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一、产品概述
HB510H系列电动机保护测控装置（以下简称测控装置），是由我司在三十多年研制生产电动机保护产品经验及充分研究国内外产品、用户需求和低压抽屉柜的基础上新一代全功能综合测控装置。该测控装置具有先进的现场总线，基于微处理器技术，采用模块化结构；由微处理器来执行电动机监测控制功能，与接触器、软起动器、塑壳断路器配合为低压交流电动机及低压线路回路提供了一整套集控制、保护、监测和总线通讯于一体的解决方案。
取代了热继电器、热保护器、漏电保护器、欠电压保护器，取消了时间继电器、中间继电器、辅助继电器、电流互感器、仪表、控制和选择开关、指示灯、可编程控制器、变送器等多种附加元件，大大简化了系统接线的难度；避免了因电机过载、堵转、断相、三相电流不平衡、过欠压、漏电等故障而导致的生产事故；是智能化MCC的理想选择。
本装置适用于交流50HZ，额定电压AC380V/660V，额定电流在800A的交流异步电动机，广泛用于电力、石化、轻工、煤炭、纸业、钢铁、冶金、纺织等行业。
产品符合以下标准的相关要求：
GB/T 14048.1 -2000 低压开关设备和控制设备总则
GB/T 14048.4-2003 IEC60947-4-1：2000 低压开关设备和控制设备低压
机电式接触器和电动机起动器
GB/T 10736-2007 低压电动机保护器
GB14048.5-2001 低压开关设备和控制设备第5-1部分控制电路电器和开关元件-机电式控制电路电器
GB/T 14598.13-2008（IEC 60255-22-1：2007） 振荡波抗扰度检验
GB/T 14598.14-1998（IEC 60255-22-2：1996） 静电放电抗扰度检验
GB/T 14598.9-2002（IEC 60255-22-3：2000） 射频电磁场辐射抗扰度检验
GB/T 14598.10-2007（IEC 60255-22-4：2002） 电快速瞬变脉冲群抗扰度检验
GB/T 14598.18-2007（IEC 60255-22-5：2002） 浪涌抗扰度检验
GB/T 14598.17-2005（IEC 60255-22-6：2001） 射频场感应的传导骚扰抗扰度检验
GB/T 14598.16-2002（IEC 60255-25：2000） 传导发射限值检验
GB/T 14598.16-2002（IEC 60255-25：2000） 辐射发射限值检验
二、产品概述
● 使用方便、操作简单，中文液晶界面，所有电参量信息和设定都可以通过面板上的功能键来进行读取修改。
● 功能高度集成化,集保护、测量、监视、控制、通信等多种功能于一体。
● 国际通用输入电源模块，兼容85-265V 交流或直流工作电源，降低了对工作电源的要求。
● “tE时间保护”符合增安型防爆电机的热过载保护标准GB3636.3-2000
● 过载“时间-电流特性”符合GB/T14048.4-2003标准，并增加更多脱扣级别，满足重载启动要求。
● 温度保护：更直接监控电动机的发热情况，符合标准GB/T14048.X-200X。
● 以高性能混合信号微处理器为核心，具有高速运算和实时信号处理能力，轻松完成保护算法；微处理器的总线不出芯片，系统的可靠性和抗干扰能力大大提高，增强了可靠性；采用交流采样，其实时性和准确性远高于其他方式。
● 支持Modbus协议和Profibus--DP协议，可以直接连入原有的DCS系统，最高速率可达12M。
● 产品在防震、抗干扰方面进行了精心设计和严格的电磁兼容性测试，以确保装置安全运行和防误动。
● 高速采集接入装置的电流、电压输入信号数据，测量精度高。测量内容包括：相电流、相电压、线电压、频率、有功功率、无功功率、功率因数、积分电度和脉冲电度等，测量电流范围广，可省略一次互感器成本；对各种电量和非电量信号的测
量精度可通过通道校正系数进行调节，不需要调整硬件回路。
● 事件记录多达96条,既可上传也可就地查看，为故障诊断和事故分析提供强有力的依据。
● “晃电自起动”功能，主电路短时停电或电源切换后根据设定参数可实现分时顺序起动；
● 具有完善的自检能力，包括存储器、出口、通讯口等，发现装置异常能自动告警。
● 配备保护逻辑和控制逻辑可编程功能。
● 采用频率跟踪技术，精确采样变频交流回路。
● 变送器功能强大：内置4~20mA模拟量输出，可选多种电量（电流、电压、功率、电能），且范围可调。
● 启动方式：直接启动，正反启动，Y-△启动，自耦降压启动，远程自启动。
三、功能概述
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配置
功能 |
功能配置 |
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标准配置 |
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保护功能 |
启动中过流保护 |
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启动时间过长保护 |
