浅谈异步电动机的断相保护
浅谈三相异步电动机断相保护
Ｃ Ａ ＭＮ Ｈ Ａ ＨＲ Ｉ Ｃ Ｉ Ｇ Ｎ
浅谈三相异步电动机断相保护
◎张小敏 李 晓华 张爱婷
（ 郑煤 集 团供 电处 河南 新 密 ４ ２ ７ ） ５ ３ １
摘
要： 叙述 电动机 常 见的 断相 形式 及后 果 ， 针对 相应 情况 设置 的保 护形 式 。 并
文献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ：６ ３０ ９（ １） — １ １Ｏ １７ — ９２ ０ ０ ７ ０４ 一 １ ２ ０ 光敏 三极 管饱 和导 通 ， 电器 Ｊ 线 圈得 电 ， 闭触 点断 开 ， 交 继 的 常 使 流接 触器 的线 圈失 电 ， 电机停 止运 行 。 般 来 说 电 动 机 端 电 压 不 对 称 一 定会 产 生 三 相 不 对 称 电 流 。 三相 对称 电压 也可 能产 生不 对称 三相 电流 。 而 因此从 理论 上
Ｖ 、 ２和 Ｖ 饱 和 导 通 ， 门 的三 个 输 入端 均 为低 电压 。 输 出 １Ｖ ３ 或 其 目前 电压 检测 型取 样 电路 有 星形 取 样 电路 、双 星 形取 样 电 路 两大 种 。下 面主 要论 述星 形取 样 电路（ 星形 取样 电路 是＿ 形 双 星
取 样 电路 的改进 形式 ） 电路 如 图一所 示 。 。 ３个阻 值相 同 的电阻 分 别接在 电动机 的 ３ 个进 线端 成星 形 ， 电器 Ｊ 继 的常 闭触 点 串接 在 控制异步电动机 的交流接触器的 自锁电路中，假设三相电源电 压 是 对称 的 。 且各 相 电压 的有 效 值相 同 ， 电源 没 有 断相 时 ， 形 星 电阻 中点 Ｍ与 Ｎ点 （ 相 电源 的 中性 导线 ） 间 无 电压 ， 在 它 三 之 接 们 之 间光 电耦合 器 的发光 二极 管不 亮。 电源 断相 时 Ｍ 点与 Ｎ点 之 间将 产 生较 大 的电位 差 ， 光 电耦合 器 发光 二 极 管发 亮 ， 的 使 它
浅谈异步电动机的保护
过 载 和 断相 保 护 。产 品如 Ｓ Ｂ、Ｄ Ｂ型 热保 护 器 。 Ｐ Ｒ
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 保 护 两 大 类 型 。下 面 结合 产 品 作 些 介 绍 。 １电流 保护 装 置 １ 、热继 电器 利用 负载 电流 流过 电 阻元件 ， 使双 金属 片热元 件 加热后 产 生 弯 曲， 从而 使继 电器 的触点 在 电动机 绕 组烧 坏 以前 动作 。其 动作 特性 与 电动 机 绕组 的允 许过 载特 性接 近 。热 继 电器 虽然 动作 时 间准 确性 差， 但对 电 动机 可 以实现 有 效的过 载保 护 。最 新设 计 的热继 电器 ， 除有 温度 补偿 外， 它还 具 有 断相保护 及 负载不 平衡 保护 功 能等 。例 如从 Ａ Ｂ公司 引进 的 Ｔ系列 双金 属片 Ｂ 式 热过 载继 电器 ： 西 门子 引进 的 ３ Ａ 、３ Ａ 从 Ｕ ５ Ｕ ６系 列双 金 属片 式热 过 载继 电 器 ： Ｒ ０ 、Ｊ ３ Ｊ２ 型 Ｒ ６型热 过载 继 电器 ， 中 Ｊ ３ 其 ｎ ６型为 二次 开发 产 品， 可取 代 淘
备保 护的功能 。
