浅谈三相异步电动机的保护装置
浅谈三相异步电动机的基本工作原理
浅谈三相异步电动机的基本工作原理摘要：三相异步电动机的主要优点可以描述为：结构非常的简单，运作起来非常的可靠，比较耐用，而且对应的经济成本也比较低，后期进行维修也比较方便，所以它被广泛使用到了各个不同的工矿企业。
基于此，本文主要对三相异步电动机的基本工作原理作阐述。
关键词：三相异步电动机；基本工作原理；控制电路Abstract: the main advantages of three-phase asynchronous motor can be described as: structure is very simple, very reliable operation up, more durable, and the corresponding economic costs are low, the late maintenance also is more convenient, so it is widely used in various industrial and mining enterprises. Based on this, this paper discusses the basic work of three-phase asynchronous motor, the principle of the paper.Key words: the three-phase asynchronous motor; The basic principle of work, Control circuit伴随着社会发展步伐的不断加快，现代化本身的水平也越来越高，应用交流电动机的具体范围呈现也越发的广泛。
三相绕组对应的中电流相序直接的决定了旋转磁场的具体方向，如果要实现方向的改变，那么将电流的相序予以改变就行了，也就是对三根中的任意两根电源线予以对调就行了。
1 三相异步电动机的组成对于三相异步电动机而言，它主要有两个非常基本的组成：定子与转子，顾名思义定子就是固定的那部分构成，转子就是旋转的那部分构成。
三相异步电动机的过载保护
护装置阶段， 为实现电动机保护与控制的高精度 、 高智
能化 提供 了广 阔的应有前景 。
１ 热继 电器过载保 护方案
热继 电器利用负载 电流 流过经校准 的电阻元件使
Ａ时电动机温升 明显 且热 继 电器动 作滞 后 ， 则整 定 电
流改至 １ 续观察 。 ７Ａ继
双金属热元件加热后产生弯曲， 从而使继电器的触点
一
特 殊情 况下 ， 电动 机功 率过 大则 有可 能 导致 电 如
５ 一 ８
应用 ・ 交流—— 三相异步 电动机 的过载保护
机床电器 ２ １ ． ０ １６
动机额定 电流 过 大 ， 买 不 到 与之 匹 配 的热 继 电 器 。 购
十年里被 广泛地用 于电动机 的过载保 护 。但 是 ，随着
的 ０９ １０ 倍 。若 电动机拖 动的是冲击性 负载或启 ．５～ ．５
动时间较长及拖动 的设备不允许 停 电的场合 ， 热继 电器 的整定 电流值可取 电动 机额定 电流 的 １１～１５倍 ； ． ． 若
电动机 的过载能力较差 ， 热继 源自器 的整 定电流可取 电动 下方且 远离其它 电器 ５ ｍ 以上 ， 电路如 图 １所示 。 ０ｍ 其
７ ％ 以上 ， ０ 是工农 业 及商 业系 统 中应用 最 为广泛 的动
力设备 。全 国每年 烧毁 电动 机数 量 约 ３ ０万 台 ， 量 ０ 容
Ｉｌ ●●． ●●● Ｌ●』、 镒 哇 、● ．、● 卜 Ｍ ～ ． ＾ Ｉ 皂
一
图 ２ 采 用 电流 互 感 器
过载保护 电路
１ １ 热 继 电器 动作 电流 的整定 ．
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
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。
三相异步电动机离心开关工作原理
三相异步电动机离心开关工作原理