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堵转保护 |
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相电流不平衡（缺相、断相）保护 |
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轻载保护 |
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热过载保护 |
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tE时间保护 |
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欠压保护 |
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漏电（接地故障） |
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零序保护 |
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失压自动重启动(抗晃电功能) |
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过压保护 |
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低频率保护 |
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温度保护,超温保护PTC热电阻 |
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相序保护 |
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自起动(上电重启动) |
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熔断器监视 |
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跳闸回路监视 |
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通讯功能 |
MODBUS-RTU协议 |
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开关量输入 |
8DI，功能可编程（内置电源） |
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开关量输出 |
4DO，功能可编程 |
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模拟量输出 |
一路4～20MA信号输出 |
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测量功能 |
三相电流 |
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三相电压 |
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电流不平衡率 |
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有功功率P |
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无功功率Q |
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功率因数COSφ |
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频率 |
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漏电电流 |
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电能 |
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三相三线与三相四线设置切换 |
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定值设车 |
各种保护定值查询、整定 |
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故障信息 |
实时查询故障/报警信息 |
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启动参数设定 |
控制权限、启动等参数查询、整定 |
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系统参数设定 |
地址、拨特率、电机额定值等参数查询、整定 |
■ |
启动判别条件
1.任一相电流大于0.2In 持续1秒时或断路器由分位变合位时，判为电动机开始启动。
2. 电动机开始启动，持续时间大于定值启动时间Tqd后，为电动机正常运行过程。
3. 每一相电流小于0.2In持续1秒，或者断路器由合位变分位时，判为电动机无流，并重新进行1、2的判别。断路器位置默认为开关量1。
启动中过流保护
在电动机启动过程中,任一相电流大于整定值后, 经整定延时后动作于跳闸。动作条件为：
● Max(Iφ)>I1set ；其中I1set为过流电流定值，Iφ为启动时的相电流，启动电流普通鼠笼式异步电动机一般 为额定电流的6-8倍，绕线转子异步电动机一般为4-6倍。
● T>T1； T1为速断时间定值。可整为0s，即速断，也可带一定的延时。
当电机启动完成后，启动中过流保护自动退出。
启动时间过长保护
当电动机在规定的启动时间内没有完成启动时保护将动作。
● 当电动机启动时自动投入该保护；
● 当电机启动完成后（T>TQD），如果电动机电流大于启动时间过长的电流定值，经延时后保护动作；
● 当T>1.5TQD时，自动退出该保护。
1、Iφ>Iqdgc Iqdgc为启动时间过长的电流定值，Iφ为相电流。
2、对于增安型电动机的Ts 时间设定值应不大于1.7 倍tE 时间。即对于增安型电动机起动
时间设置****为：Ts=1.7 ×tE s
其中：tE 时间为交流绕组在最高环境温度下达到额定运行稳定温度后，从开始通过堵转电流
IA 时计起直至上升到极限温度所需的时间（以增安型电动机铭牌数据为准）
堵转保护
堵转保护用于区分电动机是正常运行还是堵转，当电动机运行电流大于整定电流并达到整定延时后，保护动作出口。为躲开电动机的启动电流，堵转保护在电动机启动过程中自动退出，当t>1.5Tqd时自动投入。
其动作条件如下：
1、Iφ>Idz Iφ为电动机的堵转电流定值，按堵转电流的一半设定；Iφ为相电流
2、T>Tdz T 为堵转时间定值
两段式负序过流（不平衡）保护
当电机发生缺相或三相不平衡时，若不平衡率达到保护设定值时，控制器发出停车或报警的指令。
不平衡率的计算方法如下:
当Iav> In时：
当Iav< In时：
其中 I电机运行电流， Iav为三相电流平均有效值, In为电机额定电流；
低电压保护
当电源电压降低或短时中断,为了保证重要电机的自启动及根据生产过程工艺要求和技术保安要求,需要配置低压／失压保护.当所测电压小于低电压保护定值时,低电压保护经整定延时跳闸。当作为失压保护时，其动作电压
可整定为0.4～0.5Ue；
当作为低压保护时，其动作电压可整定为0.6～0.7Ue. 其动作条件如下：
● Ua Udy为低电压定值
● T>Tdy Tdy为低电压延时定值。
● Iφ>0.1In 断路器在合位 或 Max（Iφ）>0.2In
过电压保护
当所测相电压大于过电压保护定值时, 经整定延时后跳闸。过电压定值一般取额定电压的10%，时限一般整定为（5~10 s）。其动作条件如下：
● Ua>Uh Uh为过电压定值。
● T>Th Th为过电压延时定值
轻载保护
电机欠载运行时，由于功率因素较低，因此电流可能不一定会很小；欠功率保护根据电机的有功功率进行保护，能更好实现欠载保护。
需设定以下参数：
欠功率整定值：45％～95％
动作时间：0.1S～50S
动作特性：三相有功功率值<有功功率设定值*0.9. 时动作;
三相有功功率值>有功功率设定值*1.1. 时不动作
延时特性: 定时限, 固定延时设定的延时时间后动作
零序过流保护
零序过流保护功能，用于电动机接地故障保护,对于电动机所在的低压电网,中性点一般不接地或经消弧线圈/电阻接地,其定子单相接地主要由绝缘损坏引起,其零序电流主要为电容电流。零序过流保护可选择动作于跳闸，也可选择动作于告警信号。其动作条件如下：
● I0>Ijd Ijd为接地电流定值。
T>Tjd Tjd为接地时间定值。
零序漏电保护
零序漏电保护功能取样于外接漏电互感器，主要用于非直接接地的保护，已零序电流的大小来判断是否启动零序漏电保护。零序漏电保护可选择动作于跳闸，也可选择动作于告警信号。其动作条件如下：
● I0>Ild Ild为漏电电流定值。
T>Tld Tld漏电时间定值
自动重启动
当供配电系统发生电压骤降时而且又在设定的自动重启动时间内恢复正常，保护装置可以将停运的电动机在设定的时间自动恢复至运行状态。电动机停车后，控制器立即开始累计失电时间，当电动机电压恢复到重启动电压以上时，如果失电累计时间在设定的立即重启动失电时间内，则电动机立即重启动；如果失电累计时间超过设定的延时重启动失电时间，则电动机不再自动重启动。动作条件如下：
● 无保护动作；
● U>0.8Ue
● Tre；其中Tre为重启动延时，Tyx为重启动的有效时间。如果是保护动作，则自动闭锁自动重启动功能。
tE 时间保护（适用于增安型电动机）
提供堵转时在tE 时间内断开电动机电源的热过载保护, 仅在电动机起动完成后投入。
当电流大于等于2 倍额定电流时启动，按以下特性曲线动作。参考附录1：tE保护特性表。
tE 保护延时与堵转电流比IA/Im 的电流-时间特性曲线
其中：tEp 7 倍额定电流时允许堵转时间； IA为堵转电流；IN为额定电流（Ie）。
温度保护
