(shi)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)急(ji)劇(ju)降(jiang)低(di)，大(da)幅(fu)縮(suo)短(duan)馬(ma)達(da)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)

，甚(shen)致(zhi)出(chu)現(xian)火(huo)災(zai)危(wei)險(xian)與(yu)觸(chu)電(dian)危(wei)險(xian)。所(suo)以(yi)，馬(ma)達(da)過(guo)熱(re)保(bao)護(hu)的(de)目(mu)的(de)，主(zhu)要(yao)是(shi)在(zai)馬(ma)達(da)的(de)設(she)計(ji)、製造
、安裝以及使用環節采用保護措施，當馬達在一定的負載和散熱條件下工作時
，繞組的溫度不超過標準的允許值。

二
、馬達過熱保護的相關標準
每個國家或每個單獨的標準對馬達過熱保護的要求會有差異
，我們以加拿大電氣法規（Canadian Electrical Code, Part I, Safety Standard for Electrical Installations）和加拿大國家標準之一（A National Standard of Canada）CAN/CSA-C22.2 NO.68 Motor-Operated Appliances (Household and Commercial) 作為例子，簡單解讀一下標準要求。以上的兩本標準都是CSA (Canadian Standards Association) 製定的標準，由加拿大政府采納為國家標準。

附圖Fig-1，摘自CEC Part I，說明了馬達主回路的一些保護措施。我們先了解一下主要的馬達保護器的分類與用法，如表-1：

三、實現馬達過熱保護的方法
我們以加拿大國家標準/ CSA標準CAN/CSA-C22.2 NO.68作為例子
，了解一下對於馬達驅動的電器如何實現馬達過熱保護以符合標準求，標準列出了如下途徑或者可能情況：

（1） 使用馬達裝入式熱保護器，符合CSA標準C22.2 No.77 Motor with Inherent Overheating Protection. 這zhe些xie馬ma達da過guo熱re保bao護hu器qi如ru上shang表biao所suo列lie，使shi用yong時shi需xu要yao注zhu意yi，保bao護hu器qi不bu能neng隻zhi響xiang應ying馬ma達da的de電dian流liu，還hai需xu要yao有you適shi當dang的de額e定ding工gong作zuo電dian壓ya，電dian流liu值zhi與yu溫wen度du預yu定ding保bao護hu值zhi
，而er且qie熱re保bao護hu器qi需xu要yao適shi用yong於yu馬ma達da。標biao準zhun要yao求qiu的de測ce試shi有youRunning Heating Temperature test, Locked-Rotor Temperature test and Locked-Rotor Endurance test. 如果馬達符合這本標準，就可以標上 “THERMALLY PROTECTED” （熱保護馬達）。也就是說，當馬達符合整機電器的標準CSA68與馬達標準CSA77，馬達在正常工作額定負載（Rating），過載（Running Heating）以及堵轉(Locked-Rotor)的應用條件下都符合標準要求，馬達得到了過熱保護。

（2） 如果馬達驅動的電器裝有過載保護器（Overload Protection device）,就不一定需要過熱保護。這種情況就須要符合CEC Part I的(de)要(yao)求(qiu)，這(zhe)種(zhong)過(guo)載(zai)保(bao)護(hu)器(qi)與(yu)前(qian)麵(mian)所(suo)講(jiang)的(de)過(guo)熱(re)保(bao)護(hu)器(qi)不(bu)同(tong)，它(ta)隻(zhi)依(yi)靠(kao)響(xiang)應(ying)馬(ma)達(da)的(de)電(dian)流(liu)來(lai)實(shi)現(xian)保(bao)護(hu)
，可(ke)以(yi)單(dan)獨(du)於(yu)馬(ma)達(da)也(ye)可(ke)以(yi)附(fu)裝(zhuang)於(yu)馬(ma)達(da)，對(dui)於(yu)脫(tuo)扣(kou)電(dian)流(liu)的(de)選(xuan)擇(ze)
，保(bao)護(hu)器(qi)的(de)脫(tuo)扣(kou)電(dian)流(liu)與(yu)馬(ma)達(da)額(e)定(ding)電(dian)流(liu)之(zhi)比(bi)一(yi)般(ban)不(bu)超(chao)過(guo)1.15. 如果選擇用Fuses（熔斷器）作為單獨於馬達的過載保護器，這種Fuse就須要用Time-delay fuse of the type (“D” Fuse).

（3） 對於一些商用的電器，需要永久連接（Permanent Connection）到dao建jian築zhu物wu的de配pei電dian線xian路lu的de情qing況kuang
，不bu一yi定ding需xu要yao在zai電dian器qi內nei裝zhuang有you過guo載zai保bao護hu器qi
，但dan必bi須xu在zai電dian器qi安an裝zhuang連lian接jie時shi確que保bao配pei電dian線xian路lu提ti供gong過guo載zai保bao護hu，而er且qie電dian器qi需xu要yao有you警jing告gao語yu標biao簽qian(CAUTION)