三相异步电动机离心开关是一种常见的电动机保护装置，它的作用是在电动机运行时，当电动机转速达到一定值时，离心开关会自动断开电源，从而保护电动机不受损坏。
三相异步电动机是一种常见的电动机类型，它由三个相位的电流产生的旋转磁场驱动转子旋转。
在电动机运行时，由于负载的变化和其他因素的影响，电动机的转速可能会发生变化。
如果电动机的转速过高，就会对电动机造成损坏，甚至导致电动机烧毁。
因此，需要一种保护装置来保护电动机。
离心开关是一种机械式的保护装置，它的工作原理是利用离心力的作用，当电动机转速达到一定值时，离心开关会自动断开电源，从而保护电动机不受损坏。
离心开关通常由离心机构、触点和弹簧等部件组成。
离心机构是离心开关的核心部件，它通常由离心轮和离心杆组成。
当电动机转速达到一定值时，离心轮会受到离心力的作用，向外移动，同时离心杆也会随之移动。
离心杆的移动会使触点断开，从而切断电源，保护电动机。
触点是离心开关的另一个重要部件，它通常由铜合金制成，具有良好的导电性能和耐磨性能。
当离心机构移动时，触点会断开，从而切断电源，保护电动机。
弹簧是离心开关的另一个重要部件，它通常由弹簧钢制成，具有良好的弹性和耐腐蚀性能。
弹簧的作用是使离心机构和触点恢复原位，从而使电动机重新通电。
三相异步电动机离心开关是一种常见的电动机保护装置，它的工作原理是利用离心力的作用，当电动机转速达到一定值时，离心开关会自动断开电源，从而保护电动机不受损坏。
离心开关通常由离心机构、触点和弹簧等部件组成，它们共同协作，保护电动机的安全运行。
三相异步电动机保护等级
三相异步电动机保护等级三相异步电动机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业生产和日常生活中。
为了保证电动机的正常运行和延长其使用寿命，需要进行相应的保护措施。
本文将从不同方面介绍三相异步电动机的保护等级。
一、过载保护过载是指电动机长时间运行在超过额定负载的情况下，会导致电机过热、电流超载等问题。
为了保护电动机不受过载损坏，可以采用热继电器、热保护器等装置来监测电动机的温度和电流，一旦超过设定值就会触发保护动作，切断电源或减小负载，从而保护电机免受过载损坏。
二、短路保护短路是指电动机电源线路之间或电动机内部存在电气连接的异常现象。
短路会导致电流突然增大，可能造成电动机过载、线路烧毁等严重后果。
为了保护电动机不受短路损坏，可以采用熔断器、断路器等装置来监测电流，一旦发现电流异常就会触发保护动作，切断电源，避免短路造成的损害。
三、欠压保护欠压是指电动机供电电压低于额定电压的情况。
在欠压状态下，电机转矩降低，电流增大，容易引起电机过载、损坏等问题。
为了保护电动机不受欠压损坏，可以采用欠压继电器、电压保护装置等设备来监测电压，一旦电压低于设定值就会触发保护动作，切断电源或减小负载，保护电机免受欠压影响。
四、过压保护过压是指电动机供电电压高于额定电压的情况。
在过压状态下，电机工作电压超过额定值，容易引起电机过热、损坏等问题。
为了保护电动机不受过压损坏，可以采用过压继电器、电压保护装置等设备来监测电压，一旦电压高于设定值就会触发保护动作，切断电源或减小负载，保护电机免受过压影响。
五、缺相保护缺相是指三相异步电动机的一相或多相电源线路中出现异常，导致电机无法正常工作。
缺相会导致电机转矩降低、电流不平衡等问题，严重时可能引起电机烧毁。
为了保护电动机不受缺相损坏，可以采用缺相继电器、电流保护装置等设备来监测电流，一旦发现缺相现象就会触发保护动作，切断电源，保护电机免受缺相影响。
六、过载保护过载保护是指当电动机运行时，负载突然增大，导致电流超过额定值时，采取的保护措施。
浅谈三相异步电动机断相保护
比例最 大 ） ③ 电动 机 绕组 引 出线 与 接线 端 子 之 间 一 相松 脱 ； 闸 刀 ； ④ 开关、 自动空 气 开 关 、 接触 器 等 开 关 电器 的一 相 触 头 损坏 等 ； 电 动 ⑤
机 定 子 绕 组 一 相 断 线 等 等 。 将 以 上 各 种 情 况 归 纳 为 ： 动 机 外 部 电 电
（ ） 三 相 电 源 不 对 称 及 断 相 保 护 二