２ 、带有 热一 磁脱 扣 的电动 机保 护用 断路 器作 过载保 护用 ， 结构 及动 作 原 理 同热继 电器， 其双金 属热元 件弯 曲后 有的直接 顶脱 扣装 置， 的使触 点接 通， 有 最 后 导致 断 路器 断开 。 电磁 铁 的 整 定值 较 高 ， 在 短路 时动 作 。其 结 构 简 仅 单 、体 积 小 、价 格 低 、动 作特 性 符 合 现 行 标准 、 保护 可 靠 ， 日前仍 被 大 故 量 采 用 ． 特 别 是 小 容 量 断路 器 尤 为 显 著 。 ３ 、电子 式过 电流 继 电器通 过 内部各相 电流互感 器 检测 故障 电流信 号 ， 经 电子 电路 处理 后执 行相应 的动作 。电子 电路 变化 灵活 ， 动作 功能 多样 ， 广泛 能 满 足各 种 类 型 的 电动机 的保 护 。其 特 点 是 ： （） １ 多种 保护 功能 。过 载保 护， 载保 护十 断相 保 护， 载保 护十 断相 保 过 过 护 ＋ 反相 保 护 。 （） ２ 电流整 定范 围广 。其最 大值 与最 小值 之 比 一 可达 ３ ４倍 ， 至更 般 — 甚 大倍 数 （ 继 电器为 １ ６ ） 特 别 适用 于 电动机容 量 经常变 动 的场合 （ 热 ．５ 倍 ， 例如 矿 井 等 ）。 （ ） 故 障显 示 。 由发 光 二极 管 显 示故 障类 别 ， 便 检 修 。 ３有 ｆ ４ 、固态 继 电器 它 是 种 从 完成 继 电器 功能 的简 单 电子 式装 置 发展 到具 有各 种功 能 的微 处理 器装 置 。其成 本 和价 格 随功 能而 异， 复杂 的继 电器 实 最 际 上只 能用 于较 大 型 、较 昂贵 的电 动 机 或 重 要场 合 。 上 述每 一种 信息 均可编 程输 入微 处理 器， 主要 是加 上需 要的 时限， 以确 保 在 电动机 起动 或 运转 过程 中 产生 损坏 之前 ， 电源 切 断 。还可 用 发光 二极 管 将 或数 字 显示 故 障类 别和 原 因， 可 以对 外 向计 算机 输 出数据 。 也 ５ 、带有 电子式 脱扣 的 电动机 保 护用 断路 器 其动 作 原理类 同上述 电子式 过 电流 继 电器或 固态继 电器 。功 能主 要 有 ： 电路 参量 显 示 （ 电流 、 电压 、功 率 、功率 因数 等） 负载 监控 （ ， 按规 定切 除或投 入 负载 ） 多种保 护特 性 （ 数 曲 ， 指 线 反时 限 、Ｉ ｔ曲线 反 时 限、定 时 限或 其 组合 ） 故 障报警 ， ２ ， 试验 功 能，自诊 断 功能 ， 信功 能 等 。产 品 如施 耐 德 电气 公 司 生产 的 Ｍ系 列低 压 断 路器 。 通 ６ 、软起动 器 的主 电路采 用 晶闸 管， 控制 其分 断或 接通 的保 护装 嚣 傲 做 成故 障检 测 模块 ， 用来 完 成对 电动机 起 动前 后 的异 常 故 障检 测， 断 相 、过 如 热 、短 路 、漏 电和不 平 衡 负载 等故 障 ， 发 出相 应 的动 作 指 令 。其 特 点是 并 系统 结构 简 单， 采用 单 片机 即可 完成 ， 用 于工 业 控制 。 适 ２温 度保 护装 置 ｌ 、双 金 属片 温度 继 电器 直接 埋入 电动机绕 组 中 。产 品如 Ｊ ２温度 继 电 Ｗ
高压三相异步电动机断相保护
安全技术/电气安全高压三相异步电动机断相保护高压三相异步电动机采用断相保护目前还不多见，从安全运行角度看，高压电动机虽然常装有差动保护、过负荷速断保护、低电压保护及单相接地保护、漏电保护等装置，但这些保护装置往往保护不了电动机断相远行。
例如各矿目前主排水泵的高压电动机，假如对真空开关(真空断路器或真空接触器)的真空灭弧室调整不当，或者由于真空开关的合、分闸振动引起真空灭弧室动静触点松动，就很容易造成电动机缺相运行。
如不及时发现，就可能导致电动机烧毁。
因此装设高压电动机断相保护是很必要的。
一、保护原理图中：TA1、TA2为电流互感器；KA1、KA2、KA3为电流继电器。