温度保护是对电动机的实际温度检测的一种保护，它通过预埋在电动机内部的热敏电阻的阻值变化反映电动机的温度变化，从而实现电机温度的热保护。
过热保护
装置用数字方法建立电动机的发热模型，在各种运行工况下，对电动机提供准确的过热保护。考虑到正、负序电流的热效应不同，过热保护的动作时间为：
K1随电动机启动过程变化,为的是躲过电动机的启动电流，K2用于改变负序电流在发热模型中的热效应，由于负序电流在转子中的热效应比正序电流高很多，比例上等于在两倍系统频率下转子交流阻抗对直流阻抗之比。根据理论和经验，本装置取 K2=6。
当电动机停运，电动机积累的过热量将逐步衰减，本装置按指数规律衰减过热量，散热时间常数Tsr一般为4倍的电动机发热时间常数Tfr，即认为Tsr时间后，电动机又达到热平衡。
当电动机因过热被切除后，本保护即检查电动机的过热状态，当电动机停运未到Tsr时间时，保护出口继电器不返回，禁止电动机再次启动，避免由启动电流引起过高温升，损坏电动机。
紧急情况下，如在过热状态下必须启动电动机，可以按装置面板上的“复位”键，人为清除热记忆值。用户设置定值时，可以参考装置提供的热过载保护特性曲线。
在环境温度为40°C，电动机在冷态情况下以7.2倍额定电流运行t7曲线时间后，热容值将达到****值100%。tE和T7过热保护不可以同时投入。
低频保护
当负载过大时，会造成电网频率过低，在电压低于低电压定值，并且电流高于0.1In的情况下，如果频率低于设定值，经定值延时后，低频保护将动作。
三相熔断判别
对于用F-C柜控制的电动机，本装置提供有三相熔断指示功能。当电动机的运行电流超过FC遮断定值后突变为零，有电压(任一相大于90V)而断路器在合位（无保护跳、手跳、遥跳），2秒后发三相熔断指示信号。
五、测量及管理功能
● 测量电压Ua、Ub、Uc，可内部计算有功电度和无功电度，也可接入外部电度脉冲
● 测量三相电流Ia、Ib、Ic及零序电流I0 和负序电流，1路4-20mA输出，变送输出任一测量值
● 测量有功功率P、无功功率Q以及功率因数COSφ，纪录电动机全部运行时间及最后一次成功启动过程中****电流
● 测量频率f，两次起动间的最小时间间隔及允许再起动控制功能
● 电流不平衡度
● 温度PTC及漏电零序保护功能
● 断路器分合、刀闸位置、熔丝等开关量信号
● 保护动作信息；记录量达96 条，循环记录显示
● 遥测、遥信、遥控、遥脉等四遥功能
● 单元运行状态的监测和控制
● 远方定值管理、对时、信号复归等系统管理功能
● 支持Modbus协议
六、控制
● 远方遥控输出，用户面板控制输出
● 输入与输出采用可编程逻辑控制，轻松实现控制联锁、互锁
● 采用汉字大液晶，显示各种测量数据，开关量输入状态、继电器输出状态、通讯状态，时钟，SOE 信息等，各种信息一目了然
七、主要技术参数
电气参数
● 电动机额定工作电压：AC380V、AC660V
● 控制电源：220VAC, 50Hz 15VA/15W
● 额定电流：0.5~800A
● 额定工作频率：50Hz
● 绝缘电阻：100M欧/500V
● 防护等级：控制器本体IP20; 显示模块IP45
●电源电压 AC/DC85-265V
●频率 38HZ- 70Hz
●功耗 正常工作时 ≤1.5W 保护启动时 ≤2.0W
技术数据
输入输出
■ 继电器输出
●跳闸继电器J1 ： 1常开常闭转换接点
●可编程继电器J2 ： 1常开接点（如：报警吸合等详见J2继电器输出部分）
●可编程继电器J3 ： 1常开接点（如：重启动或遥控合闸输出等详见J3继电器输出部分）
●可编程继电器J4 ： 1常开接点（如：报警吸合等详见J4继电器输出部分）
●输出容量 : 250VAC 8A / 30VDC 8A
●速断保护动作时间： 不大于100ms
■开关量（二进制）输入
●开关量输入数目 8个
■ 通讯接口
●连接 通信端子
●规约 Modbus-RTU
●网络连接 RS485总线，屏蔽双绞线
■ 模拟量输出
● 通道 1 个
● 范围 4 mA ～ 20 mA
● 精度 0.05 mA
有电气试验
■ 绝缘电阻
● 标准 IEC255-5 100MΩ/500V
■ 绝缘试验
● 标准 IEC255-5
● 介质强度试验 2KV（r.m.s.），50HZ，1min
● 冲击电压实验 5KV（峰）；1.2/50 u S；0.5J；
5正，5负，间隔时间5s
■ EMC 抗干扰
● 标准 IEC255-22
● 共模干扰 2.5KV（峰）， 1MHZ， 400次/s，持续时间2s
● 差模干扰 1.0KV（峰）， 100KHZ； 50次/s，持续时间2s
● 辐射电磁场干扰 频率：27MHZ～1000MHZ； 场强；10V/m
● 静电放电干扰 8KV
● 快速瞬变干扰 2KV； 5KHZ； 双极性； 持续时间 1min
工作条件
● 三相穿孔适应回路：AC380V、AC660V
● 工作电源电压：AC220V
● 海拔低于2500米
● 工作温度：-10℃~ +55℃，
● 储存温度：-25℃~ +70℃，
● 相对湿度：≤90%
● 海拔高度不超过2500米。
● 大气条件：没有会引起爆炸危险的介质，也没有会腐蚀金属和破坏绝缘性能及导电尘埃。
● 安装在无强烈冲击振动和雨雪侵袭的地方。
● 安装在无强磁干扰的地方，避免与软启动器和变频器一起安装，尽量拉长安装距离。
