三相電動(dòng)機(jī)“斷相保護(hù)”的研究

摘要：電動(dòng)機(jī)有負(fù)載運(yùn)行、斷相運(yùn)行、空載運(yùn)行及過載運(yùn)行等好多種運(yùn)行方式，在使用過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷相運(yùn)行的情況，在短時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)就被燒毀，造成很大的損失。針對(duì)三相電動(dòng)機(jī)的斷相問題，提出了一些相應(yīng)的保護(hù)措施。
關(guān)鍵詞：斷相保護(hù)；保護(hù)方法；三相電動(dòng)機(jī)

0 引言
隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，三相電動(dòng)機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，在生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制線路中，采取了對(duì)電動(dòng)機(jī)的各種保護(hù)措施。由于過流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過載保護(hù)及零壓保護(hù)很容易實(shí)現(xiàn)控制，但在很多斷相情況下，三相電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，定子電流很大，很容易造成電動(dòng)機(jī)的燒毀，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。因此，對(duì)三相電動(dòng)機(jī)“斷相保護(hù)”的研究也越來越受關(guān)注。
從電流方面看，目前常用的三相電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)器，用戶使用時(shí)大多數(shù)不會(huì)配比、計(jì)算與調(diào)試，很不方便，而且斷相后沒有記憶功能，不能與閘刀配合使用，使用范圍受到限制；從接線方面看，對(duì)Y型聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)某相斷相則該相無電流，而另兩相中有某相電流比額定電流高時(shí)，則將使該相保護(hù)器切斷電源，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)。而△型聯(lián)接中情況就不一樣，在保護(hù)器保護(hù)的情況下仍將電動(dòng)機(jī)燒毀，達(dá)不到斷相保護(hù)的目的。所以，對(duì)Y型聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)采用電流型、熱效應(yīng)型作斷相保護(hù)，對(duì)△型聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)采用電壓型作斷相保護(hù)。
電壓型電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)器，在Y型、△型聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)中都能起斷相保護(hù)作用，克服了熱效應(yīng)型、電流型在電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)中的局限性，而且具有低電壓、過電壓保護(hù)功能，適用于三相四線380V供電條件下的各種電動(dòng)機(jī)。

1 電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行的因素
在三相電動(dòng)機(jī)的使用過程中，經(jīng)常出現(xiàn)其因缺相運(yùn)行而燒毀的情況，根據(jù)研究，以下幾個(gè)方面的因素只要存在一條，就可導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的斷相運(yùn)行。
(1)某相熔體燒斷。
(2)控制電動(dòng)機(jī)的閘刀開關(guān)如果不及時(shí)檢修，質(zhì)量較差，再加上長時(shí)間使用，也會(huì)發(fā)生斷相故障。
(3)當(dāng)用電量集中時(shí)，在變壓器低壓出口的保險(xiǎn)片和配電室內(nèi)供電總閘刀熔斷器容易熔斷。
(4)電動(dòng)機(jī)中某相繞組內(nèi)部接頭斷線或者是導(dǎo)線接頭接觸不良都會(huì)造成斷相運(yùn)行。
(5)操作頻率過高或者負(fù)載較大時(shí)，造成電動(dòng)機(jī)短路，從而燒斷熱元件。
(6)當(dāng)電動(dòng)機(jī)超負(fù)載運(yùn)行、故障運(yùn)行、供電線路電壓不穩(wěn)定或者交流接觸器容量選擇不當(dāng)時(shí)，會(huì)造成主觸頭接觸不良，導(dǎo)致斷相運(yùn)行。

2 電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)的原理
電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)裝置的電路共有六個(gè)外接端子，其中N是接電源的零線，A、B、C是接主電路對(duì)應(yīng)的A相B相和C相，IN和OUT兩個(gè)接線端與控制回路電源串接。每個(gè)外接端子的內(nèi)部都是固有部件，必須一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)，柱與柱之間的距離應(yīng)盡可能地大，這樣可以防止并聯(lián)接線柱之間短路。因此，這些固有部件一定要謹(jǐn)慎接好，接錯(cuò)時(shí)還有可能燒壞保護(hù)裝置。電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)裝置的原理如圖1所示。

