电动机保护器电路原理分析和维修
电机保护器工作原理
电机保护器工作原理
电机保护器工作原理
电动机保护器由三相电流互感器、检测、放大、延时、调整电路和执行继电器组成。
检测电路检测到电流互感器感应的电流缺相或大于设定值时，经放大器放大，使继电器动作。
继电器触头串接于接触器线圈供电回路中，继电器动作后使接触器断电，起到保护电机作用。
延时电路用于避开电机起动电流，其时长可调。
调整电路用于根据被保护电机工作电流精确设置动作电流。
电动机保护器是经典的电机星三角启动方式，主要是保护热继电器，若使用热继电器对大型电机作保护，就会使大电线出现断点，也就是进出热继电器的螺丝接线问题，容易出现发热点和故障点。
如果不用熔断器和热继电器，而采用电机综合保护器来实现，因为保护器是穿心式，就可以减少大电线的断点，从而减少发热点和故障点。
使用电动机保护器时必须注意控制线路的接线问题，以确保机器的正常运行，它可以代替断路器、接触器、热继电器、熔断器等低压电器的一项产品。
电动机保护器的保护原理。
电机保护器的原理
电机保护器的原理
电机保护器通过监测电机的运行状态和电流情况，以保护电机免受过载、欠载、短路和相间障碍等故障的损害。
它的工作原理可分为电流保护和温度保护两个方面。
1. 电流保护：电机保护器通过电流传感器感知电机工作时的电流值。
当电流超过设定的额定电流阈值时，保护器会自动切断电路，避免电机因过载而烧毁。
电流保护可以依靠电流变比来实现，将电流传感器感知到的电流值与额定阈值进行比较，一旦超过阈值就会触发保护动作。
2. 温度保护：电机保护器会安装温度传感器来监测电机的工作温度。
电机在长时间高负载工作时，容易因过热而损坏。
温度保护功能可以通过在电机的绕组上安装热敏电阻，当温度超过设定的阈值时，保护器会自动切断电路，防止电机因过热而受损。
温度保护可以通过软件或硬件电路实现。
此外，电机保护器还可以实现其他功能，如相序保护、缺相保护、过电压保护等，以确保电机的安全运行。
这些保护功能可以通过不同的电路设计和保护器的设置来实现。
电机保护器在工业和家用电器中得到广泛应用，可以有效地保护电机设备和人身安全。
电动机保护器电路设计方案图解
电动机保护器电路设计图解电动机保护器提高了电动机运行的可靠性和系统智能化要求，因此保护器的可靠运行起着举足轻重的作用，同时也对保护器抗外界干扰提出了比较现实的要求。
采用Freescale公司的高性能处理器MC9S08AW60($3.8740)。
MC9S08AW60是Freescale公司一款基于S08内核的高度节能型处理器，是第一款认可用于汽车市场的微控制器。
可应用在家电、汽车、工业控制等场合，具有业内最佳的EMC性能。
电源端滤波处理利用电磁原理进行硬件电路滤波是提高保护器EMC 的有效方法。
线路如下图，经热敏电阻t、压敏电阻RV1、电感L1、L2、差模电容C1、共模电感L3、共模电容C2、C3组成的两级滤波处理，很好的隔离了由于电源端的输入和输出干扰。
PTC热敏电阻器的主要用于过流过热保护，直接串在负载电路中，在线路出现异常状况时，能够自动限制过电流或阻断电流，当故障排除后又恢复原态，俗称“万次保险丝”。
根据线路的最大工作电流来确定选择。
压敏电阻主要用于吸收各种操作浪涌及感应雷浪涌过压保护，以防止这类过电压干扰或损坏各种电路元件。
根据设计经受的浪涌电压按照最大允许使用电压和通流容量来选择。
其中，L1、L2、C1为抑制差模干扰，L3、C2、C3为抑制共模干扰。
L1、L2铁芯应选择不易饱和的材料及M-F特性优良的材料。
按照IEC-380安全技术指标推荐，图中元件参数的选择范围为：C1=0.1~2uF。
C2、C3=2.2~33uF。
L3为几个或几十毫亨，随工作电流不同而取不同的参数值。
图1电源端处理图图2电源端未滤波处理的实验效果图3电源端滤波处理后的实验效果上图为电源端是否使用滤波器，使用瑞士TRANSIENT 2000电磁兼容测试仪1000V 100KHZ 0.75mS条件EFT群脉冲实验，从TEXtronix TDS1012B捕抓到的信号比较，未使用滤波处理的电源输出端产生了尖峰脉冲，会导致微处理器复位，甚至死机。