1、高压电动机M正常运行时(图1)，三相电流基本平衡且相位互差120°，电流继电器KA1、KA2中流过正常运行电流，KA3中则流过A+C电流(即ía+íc)，三只电流继电器均吸合，其常开触点闭合，常闭触点断开(图2)，时间继电器KT无电源，断相保护不会动作。
图中：KA1、KA2、KA3为电流继电器；KA4为中间继电器；KT为时间继电器；DL为信号铃；SB为试验按钮。
2、当电动机发生两相或三相短路事故时，故障电流流过互感器TA1、TA2的二次线圈，此时由过流速断保护动作切除电路。
电流继电器KA1～KA3的常开触点依旧处于闭合状态，其常闭触点仍不能复位闭合，所以断相保护也不会动作。
3、当电动机发生单相接地故障时，故障点有零序电流流过，接地保护动作，或发出信号或跳闸切断电路。
此时电动机三相电流的平衡并未被破坏，因此断相保护仍不会动作。
4、当电动机发生断相故障时，三相电流平衡遭到严重破坏，并引起电流相位的改变，此时断相保护可靠动作，发出信号或使开关跳闸。
现分两种情况该种故障进行分析和探讨。
(1)A相或C相(装有电流互感器的相)断相运行。
此时电流互感器TA1或TA2中无电流流过，电流继电器KA1或KA2复位，其常闭触点闭合，常开触点断开。
三相异步电动机断相保护
三相异步电动机地断相保护与研究主题词：921 发射场在各领域地电动机基本上都是三相异步电动机,从近年地运行情况来分析,因管理不善或使用不当等原因往往对电机地正常工作造成影响,本文对921 发射场地电机主要发生地断相问题进行了全面地分析和阐述, 摘要：异步电动机、断相、保护、异步电动机在运行过程中经常发生电源断相地故障,这主要是因某一相地熔断器熔断造成,另外外部电源断相、交流接触器地某一对主触点接触不良、接线松动和电动机绕组内部开路,也可能引起断相故障.断相后出现负序分量,正序对称电压和负序对称电压分别产生两个旋转方向相反地旋转磁场,二者合成后为一圆形旋转磁场,负序电流激发地负序磁场使电机输出功率和电磁转矩下降.在空载或轻载时,电源断相后,电动机一般不会停止运行,但是剩下地两相负荷电流增大.如果是重载时断相,断相后电动机地最大转矩,电动机将不断减速,直至堵转.对于恒转矩和恒功率负载,电流将增大至正常运行时地好几倍,如果没有有效地保护,电动机地绕组将会很快烧毁.水泵风机类负载转矩与转速地平方成正比,如果在重载时断相,转速下降后,负载转矩下降得很多,断相后可以稳定电流.实践表明,电源断相是异步电动机烧毁地主要原因,在异步电动机绕组烧毁地故障中,以上是由断相引起地,因此有必要给异步电动机设置可靠地断相保护装置.b5E2RGbCAP一、电压检测型断相保护电路1、星形取样电路电路如图 1 所示,三个组值相同地电阻分别接在电动机地三个进线端, 它们接成星形.继电器KA地常闭触点串接在控制异步电动机地交流接触器地自锁电路中假设三相电源电压是对称地,即各相电压互差120,且各相电压地有效值相同. 点源没有断相时，星形电阻地中点M点与N点＜三相电源地中性导线）之间无电压，接在它们之间地光电藕合器地发光二极管不亮.电源断相时,M点与N点之间将产生较大地电位差，使光电藕合器地发光二极管发光，它地光敏三极管饱和导通，继电器KA地线圈得电，它地常闭触点断开，使交流接触器地线圈失电，电机停止运彳丁. plEanqFDPwABCI][】0 H2V?图1交流电压实际上不可能是完全对称地，电源没有断相时图1中M点与N点之间也可能有电压存在，如果三相电源电压地不对称性比较严重,M点和N点之间地电压可能会使保护装置误动作，为了解决这一问题，可以在光电藕合器地发光二极管所在回路中串接一个稳压管W见图1）,它提供了一个门槛电压，只有当M点和N点之间地电压大于稳压管地稳压值和光电藕合器地发光二极管地管压降V1.8V ）时,发光二极管才能导通.