三相异步电动机故障保护设计
基于FX2N的三相交流异步电动机综合保护设计
３ 简单可 靠的保护装置电路
电 动 机 保 护 装 置 电路 如 图 １所 示 ， 电压 继 电器
ＫＡ５、 采 集 电源 电压信号 ， 相 电动机 电流 由 电 ＫＡ ６ 三 流互感 器 Ｔ 、 Ａ１ ＴＡ２ ＴＡ３采集 ， 、 并经 过整 流后 驱动 电 流 继 ＫＡＩ ＫＡ２ 、 、ＫＡ３ 电动 机 的漏 电和 接 地 信 号 由 ， ＴＡ４采 集 并 整 流后 驱动 ＫＡ４的 线 圈 ， 电动机 正 常 当
下 的缺相 故 障不 敏感 ， 电动机接 地 故 障 根本 不 起保 对
护作用 。为 了提高 电动 机保护 装置 的可 靠性 靠的保 护装置 ， 结合 Ｐ Ｃ实 并 Ｌ 现故 障判 断和 故障 信号报 警策 略设计 。
２ 电动机保护原理
众所周 知 ， 电动 机 是一 种 非线 性 、 强耦 合 、 变 量 多
Ｐ Ｅ Ｎ Ｇ ａ 。 ＣＨ ＥＮ Ｇ 一 ｎ Ｔ ｏ ， ｎ ｇ
（１ ．Ｚｈ ｎｇ ａ Ｕ ｎｉｅ ｓｔ ｏ ｎｎ ｖ ｒ ｉｙ，Ｃｈａ ｓ ａ ｎｇ ｈ ４１ ０ ３，Ｃｈｉ ８ ０ ｎａ；２ ．Ｈｕ ｎ ｎａ Ｒａ ｌ ｙ ｉｗａ Ｐｏ ｙ ｅ ｈｎ ｃ ｌ ｔ ｃ ｉ Ｃｏ ｌｇ ｌｅ ｅ，
运行时， ＫＡ１ ＫＡ２ ＫＡ３ ＫＡ５、 Ａ６的线 圈 电流 应 、 、 、 Ｋ
假设 单 相故 障 以 Ａ 相 为故 障 相 ， 相 故 障 以 Ａ、 二 Ｂ相 为 故 障相 ， 经研 究各 种 异 常情况 下 电动机 的 定子 电流 特征如 表 １ 所示 。本 装置 采用 电流互感 器检 测 电动机 负序 电流的 方法 来提 取 断相 保 护 信号 ， 零 序 电流 提 从 取接地 、 电保 护信 号 ， 漏 并用热 继 电器 进行 电动 机的过
三相异步电动机的保护与控制
三相异步电动机的保护与控制三相异步电动机保护主要有两大类：采用电流检测型的有热继电器，带有热—磁脱扣的电动机保护用断路器，电于式和固态继电器，带电子式脱扣的电动机保护用断路器以及软起动器；直接检测电动机绕组温度的温度检测型有双金属片温度继电器、热保护器、检测线圈和热教电阻温度继电器等，但由于需直接埋入电机绕组，价格较贵、维修困难等原因，仅在部分频繁操作场合使用。
较后指出不管采用何种保护装置，必须考虑过载保护装置与电动机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。
三相异步电动机的保护是个复杂的问题。
在实际使用中，应按照电机的容量、型式、控制方式和配电设备等不同来选择相适应的保护装置及起动设备。
一。
三相异步电动机的保护与控制关系电动机的保护往往与其控制方式有一定关系，即保护中有控制，控制中有保护。
如电动机直接起动时，往往产生4—7倍额定电流的起动电流。
若由接触器或断路器来控制，则电器的触头应能承受起动电流的接通和分断考核，即使是可频繁操作的接触器也会引起触头磨损加剧，以致损坏电器;对塑料外壳式断路器，即使是不频繁操作，也很难达到要求。
因此，使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用，此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核，而其他电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核，至于保护功能，由配套的保护装置来完成。
此外，对电动机的控制还可以采用无触点方式，即采用软起动控制系统。
电动机主回路由晶闸管来接通和分断。
有的为了避免在这些元件上的持续损耗，正常运行中采用真空接触器承载主回路(并联在晶闸管上)负载。
这种控制有程控或非程控;近控或远控;慢速起动或快速起动等多种方式。
另外，依赖电子线路，很容易做到如电子式继电器那样的各种保护功能。
二。
三相异步电动机保护装置电动机的损坏主要是绕组过热或绝缘性能降低引起的，而绕组的过热往往是流经绕组的电流过大引起的。
对电动机的保护主要有电流、温度检测两大类型。
下面结合产品作些介绍。
三相异步电动机缺相保护方法参考文献