电动机保护器原理
电动机保护器原理
电动机保护器是一种用于保护电动机的装置，它能够监测电动机的运行状态，并在出现异常情况时及时采取保护措施，以防止电动机受到损坏。
电动机保护器的原理主要包括过载保护、短路保护和欠压保护等方面。
首先，过载保护是电动机保护器的重要功能之一。
当电动机长时间运行在超负荷状态下时，会导致电动机发热过高，严重时甚至会烧毁绕组。
因此，电动机保护器会通过监测电流大小来判断电动机是否发生过载，一旦检测到电流超过设定值，保护器会自动切断电源，以避免电动机受损。
其次，短路保护也是电动机保护器的重要功能之一。
短路是电路中常见的故障之一，一旦发生短路，会导致电流迅速增大，给电动机带来严重的危害。
电动机保护器会通过监测电路中的电流和电压来实时判断是否存在短路情况，一旦检测到短路，保护器会迅速切断电源，以保护电动机的安全运行。
此外，欠压保护也是电动机保护器的重要功能之一。
在电动机运行过程中，如果电压突然下降，会导致电动机无法正常工作，甚至会损坏电动机。
电动机保护器会通过监测电路中的电压情况，一旦检测到电压低于设定值，保护器会及时切断电源，以避免电动机受到损坏。
综上所述，电动机保护器通过监测电流、电压等参数，实时判断电动机的运行状态，并在出现过载、短路、欠压等异常情况时及时采取保护措施，以保护电动机的安全运行。
电动机保护器的原理简单而有效，是电动机保护的重要装置，对于保障电动机的安全运行具有重要意义。
浅析380V交流电动机电路及常见故障处理
《装备维修技术》2021年第11期浅析380V交流电动机电路及常见故障处理苏俊霞（中国石化胜利石油管理局有限公司胜利发电厂，山东 东营 257000）摘 要：电动机是发电厂的主要设备，电动机的经济运行直接关系着厂用电率的高低， 而380V交流电动机开停频率相对很高，电源电路及设备出现故障的次数较多，因此380V交流电动机电路及常见故障处理是电厂运行人员必须掌握的知识，本文主要讲解了380V电动机的电路组成、电源接线方式、电机启停工作原理以及常见故障处理。
关键词：低压断路器；隔离开关；控制回路1. 380V电动机电路组成部件及注意事项380V电动机电路一般由低压断路器、隔离开关、熔断器，继电器、接触器、热偶等组成。
1.1 低压断路器作用及操作注意事项低压断路器又称自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁起动的电动机。
它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和，是低压配电网中一种重要的保护电器。
在短路、过负荷和低电压（失压）时自动跳闸，保护电力线路和电气设备免受破坏。
低压断路器具有多种保护功能（过载、短路、欠电压保护等）、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。
操作注意事项：开关在停电和送电时要检查开关的位置1.2 隔离开关作用及操作注意事项隔离开关也就是我们经常称的刀闸，在线路上基本没有电流时，将电气设备和高压电源隔开或接通。
在设备检修时，造成明显的断开点，使检修设备和系统隔离。
原则上刀闸不能用于开断负荷电流，只做隔离电源用。
操作注意事项：合刀闸时迅速果断，但不能用力过猛。
拉刀闸时，人应站在倒闸侧面以免发生弧光。
拉闸过程中，发现异常弧光应立即合上，刀闸如完全拉开，则不允许将拉开的刀闸再合上。
刀闸温度最高不超过70℃。
1.3 熔断器作用及操作注意事项熔断器也就是我们经常称的保险，它作用主要是切断短路电流，在设备检修时，造成明显的断开点，使检修设备和系统隔离。
电动机保护器电路图
电动机保护器电路图一本例介绍的电动机保护器，能在电动机断相和过载时，及时切断电动机的工作电源，防止电动机烧毁。