在选择稳压管地稳压值时，应保证在电源断相时,M点和N点之间地电压足以使稳压管和发光二极管导通.如果W地稳压值选得过大，电源断相时保护装置可能不起作用；稳压值如果偏小，在电源不对称性特别严重时，保护装置又可能误动作.图1中地三个取样电阻地阻值应足够大＜几十千欧），以减小它地功耗.DXDiTa9E3d图2所示电路中用可控硅驱动继电器KA,继电器地常闭触点串接在控制异步电动机地交流接触器地自锁电路中.电源断相时,M点和N点之间地电压使可控硅导通，继电器KA地线圈失电，电机停转.RTCrpUDGiT图22、双星形取样电路电路如图3所示,6个大小相同地电阻组成两组星形电路，分别接在图1中熔断器上方地A、B、C点和电动机地入口U、V、W处.电动机正常运行时A点与U 点、B点与V 点、C点与W点之间地电压分别相等，所以两个星形地中点＜M点与m 点）之间地电压总是为零，电源各相电压不对称时，亦是如此.仅在A点与U点、B 点与V点、C点与W点之间地某一电路断开时＜如某一相地熔断器熔断）,M点与m 点之间才会出现电压，经二极管整流后光电藕合器地发光二极管发光，保护装置动作.这种保护电路不受电源不对称性地影响，其参数与电动机地容量无关，其缺点是外部接线较多，如果是A B、C点之前或U、V、W之后地故障引起地断相，例如外部电源引起地断相，该电路起不到保护作用.5PCzVD7HxA图33、使用继电器地断相保护电路电路如图4所示,三个继电器分别接在电动机地三个进线端U、V、W和电源中性导线N点之间.电动机正常运行时各继电器地线圈得电吸合，它们地常开触点串接在交流接触器地自锁回路内.初看起来，某相地继电器线圈将会失电，使交流接触器地线圈断电，电机停转.jLBHrnAlLg图4实际上失去电源地电动机地输入端对电源中性导线<N点）地电压并不为零，这是因为剩下地两相交流电压仍然会在电动机地气隙中产生旋转磁场，该旋转磁场切割失去外部电源那一相地绕组，使它产生感应电势，这个感应电势一般大于继电器地解放电压，所以失去电源那一相地继电器一般仍会吸合，起不到断相保护地作用.XHAQX74J0X、电流检测型断相保护电路某一相地电源断相时，该相地电流由运行时地值突然将到零•由于异步电动机具有较大地气，其空载电流较大，所以即使在空载时电源突然断相，电流也有较大地变化•利用这一特点，可以设计出可靠地、与三相电压不对称性无关地电源断相保护电路，利用互感器提供地电流信号还可以增设过载保护等功能.LDAYtRyKfE 电路如图5所示.图中用电流互感器作电流传感器，并用它来隔离主回路和控制回路,继电器KA地常闭触点串接在控制异步电动机地交流接触器地自锁电路中电机正常运行时，三相电流互感器地副边电流经取样电阻R转换为交流电压，整流虑波后转换为直流电压，分别使晶体管V1 V2和V3饱和导通,或门地三个输入端均为低电平，其输出端亦为低电平，V4和V5均为载止状态，继电器KA地线圈无电流，保护电路不起作用• Zzz6ZB2LtkJ+12V图5某一相电源断相时，接在该相地电流互感器副边无电流,V1 —V3中对应地晶体管载止，或门地一输入端变为高电平，其输出也变为高电平，它使晶体管V4和V5 饱和导通，继电器KA地线圈通电，它地常闭触点断开，使交流接触器地线圈失电，电机停止运行.使用电流互感器地电流取样断相保护电路地工作可靠，但是使用地元件较多，成本较高.dvzfvkwMIl设计时应注意电流互感器地容量有一定地限制如果它地副边接有电流表或电度表,再接入较大地电阻将会影响测量精度•可以在电流互感器地副边接入较小地取样电阻，再用运算放大器将该电阻两端地微小电压放大，也可以增设第二级电流互感器,其原边额定电流为5A,副边额定电流为0.1A,它地原边接在第一级电流互感器地副边回路内，它地副边可以接入较大地取样电阻，得到较高地信号电压. 取样电阻折算到第二级电流互感器地原边是很小地，因此对第一级电流互感器地正常工作没什么影响.如果自制电流互感器，可以用一个大变比地电流互感器代替上述地两级电流互感器，如果电动机地容量较小，也可以选用市售地大变比地电流互感器. rqyn14ZNXI。