一、三相异步电动机的工作原理三相异步电动机是工业中常见的一种电动机，其工作原理是利用三相交流电产生的旋转磁场来驱动转子旋转，从而实现机械能到电能的转换。
在正常运行的情况下，三相异步电动机能够稳定地转动，并且在负载变化时能够自动调节转速，具有较好的可靠性和稳定性。
二、三相异步电动机的缺相问题然而，在实际运行过程中，三相异步电动机可能会出现缺相问题，即三相电源中的某一相断开或失效，导致电动机无法正常运行。
缺相问题如果不能及时发现和解决，可能会给生产和设备带来严重的影响，因此需要采取一定的保护方法来避免缺相对设备的损坏。
三、三相异步电动机缺相保护方法 1. 电流保护：通过监测电动机的工作电流来判断是否存在缺相问题。
当某一相的电流明显偏低或为零时，即可判定该相存在缺相故障。
这时可以通过断开电源或其他方式来停止电动机的运行，以避免故障对设备的进一步损坏。
2.温度保护：缺相会导致电动机的过载运行，使得某些零部件发热严重。
因此可以设置温度传感器来监测电动机的温度变化，一旦温度超过正常范围，即可判断电动机存在缺相问题，并及时停机维护。
3.相序保护：在三相电源中，各相的相序应该是固定的，当某一相的相序发生变化时，即可判断存在缺相问题。
可以通过安装相序保护器来监测电源相序的变化，及时切断电源以保护电动机。
四、个人观点和理解三相异步电动机的缺相问题在工业生产中比较常见，对设备的保护显得尤为重要。
在选择缺相保护方法时，需要根据具体的设备情况和运行环境来进行综合考虑，以确保设备能够得到有效的保护和维护。
针对三相异步电动机的缺相问题，可以采取多种保护方法来确保设备的安全和可靠运行。
需要根据具体情况选择合适的保护措施，并定期维护和检测设备，以确保设备的正常运行和生产效益。
经过对三相异步电动机缺相保护方法的全面评估和深度理解，相信您已经对这一主题有了更深入的了解。
希望本文能够为您在工业生产中的设备维护和保护提供一定的参考价值。
三相异步电动机断相保护电路
三相异步电动机断相保护电路专业：电气工程及其自动化姓名：唐运僧学号：0400120424指导教师：黄知超设计时间：7月9日至7月19日目录摘要 (2)第1章系统概述 (3)1.1系统简图 (3)1.2方案选择与设计思路 (3)1.3原理图 (4)第2章主要元器件的选择 (4)2.1熔断器 (4)2.2接触器 (5)2.3热继电器 (7)2.4中间继电器 (7)第3章单元电路设计 (8)3.1断相显示电路 (8)3.2控制电路 (8)3.3 仿真图 (9)第4章课程设计的体会与总结 (10)鸣谢 (10)主要原器件参数 (11)参考文献 (11)附图 (12)摘要异步电动机在运行过程中经常发生电断相的故障，这主要是由某一相的熔断器断造成的另外外部电源断相、交流接触器某一对主触点接触不良、接线松动和电动绕组内部开路。
也可能引起断相故障。
断相出现负序分量，正序对称电压和负序对称压分别产生两个旋转方向相反的旋转磁场二者合成后为一椭圆形旋转磁场。
负序电激发的负序磁场使电机输出功率和电磁转下降。
在空载或轻载时，电源断相后，电动般不会停止运行，但是剩下的两相负载流明显增大。
如果是重载时断相，断相后电机的最大转矩一般小于额定转矩，如果负转矩大于此时的最大输出转矩，电动机将断减速，直至堵转。
对于恒转矩和恒功率载．电流将增大至正常运行时的好几倍，如没有有效的保护，电动机的绕组将会很快毁。
水泵风机类负载的负载转矩与转速的方成正比，如果在重载时断相，转速下降后负载转矩下降得很多，断相后可以稳定运行但是断相后的稳态电流可能超过额定电流。
实践表明，电源断相是异步电动机烧毁的要原因，据统计，在异步电动机绕组烧毁的障中，7O%以上是由电源断相引起的，因此必要给异步电动机(特别是大中型异步电机 )设置可靠的断相保护装置。
针对三相异步电动机定子绕组烧毁的原因，一般采用的保护技术有过热保护、过流保护和断相保护。
断相保护是指电动机损坏，大多数是断相运行造成的，而人们对断相运行给电机造成什么样的危害，应采取什么样的保护方式合适，至今尚没有比较一致的意见。
浅谈三相异步电动机的保护装置
接启动 。
三相异 步电动机 的故 障主要有外 部原 因和本体原 因两种 。
外部原 因 ： 电源 电压 过低或三相 电压 不对称 ， 如 以致 电流增大 ；
动按钮后 ，可控硅触 发控 制器 发出的触发脉 冲控制可控 硅 的导