对 于 图 ２ 中 线 圈 Ｋ 和 Ｋ 工 作 电 压 范 围 在 ３ ０ ４ ０ 当 三 相 Ａ Ｍ ５ Ｖ一 ０ Ｖ．
电 动 机 二 相 运 行 的 电 流 等 于 额 定 电 流 １５ ２ 倍 ． 于 大 电 流 长 时 间 交 流 电 源 发 生 不 对 称 时 ， 控 制 电 路 灵 敏 度 差 ， 能 判 别 和 控 制 ， ．～ 由 该 不 电 在 定 子 绕 组 中 流 动 ， 使 定 子 绕 组 过 热 ， 致 烧 毁 。负 载 越 大 电 动 机 机 可 能 因 长 期 在 不 正 常 情 况 下 工 作 而 影 响 寿 命 。 为 此 将 电 路 改 进 如 会 以 就越 容 易烧 毁 。 图 ３ 所 示 ， 在 控 制 电 路 中 串 联 了 电 流 继 电 器 Ｋ 的 常 闭 触 点 。 工 作 Ａ 综 上 所 述 。 电 源 断 相 或 绕 组 断 线 ，使 电 动 机 单 相 运 行 是 不 利 情 况 如 下 ： （ ） 当 三 相 电 源 对 称 时 ． 相 对 称 电 压 分 别 经 三 个 电 阻 Ｒ 接 于 １ 三 的 ， 以应 选 择 适 当 的保 护措 施 ， 三 相 异 步 电动 机 进 行 断相 保 护 ． 所 对
（ ） 电 源 断 相 保 护 一 不 对称 保 护 、 相 电机 电流 不对 称 保 护等 几 种 方 法和 保 护 电路 ． 三
异步电动机的电气装置保护
异步电动机的电气装置保护异步电动机是工业生产中常用的一种电动机类型，它具有结构简单、运行可靠、维护方便等特点。
为了保证异步电动机的安全、稳定运行，需要配备相应的电气装置保护。
下面将从过载保护、短路保护、欠压保护、过压保护和断相保护五个方面介绍异步电动机的电气装置保护。
1. 过载保护：异步电动机在运行过程中，可能会受到机械负载的变化或负载过大等因素的影响，导致电机电流超过额定电流，从而造成电机过载。
为了避免电机过载而引起的损坏，需要设置过载保护装置。
过载保护装置一般采用热继电器或热继电器式过载继电器。
通过测量电机电流，当电流超过额定值一定时间后，继电器动作，切断电机电源，以保护电机。
2. 短路保护：短路是指两相或多相间直接短接，造成电流瞬间增大的一种故障。
短路可能导致电机绕组过热、绕组烧毁等事故。
为了防止这种事故的发生，需要设置短路保护装置。
短路保护装置一般采用热继电器或短路保护继电器。
通过测量电机电流，当电流超过额定值一定时间后，继电器动作，切断电机电源，以保护电机。
另外，还可以采用短路保护器来检测电流瞬变的快速动作，以达到更加精确的短路保护效果。
3. 欠压保护：欠压是指电源系统的电压低于电动机额定电压，对于异步电动机来说，欠压会导致电机运行不稳定，增加电机损耗，甚至造成电机启动困难。
为了避免这种情况的发生，需要设置欠压保护装置。
欠压保护装置一般采用电压继电器，当电源电压低于额定电压时，继电器动作，切断电机电源，以保护电机。
4. 过压保护：过压是指电源系统的电压高于电动机额定电压，对于异步电动机来说，过压会导致电机绝缘受损、电机过载等问题。
为了防止这种情况的发生，需要设置过压保护装置。
过压保护装置一般采用电压继电器，当电源电压高于额定电压时，继电器动作，切断电机电源，以保护电机。
5. 断相保护：断相是指电动机工作中某一相电流中断，对于三相异步电动机来说，断相会导致电机转矩不平衡、电机转速波动、电机绕组过热等问题。
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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
机有这样那样的优点 ，但往往在使用过程 中也会 出现各种各样
转动到正常运转 的过 程。生产过程 中 ， 电动机 经常启动和停 止 ， 甚至带负荷启动 ，在启 动瞬间处于堵转状态 ，使得启 动 电流很 大， 一般达到额定 电流 的 ４ ７倍 。这样一方面使 得线路上 的压降 ～ 增加 ， 造成 同一线路上其他负载工作 电压 下降 ， 响它们 的正常 影