浅论异步电动机的各种保护
能正确反映相 电流的大小 ， 即不能有效地反 映电动机绕组是否已处动 ；ｃ ． 电动机 长
期低 速运行 ；ｄ ． 电动机频繁起动 、制动 、正反转运行及经常反接制动。
（ 二） 电动机的过载由于 电流增大 ， 发 热剧增 ， 从而使其绝缘物受 到损害 ，缩短了其使 用寿命甚至被烧毁 。
四 、关于 电动机 的欠 电压保护
器 ，后者用于短路保护） 的断路器 。 对 于重载起动 的电动机（ 起动时间为
一
般 电动机 的数倍） ，如果使用一般 的热继 电器 ，常常会在起动过程 中
发生误动作（ 跳 闸） ，使 电动机无法起动 。因此需要选 用带速饱和 电流互 感器或 限流 电阻的热继电器 ， 这种型式是通过速饱 和电流互感器或限流 电阻使起动 电流成 比例地缩小 ， 就可 以大大延长电动机 的起动时间 ， 保 证正 常起 动， 还有采取起动 时将热继 电器短接 ， 起动完毕再将热继 电器 投入运行—— 完全短路法 。 此外 ， 对带速饱 和互感器的热继电器 ， 起动 时将互感器二次绕组 短接 ， 起 动完毕后再使之投入等方法 ， 来满 足重载 起动电动机的需要 。
２ ０ １ ３ 年第２ ２ 期
电子 机 械 工 程
浅 论 升 巳－ Ｊ ＿ 电动机 的各种 保 护
■宋 晓红
本文论述 了异步电动机在发生过载 、 短路 、断相 、欠电压等故 障时 产生 的后果以及它们的有效保 护方法。
现下列情况 ：（ １ ） 电动机直接起动 。（ ２ ） 星～三角（ Ｙ一△ ） 起动。（ ３ ） 自耦减
的。
、
电 动机 的过 载及 其 保 护
三相异步电动机断相保护
三相异 步 电动机 断相 保护
任政谏 卢利斌
西 安 第二炮 兵工 程学 院 （ １０ ５） ７ ０２
Ｓｔ ｙｏ ｕｄ ｆＰｈａ ｅ ｂ ｅ ｋ ｏ ｅ ｔｏ ｆＴｈｒ ｅＰｈａ ｅＡｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｏ ｏ ｓ － ｒ ａ Ｐｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｏ ｅ ｓ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕｓＭ ｔ ｒ
Ｒｅ ｈ ｎ ｊａ ＬｕＬｉ ｉ ｎＺ ｅ ｇ ｉｎ ｂｎ
Ｔｈｅ Ｓｅ ｏ ｔｌｅ ｙ Ｅｎｇｉ ｅ ｉ ｌｅ ’ｎ ｃ ｎｄＡｒｉｌ ｒ ｎｅ ｒｎｇ Ｃｏ ｌ ｇｅｏｆＸｉａ
摘 要： 通过 对三 相异步 电动 机断相 前后 的电流相
是使 用熔断器保护的地方， 应设有防止断相的保
各种 不 同运 行 状 态 下， 加大 了电动 机 发 生 故 障 的 概率 。 因此 ， 电 动 机 实 施 有 效 保 护 ， 保 证 生 对 是
产系统正常工作的一项重要任务。
在 工作正常的情况下， 各相的工作电流波形 以及相位的情况如图ｌ 由图可得正常工作时的 。
各相 电流 的矢 量 和为零 ， Ａ ｆ＋ｃ ０ 各脉 冲间 即ｆ＋Ｂ ｆ＝ ， 的间隔 为 ｂＴ １０ ０ ７。 ：Ｂ ＝ ＝ ． ６ｓ 断相运行故障 占很
大 比例 ， 为此 ， 国际 电工 委 员会 （ＥＣ） 定 ： Ｉ 规 凡
・
如 图２ 所示 ， 星形连接时 当进 线Ａ 绕组Ａ 或 发 生断相时， 绕组Ｂ 与绕组Ｃ 便串接在 电路 中，