该保护器具有抗干扰能力强、工作性能可靠、自耗电低等特点，适用于小型三相交流电动机。
电路工作原理该电动机保护器电路由电源电路、电流检测电路和保护控制电路组成，如图所示。
电源电路由电容器C1、C2｀电阻器R1～R3、整流二极管VD1～VD4、稳压二极管VS1和电源指示发光二极管VL组成。
电流检测电路由电流互感器TA1～TA3、电阻器R5～R11、R14～R16、二极管VD5～VD7、稳压二极管VS2～VS4、电位器RP、电容器C3～C7等组成。
保护控制电路由运算放大集成电路IC（N1～N4）、电阻器M、R12、R13、二极管VD8～VD14、晶体管V、继电器K、交流接触器KM和起动按钮S1、停止按钮S2等组成。
按动起动按钮S1后，交流接触器KM通电吸合，其3组常开触头接通，电动机M起动运转。
L2、L3两端的交流电压经Cl降压、VD1～VD4整流、R3限流、VS1稳压及C2滤波后，产生＋121／电压，供给保护控制电路。
同时将VL点亮。
＋12V电压经R13和R12分压后，为N1～N3的反相输人端和N4的正相输人端提供基准电压。
TA1～TA3分别用来检测电动机三相电源进线的工作电流，并在R14～R16上产生3个检测电压信号。
此3个检测电压信号分别经VD5～VD7整流、C3～C5滤波后变为直流电压，分别加在N1～N3的正相输人端上，与反相输入端的基准电压进行比较。
在电动机正常工作时，N1～N3的正相输入端电压高于基准电压，N4的反相输入端电压低于基准电压，N1～N4均输出高电平，VD8～VD11均截止，V和VD13、VD14导通，使Κ吸合，其常开触头接通，保证S1松开后KM仍能维持通电吸合。
若由于某种原因造成三相电源中任一相断相时，则该相检测电压信号消失，该路运算放大器将输出低电平，使其输出端外接的二极管导通，Ⅴ截止，K释放，K的常开触头断开，使KM 释放，KM的三组常开触头将电动机的工作电源切断，从而保护电动机不会因为断相而损坏。
电机保护器原理
电机保护器原理
1. 过载保护原理：当电动机运行时，如果负载过大，导致电动机电流超过额定电流，则保护器会通过测量电动机的电流大小，判断电动机是否在过载状态下运行，并在一定时间内切断电路，以保护电动机不受过载运行的损害。
2. 短路保护原理：电动机线路短路可能会引起电机变压器的保护器短路保护动作。
当电动机出现线路短路时，电动机吸收的电流会瞬间变大，保护器会通过测量电流和时间，判断是短路故障，切断电路，以保护电路的安全。
3. 欠流保护原理：当电动机运行时，如果电动机的电流异常地低，如电动机出现故障或者断线，保护器会通过测量电流并判断是否在额定电流下运行，如果电流较低，则保护器会切断电路以保护电动机的安全运行。
4. 过温保护原理：保护器还可以通过测量电动机的温度来判断电动机是否发生过热，如果电动机温度过高，超过一定的安全范围，保护器会及时切断电路，以保护电动机不受损害。
电动机保护器的工作原理
电动机保护器的工作原理电动机啊，在咱们的生活和生产中那可是太常见了。
从工厂里的大机器到家里的小电器，很多地方都得靠电动机来干活。
但是呢，电动机要是出了问题，那可就麻烦啦。
所以啊，就有了电动机保护器这么个好东西，专门来保护电动机，让它能好好地工作。
那电动机保护器到底是咋工作的呢？首先啊，它得能检测到电动机的各种状态。
就像一个小侦探一样，时刻盯着电动机的一举一动。
比如说，它能检测电动机的电流。
这电流就好比是电动机的“血液”，要是电流不正常了，那电动机肯定就有问题。
如果电流太大了，就说明电动机可能在超负荷工作，或者是哪里出了短路的情况。
这时候，电动机保护器就会赶紧行动起来，采取措施保护电动机。
除了电流，电动机保护器还能检测电压。
电压要是不稳定，一会儿高一会儿低的，电动机也受不了啊。
如果电压太高了，可能会把电动机给烧坏；要是电压太低了，电动机又转不起来。
所以，电动机保护器会时刻关注电压的变化，一旦发现不正常，就马上出手。