的保护有 过载保 护 ，而控制可以根 据 自身设定立 即或延 时对 电 动机的过载发 出断开指令 。 （） ２ 电动机 的启动保护。 电动机启动是指电动机通 电后开始
机具 有构造简单 ， 价格便 宜 ， 运行可靠 ， 固耐用 等优点 ， 坚 因此 ， 它是所有 电动机 中应用最多最广 的一种 ，而作 为煤 矿企业生产 的最主要动力组成部分 ， 在煤矿企业生产运输 、 提升 、 通风 、 给排 水、 消防等各个重要 系统 ， 得到 了广泛使用 。虽 然三相异步电动
山西科技
Ｓ Ａ Ｘ ＣＥ Ｃ Ｎ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ Ｈ Ｎ Ｉ Ｉ Ｎ ＥＡ Ｄ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｓ
２１ ０ ２年
第 ２ ７卷
第３ ห้องสมุดไป่ตู้
●应 用 技 术
浅谈 三相 异步电动机的保扩 装置
李 志伟
（ 西山煤电（ 集团） 有限责任公司古交配煤厂， 山西古交 ，３ ２６ ００ ０ ）
缺相运 行 ； 额定功率 运行造成 的过 载 ； 动机构不灵 活卡 阻。 超 传 本体原 因： 轴承损坏 引起过载 、 如 堵转 ； 子绕组的相间短路 ； 定 单
相接地 ； 单相 绕组 的匝问短路 ； 定子与转子 相擦 、 转轴与轴 承之
间过松 造成启动后 声音不正 常 ； 叶损 坏 ， 电动机散 热 困难 ， 风 使 温度升高 ， 绝缘物老化； 绝缘下降造成击穿或短路 。机械方面的原 因可以从安装 、 装配方面解决 ， 而电磁方面的原因都足 以使 电动机 无法正常工作及受损和毁坏 ， 甚至发生短路造成更大 的危害。
采 用电机综合智能监控保护装置 。最后指 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。 关键词 ： 三相异步 电动机 ； 保护装置； 软起 动器 中图分类号 ：Ｍ３３． Ｔ ４￣ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号：０ ４ ６ ２ （０ ２ ０ 一 ｌ４ ０ １０ —４ ９２ １ ）３ Ｏ １— ２
的问题 ， 比如电动机缺相运行、 过热 、 严重过载 、 传动机构卡住 、 轴 承损坏 、 定子相摩擦 、 转 电源 电压过低或三相 电压不平衡等原因 ， 为保证生产的正常运行 ， 必须尽可能减少电动机 出现各种故障 。
１ 三相异步电动机 的故障原因分 析
工作。严重时还使得 电动机本 身的工作 电压下降 ， 造成启动转矩
电动机是利用电磁感应原理将 电能转换 为机 械能的动力设 备 ， 为拖动 各种 生产 机械 的动力 ， 国民经济各部 门使用最多 作 是 的动力机械 ， 也是 最主要 的用电设备 。按 照使 用电源的种类 ， 电
动机又 可分为交流和直流 电动机两大类 ，而交 流三相 异步电动
（ ） 护与控制 的关系。电动机 的保护与控制有一定关 系 ， １保 各种保 护需要 接入控 制系统中 ，控制装置需要采集各种 保护返 回的数据 ， 再进行分析 ， 以便及 时做 出下一步动作 。例 如电动机
（ ）大功率皮带输送机电机保护 。之前多使用液力偶合 器、 ３ 星三角、 电抗 器、 自耦降压等传统起动控制方式。 目前 ， 本厂使用
的是交流真空软起动柜（ ）主 电路采用 晶闸管 ， 处理 器采用 器 ， 微 施耐德 Ａｌ ４ ｒ ８系列及 Ｂ Ｎ Ｈ Ｗ 产品 ，控制其分断或接通的保 Ｓ ＥＳＡ 护装置 ， 一般做成故障检测模块 ， 用来完成对 电动机起 动前后 的
２ 三相异步 电动机的保护装置
异常故障检测 ， 如起动 、 运行过程中具有 温度 、 欠压 、 过压 、 流、 欠
过流 、 缺相 、 线路故障 、 堵转 、 漏电 、 晶闸管故 障等保 护 ， 同时还可
以通过输出端子与上位机联络等功能 。该设备 可以实现三相异
步电动机缓慢起动 ， 电动机在任何工况 下均能平滑起动 ， 使 起动 电流小 、 速度平稳 、 性能可靠 、 电网冲击小 ， 对 最大 限度地消除机