４ ２ ０ 年第 ５期 《 ４・ ８ ０ 电机 技术》
Ａｂｓ ｒ ｃ ：Ｔｈ ａ ｉ ｔ ｎ ｏ ｕ ｒ ｎ ｏ ｐ ａ ｅ ｐ ｓ ｉｎ ｔａ ｔ ｅ ｖ ｒａ ｉ ｆｃ ｒｅ ｔｔ ｈ ｓ ｏ ｉ ｏ ｏ ｔ ｉ ｈ － ｈ ｓ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｍｏ ｏ ｓａ ａ ｙ ｅ ｘ ｃ ｌ ｎ ｔ ｅ ３ ｐ ａ ｅ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔ ｒｗａ ｎ ｌ ｚ ｄ ｅ ａ ｔ ｙ ｂ ｆ ｒ ｎ ｆｅ ｈ ｈ ｓ ｒ ａ ｃ ｕ ｒ ｄ Ａ ｒ ｔ ｃ ｏ ｓ ｅｏ ｅ ａ ｄ ａ ｔ ｒ ｅｐ ａ ｅ ｂ ｅ ｋ ｏ ｃ ｒ ｅ ． ｐ ｏ ｅ ｔ ｒｗａ ｔ ｄ ｓ ｎ ｄ ｉ ｃ ｏ ｄ ｎ ｅ ｗｉ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｏ ｈ ｓ ｏ ｉ ｏ ． ｅ ｉ ｅ ａ ｃ ｒ ａ ｃ ｔ ｔ ｎ ｌ ｓｓ ｆｐ ａ ｅｐ ｓ ｉ ｎ ｇ ｎ ｈ ｈ ｔ Ｉ ｓ ｐ ｒ ｉｅ ｈ ｈ ｓ ｈ ｎ ｅ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｅ ｐ ｎ ｔ ｅ ｔ ｕ ｅ ｖ ｓ ｄ ｔ ｅ ｐ ａ ｅ ｃ ａ ｇ ｆｃ ｒ ｅ ｔｂ ｓ ｄ ｕ ｏ ｈ ｍｏ ｏ ｓ ａ ｌ ｅ ｔ ｒ ｎ ｏ ｎ — ｔ ｂ ｅ ｆ ａ ｕ ｅ ａ ｄ ｃ ｍｂ ｎ ｄ ｗｉ ｈ ｔｏ ｅ ａ ｅ ｉ ｅ ｔ ｔ ａ ｆｄ ｌ ｙ ｄ ｈ ｅ ｅ ｔ ｉ ｉ ｃ ｉ． ｔｗａ ｂ ｅ ｔ ｎ ｕ ｅ ｔ ｅ ｓ ｆ ｐ ｒ ｔｏ ｌ ｃ ｒ ｃ ｃ ｒ ｕ ｔ Ｉ ｓ ａ ｌ ｏ ｅ ｓ ｒ ｈ ａ ｅ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｍｏ ｏ ｖ ｎ ｕ ｄ ｒｔ ｅ ｃ ｎ ｉｉ ｎ ｔ ａ ｈ ｒ ｓｔ ｅ ｆｔ ｔ ｒ ｅ ｅ ｎ ｅ ｈ ｏ ｄ ｔ ｈ ｔｔ ｅ ｅ ｗａ ｈ ｈ ｏ ｉ ｔ ｒｅ ｅ ｃ ｈ ｏ ｒ ｅ ． ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅｉ ｔ ｅｐ ｗｅ ｔ ｎ ｎ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：Ｔ ｒ ｅ ｐ ａ ｅ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｔ ｒ Ｐ ａ ｅ ｙ ｒ ｓ ｈ ｅ ｈ ｓ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓ ｍｏ ｏ ｈ ｓ —
三相交流异步电机-保护电路
三相交流异步电机-保护电路1.短路保护短路是由于绝缘损坏、接线错误等原因导致电流从非正常路径流过的现象。
瞬时短路电流可能达到电机额定电流的几十倍甚至上百倍，如果不能及时切断电源，则有可能造成电机不可修复的损坏，还有可能导致触电、火灾等危险。
短路保护应该满足以下要求:一是必须在很短的时间内切断电源;二是当电机正常启动、制动时，保护装置不应误动作。
常用的短路保护装置有熔断器和断路器。
2.过流保护过电流是指电机的电流超过其额定值，如果时间久了，就会使电机过热损坏电机，因此需要采取保护措施。
过电流时，电流仍由正常路径流通，其值比短路电流值要小。
过电流一般是由于负载过大或是启动不正确。
为了避免影响电机正常，过电流保护动作值应该比正常启动电流略大一些。