还有啊，电动机保护器还能检测电动机的温度。
电动机在工作的时候会发热，如果温度太高了，那就说明电动机可能出问题了。
比如说，电动机的散热不好，或者是里面的零件磨损了。
这时候，电动机保护器就会根据温度的情况，采取相应的措施，比如让电动机停下来休息一会儿，或者发出警报，让人们赶紧来检查。
那么，电动机保护器发现问题之后，会采取哪些措施呢？一般来说，有这么几种。
如果是电流太大了，电动机保护器可能会断开电路，让电动机停止工作。
这样就可以避免电动机因为超负荷而被烧坏。
如果是电压不正常，电动机保护器可能会调整电压，或者干脆把电动机和电源断开，等电压恢复正常了再让电动机工作。
如果是温度太高了，电动机保护器可能会启动散热装置，让电动机尽快降温。
或者也可以让电动机停下来，等温度降下来之后再继续工作。
电动机保护器还有一个很重要的功能，就是能记录电动机的工作状态。
它就像一个小账本一样，把电动机的电流、电压、温度等情况都记录下来。
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相间短路故障等，当电缆短路时，更直接造成对
三相电源的短路。电机内部短路大都是电机绝缘
损坏引起的，表现为线圈匝间短路、层间短路、
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相间短路和对地（电机外壳、转子）短路等。单 相对地短路，一般不会烧毁电机，据外壳接地电 阻的不同，形成大小不同的接地电流；（两相或
三相）相间短路时，会形成较大的短路电流，通
常会使电机严重烧毁。
一般，将大于电动机 8 倍额定电流，视为短 路电流。对电动机的短路保护，要求实施速断保 护，时间常数越小越好（动作越快越好）。
另外，当电动机在运行中因机械原因出现堵
转时，其堵转电流有可能达到额定电流的 5～8
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由三相交流电动机所构成的电力拖动系统， 形成了工业现代化的基础性支撑，对三相交流电 动机（以下简称电动机）的保护，是一个历久弥
新的的话题。 上世纪八十年代之前，电子技术的应用尚处
于初级阶段，对电动机的保护任务多由热继电器 承担，国内型号为为 JL 系列、UL 系列等。其保 护机理如下：热继电器由发热元件、双金属片、
开关信号输出，或晶体管开路集电极信号输出是：部分电动机保护器，采用微 控制器处理电流采样和电压采样信号（但电流信 号采样电路的前级电路同本章所述电路相似），
可从操作显示面板设置故障动作电流值，并可以
监看运行电流值、电压电压值等，其功能更为强
过零序电流互感器取得，原理同漏电保安器。或 采样电机外壳电压，取得漏电信号。 2）对断相故障信号的采样。如上所述，电 动机的断相故障表现为电源缺相、电动机电缆断 路、电动机绕组断路等不同故障内容，若采用对
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三相电源电压进行采样的方法，仅能对电源缺相 故障进行保护，无法完成对后两种缺相故障的检 测，是不究竟的一个方法。根本的方法，是采用
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等，采用 16 脚双列封装，代换时需予注意引脚 功能的不同。NE555 电路芯片应用灵活，经常用 来组成单稳态电路、双稳态电路及无稳态电路三
种电路形式，在工业（电子）控制领域得到广泛
应用用 555 芯片构成的电路与时间控制有关，所
以又称为时间电路或时基电路。 NE556 内含又时基电路，为双列 14 脚封装， 相当于集成了两片 NE555 电路。上述 555 电路内 部集成电路为双极型晶体管器件，适应电源电压 范围 5～15V。
大，智能化程度更高，但应用面不够广泛。另外 有的产品，如变频器，软起动器等产品，其过载、 短路及断相保护电路作为控制电路的一个有机
