三线制Pt100隔离器在掘进机电机保护系统中的应用

摘要：三线制Pt与二线制相比，100隔离器更稳定可靠，广泛应用于中低温地区。在挖掘机电机保护系统中，采用三线制造Pt100隔离器将热电阻信号转换为线性4-20mA通过电流信号A/D转换，传输到PLC通过实时监测电机温度和后处理，最终实现对掘进机电机的保护。

关键词：信号隔离器；三线制Pt100；掘进机；测温

0：概述

随着城市的快速发展，道路交通、铁路、水利工程等建设事业也在快速增长，对掘进机的性能要求也在不断提高。持续推进高效工作需要良好的电气设备来保护掘进机。在保护功能中，有挖掘机切割和油泵电机的温度检测和保护，防止发动机损坏，严重时发生重大事故。从这个角度来看，挖掘机的温度保护系统非常重要，温度检测是温度保护系统中最重要的。

1：三线制Pt100隔离器在掘进机电机保护系统中的应用

1.1概述

温度是工业现场最常用的待测物理量。由于热电阻在测量灵敏度、线性度等方面优于热电偶，因此在中低温地区得到了更广泛的应用。主要特点是测量精度高，性能稳定。其中 Pt100 也就是说，铂热电阻的测量精度是最高的变化。热阻的连接方式分为二线制、三线制和四线制，示意图如下。

将导线连接到热电阻的两端，产生电阻信号称为二线系统。这种引线方法非常简单，但由于连接导线必须有引线电阻，导线电阻的大小与导线的材料和长度有关，因此该引线方法只适用于测量精度较低的场合。

四线连接方式是将两根导线连接到热电阻的根的两端，可以完全消除导线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测。由于导线较多，接线复杂，大多数情况下需要远程测量，导致成本高，一般工业测量较少，更适合实验室精度测量。

三线连接方式是在热电阻根部的一端连接一根导线，另一端连接两根导线。这种方式通常与电桥一起使用，可以更好地消除导线电阻的影响。与四线系统的繁琐和二线系统的误差相比，三线系统接线方便，精度高，是工业过程控制中最常用的接线方式。

1.2 三线制Pt100隔离器在掘进机电机保护系统中的作用

电机的温度检测安装在电机内部Pt当温度在一定范围内变化时，100热电阻的电阻值随温度变化呈线性变化。隔离器的作用是将温度信号转换为线性电流或电压信号，以便后处理。三线制在电机保护系统中Pt100隔离器将接收热电阻信号，最终输出4-20mA信号。由于输入输出采用光耦转换，电性能完全隔离，可靠性高。同时，三线制Pt100隔离器精度高，进入控制室后可满足电机保护要求。三线制Pt如下所示。

在实际应用中，热电阻信号通过三线连接连接到隔离器，电机的温度信号通过隔离器隔离到4-20mA的电流信号，然后通过PLC 实现对温度的实时监测和显示。当电机温度低于设定值时对电机没有影响，掘进机正常工作，但当温度达到设定值时，PLC控制系统将自动切断电机电源，保护电机温度。检测系统如图所示。

2： BM100-TR信号隔离器

2.1 概述

BM在工业生产中，100系列信号隔离器提高了电气安全性能，以增加仪器的负载能力，保证连接相同信号的仪器不相互干扰。收集、放大、操作和抗干扰处理输入的电压、电流、电阻或温度信号，然后输出隔离的电流和电压信号，安全地送到二次仪器或PLC/DCS使用。其中BM100-TR系列隔离器处理热电阻信号，将热电阻信号隔离转换为线性电流或电压输出。

BM100系列信号隔离器外壳

2.2 技术参数

技术参数 指标

输入信号 热电阻：Pt100

输出信号 DC 0～20mA、DC 4～20mA

DC 0～5V、DC 1～5V、DC 0～10V

工作电压 DC 20~35V

精度等级 0.2

温度漂移系数 ≤50ppm/℃

响应时间 ≤1s

绝缘电压 输入输出之间，AC2.5kV 1min，

漏电流不大于1mA

工作温度/储存温度 -20℃～60℃/-25℃～70℃

相对湿度 ≤95%，不结露

安装方式 导轨式

3：结束语

通过三线制Pt100隔离器将电机温度隔离转换为可识别的4-20mA信号，传输到PLC处理后，温度显示可以有效地实时监测温度变化。通过后电路设计，当温度超过电机温度临界值时，可以有效地切断电机主电路，从而实现对挖掘机电机的保护功能。从经济和实用性来看，三线制Pt100隔离器具有广泛的推广意义。

参考文献

[1] 韩永林.基于 PLC 控制的电机温度保护.中国西部科技.2011,05

[2] 夏杰.PLC 应用于电机温度保护.中国西部科技.2008,01:05-06.

[3] 企业微电网设计与应用手册.2020.6