过电流保护也要求保护装置能瞬时动作。
过电流保护一般采用过电流继电器。
3.过载保护电机过载是指其电流超过额定值使绕组过热。
引起过载的原因很多，如负载的突然增加、电源电压降低、电机轴承磨损等。
过载与过流类似，但也有差别。
主要的不同在于动作效应的不同。
过电流是由电磁效应来引发保护装置动作，针对电流的瞬时大小;而过载保护则是由电流的热效应，即电流对时间的累积结果来引发保护装置动作。
一般情况下同一电路中，过载保护动作电流值要比过电流小，而这两者又均比上面提到的短路保护动作电流值小。
值得注意的是，短路保护、过电流保护和过载保护是不能互相代替的。
过载保护应采用热继电器或电机保护器作为保护元件。
4.失压保护如果电机在正常时突然掉电，那么在电源电压恢复时，就可能自行启动，造成人身事故或机械设备损坏。
为防止电压恢复时电机的自行启动或电器元件自行投入而设置的保护，称为失压保护。
采用接触器和按钮控制电机的启动制动就具有失压保护功能。
如果正常中电网电压消失，接触器会自动释放而切断电机电源。
5.欠压保护电机或电器元件在有些应用场合，当电网电压降到额定电压的60%,80%时，就要求能自动切除电源而停止，这种保护称为欠电压保护。
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。
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丝 拧 得 过 紧 而 几 乎 压 断 ； （） 体 电流 选 择 太 小 ，这 ２熔 样 通 过 的 电流 稍 大 就 会熔 断 ，尤其 是在 电动 机起 动 电
流 的 冲 击 下 ，更 容 易发 生 熔 体 非 故 障性 熔 断 ； （ ） ３ 安
熔断 。对于运 转中的电动机 ，突然断掉～相 电源后 ，
是 ，当电动机只带５％ ０ 的额 定 负 荷 时 ， 两 相 运 行 电 流 大 致 与 额 定 电 流 相 等 。 当 电动 机 负荷 在 ５ ％ 定 负 荷 ０额
以上 ， 又在 额 定 负荷 以 下两 相 运 行 时 ，熔 断器 不 能起 到 可 靠保 护 作 用 。 （） （ 时 ， 电动 机将 减 速 停 车 ， ３ 当Ｋ ２ 直 至熔 断熔 丝 。 除 了熔 断器 保 护 ，在 三 相 低 压 电动 机
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约 为 额 定 电 流 的 ３ ５ ，此 时 电动 机 如 果 按 规 定 选 用 ．倍 熔 断 器 作 保 护 ，熔 断器 可 以熔 断 ， 并起 保护 作 用 。 但
中国 现代黼 装 备
路 ，当 三 相 电源 正常 时 ，按 下 启动 按 钮 ｓ ，Ｋ 得 电吸 Ｂ Ｍ 合 并 由Ｋ １自锁 ； 同 时Ｋ ２ 通 电压 继 电器 Ｋ 电动 机 Ｍ Ｍ接 与
三相 电动 机 运 行 中 由于 种 种 原 因 ，会 出现 故 障 ， 电动 机 的故 障通 常 分机 械 故 障 与 电气 故障 两 个 方面 ， 其 中 电气 故 障 通 常 有绕 组 接 地 、绕 组 短 路 、 电压 不 正 常 （ 瞬 时失 压 、 短 时 失压 等） 如 、绕 组 断路 、 断相 运 行
在 某 些特 定条 件 下 ， 由于 机 械惯 性 的作 用 电动 机 尚可
滞 速旋 转 。 由于 电动 机 过 电流倍 数 与 电动机 实 际负 荷
装 不 当 ，如 单 芯 导线 放 线 时产 生 的小 圈 扭 结 或接 头 受
和 电动 机 本 身 最 大 转 矩 倍 数 Ｋ 关 ， （） ＞ 时 ， 电 有 １ 当Ｋ ２ 动 机 维 持 两 相 运 行 ， 但 转 速 大 大 降 低 ，Ｋ 大 电动 机 愈
