几种电动机的缺相保护方法

浅谈三相异步电动机的缺相保护周云波（宝鸡文理学院物理系721007）摘要：三相异步电动机烧毁的原因是缺相启动和运行。针对这些原因设计了3种缺相保护电路,分析了3种保护电路的工作原理和优缺点,给出了缺相保护控制电路图。关键词：电动机；缺相；控制电路；保护电路；优缺点中图分类号：感应电动机的损坏率很高，除了机械方面的原因外，在电气方面的最重要的因素是三相电动机缺相启动和运行。根椐电机学原理，当三相电动机缺相启动和运行时，其定子绕组不可能产生旋转磁场，旋转力矩为零，电动机只震动而不转动。电动机在进入两相电源启动时，实际上处于短路状态，其短路电流为三相启动时启动电流的0.866倍，而一般异步电动机启动电流为额定电流的4～7倍，故电动机在进入两相电源启动时，相当于两相短路时的电流为额定电流的3.464～6.062倍，所以上述电流，即比启动电流小，比电动机额定电流大得多，因而在电动机缺相启动和运行时，易烧坏电动机，下面通过增加继电器和按纽来实现电动机启动和运行时的缺相保护。1.一种简单的电动机缺相保护电路电路如图1是在控制电路中加入了一个交流接触器KMb即在L1、L2两相间接入KMb的电磁线圈，并把它的一个常开触点KMb串接在控制电路中。1.1缺相保护原理当闭合闸刀开关QS后，此时接于L1、L2两相之间的交流接触器KMb电磁线圈得电吸合，使接在控制回路中的常开触点KMb闭合，为电动机启动做好准备。当按下启动按钮SB2时，回路接通，电动机转动。若电动机启动前电源缺相的话，由于控制电路接入三相电源，无论缺电源L1、L2、L3三相中任一相，控制回路中的两个电磁线圈总有一个不能吸引衔铁而使电路闭合，故电动机不能启动。当电动机运行时，突然有一相掉电，如缺L1相或L3相，交流接触器KMb电磁线圈失电，而串接在控制回路中的KMb断开，使交流接触器KM失电，自锁触点断开，主触头也断开，电动机停转。如缺L2相电，KMb虽得电闭合，但交流接触器的线圈KM失电，自锁触点断开，主触头断开，电动机停止转动。该电路的最大优点就是将三相电源同时引入控制电路。2.一种线圈接地的电动机缺相保护电路如图2所示,在电动机控制电路中加装了一只交流接触器或中间继电器KM2，KM2应跨接在主接触器KM线圈两相之外的另一相和地线PE之间。这里需要说明KM2线圈一端连接地线是否合理，答案是肯定可行，因为从安全角度看，L3相线是经过KM2线圈后才接到地线的，从而不会造成L3相线直接接地的短路事故。同时KM2线圈一端接地的人身安全保护情况相似于电压互感器或电流互感器一端和铁心必须接地的保护情况.但是请注意,在KM2之前一定要设置熔断器FU2-3.2.1缺相保护原理①若FU1-1或FU1-2熔断（即L1或L2缺相），KM2线圈带电而KM线圈不带电，电动机即行断电。②若FU1-3熔断或L3缺相，KM2线圈不带电，致使KM线圈断开，电动机断电。不管电动机在启动前缺相还是在运行中缺相，保护原理是相同的。2.2该电路的优点该电路不但实现了电动机进线U、V、W前的缺相保护，而且也实现了对电源线L1、L2、L3缺相的保护。保护电路简单合理改装容易，适用于以接触控制的各种电动机的自控电路。3一种永不缺相启动和运行控制电路永不缺相启动和运行的控制电路如图3所示，只需增加几只中间继电器，按图3电路接线，就能保证三相电动机永不缺相启【3.1工作原理①启动原理：按下启动按钮SB1,中间继电器KA1线圈得电而吸合,同时通过KA1触点使中间继电器KA2线圈得电而吸合,KM主触点吸合,电动机端子U、V、W得电，电动机开始运转。KM辅触点又使中间继电器KA3线圈得电吸合，KA3触点通过按钮SB2使主接触器线圈电源保持，KM线圈电源通路为U端子—SB2—KA3触点--KM线圈—FR触点—FU2—V端子即使SB1复位，KA1和KA2也释放，主接触器KM仍然吸合，这样就完成了电动机启动，开始运行。②停机原理：按停止按钮SB2，主接触器KM线圈电源通路被切断，KM释放。KM辅触点使KA3线圈失电,KA3释放。即使SB2复位，因KA3触点断开，KM也不能在再吸合，电动机停止运行。3.2永不缺相工作原理①永不缺相启动：图3电路中，假如缺L1、L2任何一相，按下SB1时，中间继电器KA1线圈无电压，KA1不吸合，则不能完成电动机的启动；假如缺L3相，按下SB1时，尽管KA1吸合，但不能使KA2吸合，因为KA2线圈无电压，则电动机也不能启动。从而实现了缺相时电动机永不启动。②永不缺相运行：由图3电路可知，若电动机已正常启动运行，在运行过程中，若主电路缺相，电动机将自动停机。因为电路中所有中间继电器和主接触器线圈额定工作电压为380V才吸合。图中主接触器KM线圈的电源是通过SB2、KA3触点取自U和V端子，而KA3线圈电源又是通过KM辅触点取自V和W端子。假如U相或V相（对电动机端子而言）缺相，主接触器KM线圈将失电而释放,KM三个主接触点断开,电动机自动停转;假如缺W相,中间继电器KA3线圈失电释放,KA3触点断开后使KM线圈失电而释放,电动机也将自动停机.另外,熔断器FU2断路也能使电动机自动停机,从而实现了永不缺相运行。以上三种对电动机缺相保护电路的设计思路都是把三相电源引入控制电路中，若启动时电源缺相，控制电路将无法接通电路而达到，当运行时突然电源缺相控制电路将推动执行元件使电动机跳闸，从而达到对电动机的缺相保护。以上介绍的3种方法,可实现启动运行缺相双重保护。最后应当指出,大量实践证明,要防止电动机两相运行,只要加强监视,总结经验,注意发现缺相运行的异常现象,及时切断两相运行的电动机,确保电动机的安全可靠运行.参考文献[1].周云波.三相异步电动机实验的改进【J】.新疆教育学院学报2003.23（3）58－59[2].王建伟.一种简单合理的电动机缺相保护电路【J】.电机技术.2000（3）[3].李风祥.泵用电动机永不缺相启动和运行控制电路的设计【J】.排灌机械2001.18（4）：27-29[4].秦曾煌.电工学（第五版）【M】.北京：高等教育出版社.1999.