收 稿 日期 ：０ ２ ０ － １ ２ １ — ３ ２
通角 ， 以斩波调压 的方式控制输 出电压 ， 从设定 的起始 电压开始 电压升高而升高。当输｝ 电压达到 １０ ｝ ｊ ０ ％时 ， 电机转速也 升至全
作 者简介 ： 李志伟 ， １８ 男，９２年 出生 ，０ ８年毕业 于 中国矿 业 输出 ， ２０ 按设定 的起动 曲线连续地增加输 出电压 ， 电动 机转速随着 大学， 助理 工程师 ，３２ ６ 山西省古交市 ０００ ，
摘 要： 阐述 了三相异步 电动机 的常见故障及原 因分析 ， 介绍 了三相异 步 电动机 的一些保护装
置。大功率皮带输送机 电机 多采用 了软起动 器对 电机启动、 运行全过程 的检测 、 保护 ， 进
一
步 阐述 了软起动 器的作 用、 点、 优 原理 ； 而风机、 给煤机 、 闸板 、 电液动推杆等 电动机 多
三相异 步电动机 的保护是个复杂 的问题 。在实 际使用中 ， 应 按照 电动机 的容量 、 型式 、 控制方式和配 电设备 等不同来选择褶
适应 的保护装置及起动设备 。
械及电气冲击 ， 长设备使用寿命。 延 可以通过设备上的 “ 硬起 ” 软／
转换实现皮带输送机的直接启动和软起动。软起动时 ， 当按下起
相故障保护
三相异步电动机是一种应用很广泛的电气拖动设备。
电机在运行过程中，会因各种原因造成损坏，在这些故障中，缺相故障造成电机损坏占很大比例，由此而烧毁的电动机数量是巨大的，造成的经济损失也是极为严重的。
根据电机学原理。
电机在缺相时．定子绕组流通的不再是三相交流电流。
而是单相电流。
气隙中的磁场由圆形旋转磁场变为单相脉振的磁场，一方面，电机缺相启动时，其启动转矩为零．电机实际上是处于两相短路状态。
电动机绕组严重发热。
破坏电机绝缘，以致于烧毁电机，影响生产，甚至造成事故。
另外，电机在缺相运行时。
过载能力已明显减低．转差率变大。
定转子电流加大，势必使绕组发热，电机运行极为不利。
防止三相异步电动机缺相运行，是有很大的经济价值。
于是。
我们从电机的缺相机理人手，设计出几例保护电路，确保电动机的正常运转。
1电机缺相故障原因对于三相异步电动机，正常运行的情况应该是三相对称的交流电流通入三相对称的定子绕组中产生圆形的旋转磁场，当三相电流缺掉一相后．电机将会出现不正常的运行现象，电动机造成缺相故障的原因主要有以下几种情况。
1．1电源缺相三相电源接入交流电动机之前。
该电源已少一相或两相(电源已经出现问题，三相熔断器中的一相熔体被烧断)，它可造成电机无法启动或启动运转异常。
1．2控制回路造成缺相控制回路中的接触器、继电器长期使用，触点可能存在一定程度的氧化。
引起接触不良，或元件动作机构长期磨损。
这些电气元器件，当受到电动机启动电流(一般为额定电流的5—7倍)的冲击，或受到机电设备的震动或运动机构卡住失灵等而误动作，定子绕组由此而缺相。
1．3电动机接线盒中接线柱松脱电机定子三相绕组中一相绕组断开。
从而造成电机运行缺相。
1．4连结头虚接或分断供电线路中的连结头出现虚接或可能受到外力而分断，也会使得电动机缺相。
1．5绝缘老化电动机在运行相当一段时间后，定子绕组的绝缘可能出现老化(电动机运行的环境温度长期过高。
供电电压偏高或者是负载过大时)，造成电动机定子绕组相间或匝间短路，电动机定子绕组也会出现一相或多相断开。
三相异步电动机控制电气设计
三相异步电动机控制电气设计控制电气设计主要涉及以下几个方面：1.电源设计：三相异步电动机通常通过三相电源供电，因此需要进行电源设计，包括电源电压和电流的选择，以及相序和三相电源的接线设计。
电源设计要考虑电机额定电压和额定电流的要求，同时也要考虑供电电网的稳定性和可靠性。
2.启动电路设计：三相异步电动机通常需要通过起动电路实现启动。
常见的启动方式包括直接启动、自耦变压器启动、星角启动等。
启动电路设计要根据电机的负载特性和启动方式的要求，选择适当的启动器件和控制元件，保证电机在启动时能够提供足够的起动转矩，并且启动电流不过大，以避免对电网造成冲击。
3.运行控制设计：控制电气设计还需要考虑电机的运行控制。
通常情况下，三相异步电动机的运行控制可以通过变频器来实现。
变频器可以通过调节电机的电压和频率，实现对电机转速和负载的精确控制。