八、选型说明
额定电流
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规格（A） |
2 |
6.3 |
25 |
100 |
200 |
400 |
600 |
800 |
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适用电流范围（A） |
0.5～2 |
1.5～6.3 |
5.0～25 |
20～100 |
50～200 |
100～400 |
200～600 |
400～800 |
九、外形尺寸及安装
开孔尺寸：88X88mm
十、产品构成
■ 主机： ■ 互感器
 
十一、接线图及端子定义
附录：tE保护特性表
附表一：tE时间保护特性表
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1.0（s） |
4.0（s） |
4.3（s） |
4.6（s） |
5.0（s） |
5.5（s） |
6.0（s） |
15.0（s） |
|
3.00 |
4.00 |
16.00 |
17.20 |
18.40 |
20.00 |
22.00 |
24.00 |
60.00 |
|
3.20 |
3.48 |
13.91 |
14.96 |
16.00 |
17.39 |
19.13 |
20.87 |
52.17 |
|
3.40 |
3.08 |
12.31 |
13.23 |
14.15 |
15.38 |
16.92 |
18.46 |
46.15 |
|
3.60 |
2.76 |
11.03 |
11.86 |
12.69 |
13.79 |
15.17 |
16.55 |
41.38 |
|
3.80 |
2.50 |
10.00 |
10.75 |
11.50 |
12.50 |
13.75 |
15.00 |
37.50 |
|
4.00 |
2.29 |
9.14 |
9.83 |
10.51 |
11.43 |
12.57 |
13.71 |
34.29 |
|
4.20 |
2.11 |
8.42 |
9.05 |
9.68 |
10.53 |
11.58 |
12.63 |
31.58 |
|
4.40 |
1.95 |
7.80 |
8.39 |
8.98 |
9.76 |
10.73 |
11.71 |
29.27 |
|
4.60 |
1.82 |
7.27 |
7.82 |
8.36 |
9.09 |
10.00 |
10.91 |
27.27 |
|
4.80 |
1.70 |
6.81 |
7.32 |
7.83 |
8.51 |
9.36 |
10.21 |
25.53 |
|
5.00 |
1.60 |
6.40 |
6.88 |
7.36 |
8.00 |
8.80 |
9.60 |
24.00 |
|
5.20 |
1.51 |
6.04 |
6.49 |
6.94 |
7.55 |
8.30 |
9.06 |
22.64 |
|
5.40 |
1.43 |
5.71 |
6.14 |
6.57 |
7.14 |
7.86 |
8.57 |
21.43 |
|
5.60 |
1.36 |
5.42 |
5.83 |
6.24 |
6.78 |
7.46 |
8.14 |
20.34 |
|
5.80 |
1.29 |
5.16 |
5.55 |
5.94 |
6.45 |
7.10 |
7.74 |
19.35 |
|
6.00 |
1.23 |
4.92 |
5.29 |
5.66 |
6.00 |
6.77 |
7.38 |
18.46 |
|
6.20 |
1.18 |
4.71 |
5.06 |
5.41 |
5.88 |
6.47 |
7.06 |
17.65 |
|
6.40 |
1.13 |
4.51 |
4.85 |
5.18 |
5.63 |
6.20 |
6.76 |
16.90 |
|
6.60 |
1.08 |
4.32 |
4.65 |
4.97 |
5.41 |
5.95 |
6.49 |
16.22 |
|
6.80 |
1.04 |
4.16 |
4.47 |
4.78 |
5.19 |
5.71 |
6.23 |
15.58 |
|
7.00 |
1.00 |
4.00 |
4.30 |
4.60 |
5.00 |
5.50 |
6.00 |
15.00 |
|
8.00 |
1.00 |
4.00 |
4.30 |
4.60 |
5.00 |
5.50 |
6.00 |
15.00 |
注：tE保护的动作时间=tEp为1.0s时的动作时间×tEp设定值。
tEp设定为5.0s时，按起动电流IA/IN确定的tE值是按照IEC79-7、GB3836、3-2000标准，在用于增安型电动机
tE保护时，其反时限过载保护可参照该特性曲线设定。为确保电动机堵转时在tE时间前断开电源，过载保护装置的反
时限曲线宜下移15%左右。
本说明书为HB510H系列智型电动机控制器单元说明书，如您所使用的单元根据特殊要求作了某些修改，本说明书概不令述。
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