（4） 對於一些特定電器，標準豁免馬達過熱保護器， 例如，使用瞬時接觸開關（Momentary Contact Switch）控kong製zhi馬ma達da的de電dian器qi，手shou持chi式shi電dian器qi，有you人ren值zhi守shou間jian斷duan工gong作zuo製zhi而er且qie內nei裝zhuang熔rong斷duan器qi的de家jia用yong電dian器qi。另ling外wai，對dui於yu有you人ren值zhi守shou間jian斷duan工gong作zuo製zhi的de家jia用yong電dian器qi，如ru果guo通tong過guo堵du轉zhuan測ce試shi評ping估gu，亦yi可ke以yi豁huo免mian馬ma達da過guo熱re保bao護hu器qi。
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四、舉例子
例如，某廠家生產空氣壓縮機，銷售市場在北美（加拿大與美國），申請CSA產品安全認證以符合北美標準。這類產品適用的標準是CAN/CSA-C22.2 NO.68. 其中空壓機使用的馬達銘牌信息摘錄如下：

馬達使用CSA認證的裝入式熱保護器，類型是自動複位馬達熱保護器(Motor thermal automatic reset protector)。如上述的熱保護方法
，適用方法（1），馬達須要符合CSA標準C22.2 No.77. 以下將會舉例介紹這本標準其中要求的馬達堵轉溫度測試：

馬達堵轉溫度測試(LOCKED ROTOR TEMPERATURE)
1．測試目的
堵轉溫度測試的目的主要是評價馬達運行在堵轉狀態下
，繞組的溫度不超過標準允許值
，過熱保護器能起到保護馬達避免過熱的作用。

2．測試方法
根據標準要求，測量馬達堵轉溫度適用電阻法或熱電偶法。一般情況下，要根據馬達的類型或實驗室的情況選用合適的測試方法。 

 表-3電阻法與熱電偶法對比

3. 測試條件
- 標準要求的是型式測試，選取有代表的樣品(馬達與保護器的組合)進行測試。
- 馬達樣品須要用木材或其他隔熱材料作為夾具固定馬達，以及堵轉馬達軸。
- 除非有特別說明，馬達的安裝位置必須使保護器最大程度置於下方，稱為“Worst Case”

，因為按照熱傳導的對流原理，繞組的上方通常比下方的溫度要高，當保護器在下方脫扣時

，繞組上方的溫度將會最高。
- 為(wei)了(le)確(que)定(ding)繞(rao)組(zu)溫(wen)度(du)最(zui)熱(re)點(dian)，須(xu)要(yao)把(ba)熱(re)電(dian)偶(ou)布(bu)在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)的(de)繞(rao)組(zu)上(shang)，例(li)子(zi)中(zhong)電(dian)容(rong)運(yun)轉(zhuan)單(dan)相(xiang)異(yi)步(bu)馬(ma)達(da)，就(jiu)要(yao)布(bu)在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)的(de)主(zhu)繞(rao)組(zu)上(shang)，一(yi)般(ban)最(zui)少(shao)布(bu)4點熱電偶，例如布在繞組上麵前後，下麵前後各一點，
- 馬達測試電壓，基於馬達銘牌的額定電壓
，一般選用標準指定對應的市電標稱電壓，例如銘牌電壓110-120 V
，測試電壓則為120 V. 本例子中，馬達銘牌電壓115 V，那麼測試電壓就用120 V.
- 馬達的金屬外殼串聯一個3 A 保險絲接到電源地線。如果3 A保險絲熔斷，就能檢查出馬達絕緣損壞外殼帶電。
- 需要準備記錄的數據有電壓，頻率，堵轉電流，環境溫度
，連續繞組溫度。
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4

、 測試程序與結果判定
以單相馬達與自動複位熱保護器組合為例說明
，其他情況請查閱相關標準。測試在室溫環境進行
，堵轉72小時，其間熱保護器必須因繞組溫度升高斷開電路又自動複位，儀器連續記錄繞組溫度，圖-1的示意圖由經驗所得。整個過程到結束
，必須符合以下結果:

- 繞組溫度不超過表-4的限值，本例子中馬達的絕緣等級Class B.

表-4 繞組最高堵轉溫度限值

- 接地的保險絲不能熔斷。
- 馬達不能著火。
- 馬達的絕緣材料不能出現剝落
，變脆，炭化等嚴重損壞現象。
- 馬達不能有電氣或機械故障。
- 能通過耐壓測試（Dielectric Voltage-Withstand Test）。
 

圖-1 時間與堵轉繞組溫度的曲線（舉例單相馬達與自動複位熱保護器組合）

文(wen)章(zhang)最(zui)後(hou)還(hai)要(yao)指(zhi)出(chu)，每(mei)個(ge)國(guo)家(jia)或(huo)每(mei)個(ge)單(dan)獨(du)的(de)標(biao)準(zhun)對(dui)馬(ma)達(da)過(guo)熱(re)保(bao)護(hu)的(de)要(yao)求(qiu)會(hui)有(you)差(cha)異(yi)
，而(er)且(qie)隨(sui)著(zhe)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)或(huo)者(zhe)標(biao)準(zhun)的(de)更(geng)新(xin)完(wan)善(shan)，標(biao)準(zhun)也(ye)會(hui)因(yin)版(ban)本(ben)而(er)異(yi)

，切(qie)不(bu)可(ke)“一本通勝讀到老”
，生搬硬套或張冠李戴標準。

Fig-1馬達控製與保護電路

Fig-2 馬達保護設備例圖