3 電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)的方法
電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)的方法有：采用電壓繼電器、采用斷絲電壓保護(hù)、采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器、采用專門為斷相運(yùn)行而設(shè)計(jì)的斷相保護(hù)繼電器、采用欠電流繼電器等。
3．1 斷相保護(hù)的目的
在三相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行中，只要有以下情況之一，如接觸器觸點(diǎn)燒損等造成一相接觸不良，安裝維護(hù)等原因造成一相斷線或者三相電源的熔斷器一相熔斷，都會(huì)造成三相電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行。如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，還會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的燒毀以及設(shè)備的損壞，從而影響連續(xù)的生產(chǎn)，造成一定的損失。
為了保障電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，一般重要電動(dòng)機(jī)都裝有各種斷相保護(hù)裝置，以防在發(fā)生缺相時(shí)造成電動(dòng)機(jī)的燒毀，盡可能減少不必要的損失。
3．2 基本原理
當(dāng)今的電動(dòng)機(jī)缺相保護(hù)電路線路復(fù)雜，元件較多，工作可靠性不高，大部分采用電子式保護(hù)裝置，或者由于工作失常，造成電動(dòng)機(jī)不能合閘或保護(hù)拒動(dòng)，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
本文介紹的保護(hù)裝置不僅具有元件少，原理簡單，基本不需維護(hù)、工作可靠等多方面的特點(diǎn)，而且通過盡可能適當(dāng)?shù)呐渲迷?，還可起到無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?br /> 該保護(hù)裝置的原理是：三相星形接線的中性點(diǎn)，三相負(fù)載平衡時(shí)電位基本是低電位，當(dāng)三相電源缺相時(shí)，中性點(diǎn)電位會(huì)升高到相電壓。根據(jù)此特點(diǎn)監(jiān)測(cè)電源的供電情況，可以起到缺相保護(hù)作用。
3．3 接線說明
接線時(shí)，三個(gè)電容器接成星形，電容器端子分別接A、B、C三相電源，中性點(diǎn)接電壓繼電器的線圈，線圈另一端接地。電壓繼電器的常閉接點(diǎn)應(yīng)串接于交流接觸器的控制回路中。當(dāng)A、B、C任一相斷開時(shí)，中性點(diǎn)電位升高為相電壓，電壓繼電器動(dòng)作，使交流接觸器的控制回路斷開，切除電動(dòng)機(jī)電源，實(shí)現(xiàn)了斷相保護(hù)。
對(duì)于低電壓電動(dòng)機(jī)來講，主要是耐壓水平足夠就可以，電容器容量不需太大。在選擇電容器容量時(shí)，可以結(jié)合電動(dòng)機(jī)的功率選擇合適的電容值。
對(duì)于高壓電動(dòng)機(jī)，其保護(hù)裝置相對(duì)完善。這種保護(hù)裝置適用于各類三相感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)，接線簡單，基本不占用空間，容易實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)束語
三相電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)電路的設(shè)計(jì)可以達(dá)到快速切斷控制回路電源的目的，在三相電動(dòng)機(jī)缺相時(shí)，不僅能起到保護(hù)電機(jī)的作用，而且此保護(hù)裝置還具有相序指示和缺相指示，能滿足直觀的視覺提示，在實(shí)際應(yīng)用中能降低修理成本以及設(shè)備的故障率，具有一定的經(jīng)濟(jì)適用性。
綜上所述，在對(duì)三相電動(dòng)機(jī)“斷相運(yùn)行”的原因研究的基礎(chǔ)上，從啟動(dòng)控制電路上和主電路上采取了切實(shí)可行的斷相保護(hù)的方法，有效地解決了實(shí)質(zhì)問題。