收 稿 日期 ：２ １— ６ Ｏ ０ ００ 一 ３ 作 者 简 介 ：熊 宝 清 ， 本科 ，讲 师 。
两相 运 行 时 的 过 负 荷倍 数 愈 大 。 （） ＝ 时 ， 电动机 ２ 当Ｋ ２ 带额 定 负 荷 并 发 生 两相 运 行 情 况 下 ， 电动 机 过 电流 大
２０
一
电动机 出现 断 相运 行 等 。 ２ 常 规保 护 与 断相 运 行 ．
来越高，电动机广泛用于工农业 生产 ，尤其足三相 电
动机 ， 以其 功 率 大 、运 行 稳 定 、控 制 简 单 、使 用 方 便
等优 点在 工 矿 企业 中得 到 广 泛应 用 。几 乎所 有 的拖 动
装置 如 泵类 、 风机 类 负 载 ，更 离 不 开 电动 机 。 电动 机 的安 全运 行 是 消除 事故 隐 患 的重要 保 证 。
一
当 电动 机 断 相运 行 时 ，如 果轴 上 负载 没 有 改变 ， 则 电动 机 处 于 严 重 过 载状 态 ，定 子 电流 将 比额 定值 高 出很 多 ，时 问稍 长 电动 机 就 会烧 毁 ，在 各 行业 中 ，因
、
电 动机 断相 故 障
此 断相 运 行 而烧 毁 的 电动 机 所 占比重 最 大 。常规 的熔 断 器 保 护 、磁 力启 动 器 附 加 的热 继 电器 保 护 、 断路 器
等。
过 流 保 护 不 能 良好 地 对 电动 机 两相 运 行 起 有效 保 护 作 用 的 原 因 ，可 以从 电机 学 原 理来 分 析 ： 当 电动 机 接 至 两 相 电源 ，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 起 动 时 ，实 际 上 处 于 短 路 状 态 ，其 短 路 电流 为 三 相 启 动 是 电流 的０ ８ ６ ， 而一 股 异 步 电动 机 启 ．６倍 动 电流 为额 定 电流 的４ 倍 ，故 电动机 在 进 入 两 相 电 ～７ 源 起 动 时 ，相 当 于两 相 短 路 时 的 电 流 ， 为额 定 电流 的 ３４ ４ ． ６ 倍 ， 比起 动 电 流 小 ， 比电动 机 的 额 定 电 ．６ ￣６ ０ ２ 流 大 得 多 。因 此 两相 起 动 时 电动 机 不运 转 ，熔 断器 会
机 实行 常 规 保 护 外 ，还 有 断 相保 护 。本 文 对 电 动机 的 断相 故 障 原 因及 断 相 保 护 方 案等 作 了论 述 。
关键 词 ：断 相 ； 断相 运 行 ；断相 保 护 ；零 点 电 位
由 于经 济 的 飞速 发展 ，社 会 生产 的 工 业 化程 度 越
损 ，造 成 电动 机 负荷 线 路 断 线 ； （） 动 机 长 期 运行 ４电 便 绕 组 的 内 部接 头 或 引 线松 脱 ，局 部 过热 烧 断 绕 组 使
中国 现代教唷 备 装
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浅谈异步 电动机的断相保护
熊 宝清 பைடு நூலகம்
宜兴技师学院 江苏宜兴 ２ ４ ０ １２５
摘 要 ：确 保 异 步 电 动机 的正 常运 行 ，使 其在 发 生 断相 运 行 时及 时 停 止 电 动机 ，避 免造 成 电动 机 烧 毁 事 故 ， 除 了 需对 电动
１ 断相 故 障 产生 ．
三 相 异 步 电 动 机 的 断 相 运 行 是 指 三 相 异 步 电 动
机 在 运 行 过 程 中 ， 断一 根 火线 或 断 一 相绕 组 而 形 成 单
相 运 行 的 一种 电气 故 障 。造 成 电动机 断相 运 行 的 原 因
一
般 是 ： （） １ 由于 某 相 熔 断 器 的熔 体 接 触 不 良， 或熔