组成部分。本章所述电动机保护器，系全部采用
模拟或数字电路硬件电路的，作为一个独立部件
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被应用的保护装置（产品）。 本节内容将这两种型号的保护器电路放在 一起，一是因为其电路结构与原理近似，二是多 家低压电器生产厂家生产此类产品，其它型号如 JD-5、JDB-80，电路结构也与本文电路相似或相
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机绕组中的电流增大，超过额定工作电流，绕组 温度升高。过载运行，会导致电动机绕组绝缘老 化、缩短电机使用寿命，严重时使绕组绝缘击穿
造成短路，绕组起火烧毁等故障。电动机的过载
运行，指转差率增大由过流引起绕组异常温升，
所以又称为过流运行。 电动机的过电流大小与过电流时间之间的 关系称为过载特性。在实际运行中，电机短时过 载和较低程度的过载，是难以避免的，也是可以 允许的，过电流大小和过电流允许时间呈反比，
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护效果。本章内容的重点是对各种电子式电动机 保护器电路的原理分析和故障维修指导，对电子 式电动机保护器以下简称为电动机保护器。
2、电动机保护器对故障信号的采样方法：
1）对过载、短路故障信号的采样。电动机 起动运行中的过载和短路故障，体现在流经电动 机绕组的异常增大的电流值上，一般电动机保护
触点及一套传动和调整机构组成。发热元件是一
段阻值不大的电阻丝，串接在被保护电动机的主
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电路中。双金属片由两种不同热膨胀系数的金属 片辗压而成。当电动机过载时，通过发热元件的 电流超过整定电流，使有不同膨胀系数的双金属
片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连
源电压范围为 2～18V，器件功率损耗更低，适用 供电范围更宽。 若供电条件满足，一般情况下（不考虑工作 电流的差异时），双极型器件和CMOS器件的555、 556 也可以互换。
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上图５为 555 时基电路的等效功能框图， 555 器件是模拟电路和数字电路的"混成"电路，内含 两组比较放大器 A1、A2，两路与非门电路 1、2、
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称为反时限保护特性。 过载保护运行阀值的整定点在电动机额定 电流的 0.95～1.05 左右，即运行电流在额定电 流的 1.1 倍以下时，电动机能长期运行不应该产 生保护停机动作；过载程度继续加大时，保护动
作时间应随过流程度而缩短。一般认为，电动机 的起动电流为额定电流的 4～7 倍，保护动作应 该既能避开正常的起动电流，又能在过载时，实
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2、时基电路 NE555 的电路原理简析 以上所述几个型号的电子式电动机保护器， 电路的核心器件多采用时基电路 NE555。本节保 护器电路，采用 NE555、NE556 电路，故分析整 机电路之前，先将 NE555 的性能与原理做一个简
要介绍。 NE555 为原创产品型号，以后有众多仿制产 品问世，如 LM555、 μA555、 CA555、 CB555 等， 统称为 555，一般为 8 脚双列封装，都可以代换 使用。少数产品如 RV6555DC、LB8555、M52051
倍，在运行中出现 5 倍以上额定电流时，视为电 动机堵转故障，也应实施相应的反时限保护。 3）电机机的断相 电动机的断相运行，可分为以下几种情况：