在运行控制设计中，需要选择合适的变频器和编程控制器，编写程序实现对电机运行状态的监测和控制，包括转速、电压、电流等参数的监测和调节。
4.保护设计：三相异步电动机的控制电气设计还要考虑电机的保护。
常见的保护功能包括过载保护、短路保护和欠压保护等。
保护设计要根据实际应用需求选择合适的保护器件和控制逻辑，实现对电机的保护和故障诊断。
保护设计还需要考虑电机的温度保护，可以通过温度传感器监测电机的温度，当温度过高时自动切断电源，以避免电机过热损坏。
5.控制系统设计：控制电气设计还包括整个电动机控制系统的设计。
控制系统设计需要考虑综合控制功能的实现，包括对多个电动机的联动控制、远程监控和故障诊断等功能的实现。
在控制系统设计中，需要选择合适的传感器、执行器和数据通信设备，以及编写相应的控制算法和程序，实现对电机的高效、智能化控制。
总之，三相异步电动机控制电气设计是一个复杂而重要的任务，需要综合考虑电机的运行要求、电源条件和保护需求等因素，选择合适的控制器件和控制策略，以实现对电动机的准确控制和保护。
关于三相异步电动机的保护分析
要对 电动机 综合 实行 过载保 护 ， 短路 保护 ， 温度 保护 、 欠压 、 失压保 护 ， 电保护 等 。根 据保 护装 置的 装设部 位分 为 两大类 ：． 漏 １安装在 电动机 内
部的保 护装 置 ；． 装在 电动 机 外部 的各种 保护 装置 。 最后指 出， ２ 安 各种 保护 装 置 的质量 必 须可 靠 ， 结构应 完整 ， 护功 能应 健 全 ， 能 满最 实 保 应
（ 热 断式温 度保 护器 。 ３） 这种 温度 保护 器是 一次 性动作 的热 保护 器 。由于感 温 材料 融化 后不 能 复原 ， 以这种 保 护器 只 能一 次性 使 所 用， 它通 常装 在 电动机 的外 壳上 。 （） ４ 正温度 系数 热敏 电阻式 温 度保 护器 。 这类 温度 保护 器是 一种 对 温度 敏感 的新 型半 导 体元 件 （ 简称 Ｐ Ｃ） 即 通称 的 热敏 电阻 。为 Ｔ ， 准确反 应 电动机 绕组 的 温度 ， 常在 电动 机制 造 时将 其埋 设在 定 子 通 绕组 中， 导线绑 扎后 有电 动机接 线盒 引 出。此 外 ， 敏 电阻也 可用 于 热 检测 电动 机断相 温度 信号 ， 实现 断相 保护 。
际需要 ， 各部 分之 间有 良好 的配合 。 关键 词 ：三 相异 步 电动机 ；控 制 ；保 护 ；保 护装 置
中图 分类号 ： ４ ６ Ｕ １ 一来自文 献标识 码 ： Ａ
文 章编 号 ： ０９ ６ １２１ ）９０ ０－ ２ １０４ ３ （０００ － １３ ０
的 低压 电网 中 。 为提 高接 地 保 护 的保 护 效 果 ， 在 电动 机 的 电源侧 可 装设 漏 电开 关 （ 漏电保 护 器 ） 当电动机 发 生碰 壳故 障 时 ， 电开关 。 漏
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三相异步电动机故障保护设计
在三相异步电动机运行过程中，由于各种故障能够在电气上有一定反映，因此通过分析电动机出现的各种电气故障就可以实现对电动机的监控和保护。
1 短路保护
发生短路时，可以采用速断保护方法，短路判别计
算公式为：
(1)
其中：为电机最大电流；为电机额定电流
2 超载保护
电动机在超载时，电流超过额定值，但电动机允许在一定时间内超载运行，超载电流与允许运行时间呈反时限特性。
当电机超载时，下式近似成立：
：(2)
其中：为电机最终温升；为电机超载倍数；为电机额定运行时温升。
根据电机实际运行测得的数据，可以得出电机过
载倍数与电机允许超载时间t的关系：
(3)
其中：t为电机允许超载时间；为电机超载倍数；为电机绕组允许温升，一般取
考虑到电机实际运行使用情况，设计时留有一定
欲量，故，则
(4)
3 缺相和相不平衡保护
由于缺相能够引起电机三相电流严重不平衡，故在设计时将缺相和相不平衡故障综合一起考虑，根据电机使用规范，相间不平衡及缺相的计算公式如下：
其中：三相最大电流；三相最小电流；三相平均电流。
电机的相间不平衡采用反时限动作原理，即数越大，动作时间越短，考虑到电机本身因子和测量值的误差，为10%时开始累加，当大于150%时，保护器立即动作。
(取材网络)。