a、供电电源缺相。在电动机起动前断相， 会造成起动困难或无法起动，起动声音异常，无 保护时电机因堵转极易烧毁；在运行中断相，轻
载时尚能运转，但运行电流严重不平衡，可能出
现过流运行。重载时易发生堵转、严重过载而损
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坏。 b、电动机绕组断路故障。供电电源正常， 因电动机绕组断路故障出现断相运行，运转无力， 电动机振动大，故障现象同 a；
c、电动机电缆断路故障。故障现象同供电 电源缺相。 电子式电动机保护器的出现，为完善地实施 电动机的过载、短路和断相保护提供了可能，一 定程度上取代了热继电器，提升了控制功能和保
出故障动作信号。上图的控制接线，JD6 保护器
与接触器线圈是一同得电的（保护器先于接触器
线圈得电时，报断相故障控制接点动作！），而且 3、4 端子内部常闭点串接于 KM1 的自锁回路，当 故障发生时，KM1 的自锁被"破坏"，接触器 KM1
与保护器 JD6 一同失电。保护器的端子内部电路
请参见下图 6、图 7。
对三相电流进行采样来判断缺相故障的方法，对
三种缺相故障都能做出准确反应，采取相应的技
术措施，还能对三相电流不平衡作出判断。 一般对缺相运行的判断，不是着眼于电流信 号幅度的大小，而是着重于三相电流信号的有无， 比较三相电流信号的有无，得到断相故障信号。 因而通常是将电流检测信号处理为数字信号，经
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杆动作，使控制（常闭）触点断开，进而控制主
电路接触器因线圈失电而释放，断开主电路，实 现电动机的过载保护。 热继电器以其体积小，结构简单、成本低等 优点得到了广泛应用。但同时存在不易克服的下 述缺点：双金属片受热弯曲过程中，热量的传递
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需要较长的时间，因此，热继电器不能用作短路 保护，而只能用作过载保护。对电动机的短路保 护，通常采用在电源回路中串接熔断器的方法来
脚；4 脚为主复位控制端，又称为优先复位端，
实施；热继电器依赖于机械结构所形成的机械动
作来实现停机保护，当动作结构产生机械疲劳
（老化）、机型形变时，会使动作阀值偏离设定 值，造成误动作或保护失效；普通的热继电器， 不具备断相保护功能。
热继电器 FR1 串接于主电路中，FR1 的常闭
触点串接于控制回路，过载故障发生时，FR1 控
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器电路是采用 3 只电流互感器采样运行电流信号，
将采样信号与电流基准信号相比较，判断是否处
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于过载或短路故障状态，故障时输出停机信号。 电路采集处理的为模拟电压信号电流互感器输 出的电流信号经负载电阻转变为信号电压，送入
电压比较器电路，得到故障信号输出。 当产生单相对地短路故障信号的采样，可通
同，这类保护器在电动机起动柜的生产和组装中 得到了广泛的应用。但缺点是该类产品的控制接 线稍嫌复杂。在停机状态，显示断相故障，处于
断相保护中。输出控制接点为常闭型触点，过载
或断相故障发生时动作，触点开断，送出停机信
造作。其实，我不知道在说什么，要说什么，权当打发
号。 从各个工控网站众多网友的发帖中，可以得 知，不少人对这类电动机保护器的接线和控制原 理不甚了解，故据手头所绘（实物）电路图，对 其电路原理和控制特点，做一个较为深入的分析，
施有效的停机保护。比如在 4 倍额定电流时，延
时 10s 产生保护动作，在 7 倍额定电流时，延时
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