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簡(jiǎn)單電動(dòng)機斷相保護器的原理分析
點(diǎn)擊次數:1632 發(fā)布時(shí)間:2018/10/14 21:26:31

 最近給一石料廠(chǎng)維修一臺傳送帶電動(dòng)機線(xiàn)路,發(fā)現了一款小型的斷相保護器。由于以前沒(méi)見(jiàn)過(guò),感覺(jué)很好奇,便進(jìn)行了拆卸。拆卸后,見(jiàn)元器件少,電路簡(jiǎn)單,便繪制出了接線(xiàn)圖,共同行參考。

簡(jiǎn)單電動(dòng)機斷相保護器的原理分析
       它的動(dòng)作原理是:當運行中的電動(dòng)機有斷相時(shí),電動(dòng)機的中性點(diǎn)不是零電位,與地形成電位差,此電壓經(jīng)整流穩壓,使繼電器J得電吸合,常閉點(diǎn)斷開(kāi),接觸器C線(xiàn)圈供電被切斷,C斷電釋放,從而保護電動(dòng)機不因缺相而燒毀。

 

斷相保護器概念簡(jiǎn)介

三相電動(dòng)機“斷相保護”的研究

隨著(zhù)工農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,三相電動(dòng)機得到了廣泛的應用,在生產(chǎn)機械的電氣控制線(xiàn)路中,采取了對電動(dòng)機的各種保護措施。由于過(guò)流保護、短路保護、欠壓保護、過(guò)載保護及零壓保護很容易實(shí)現控制,但在很多斷相情況下,三相電動(dòng)機低速運轉,定子電流很大,很容易造成電動(dòng)機的燒毀,經(jīng)濟損失嚴重。因此,對三相電動(dòng)機“斷相保護”的研究也越來(lái)越受關(guān)注。

從電流方面看,目前常用的三相電動(dòng)機斷相保護器,用戶(hù)使用時(shí)大多數不會(huì )配比、計算與調試,很不方便,而且斷相后沒(méi)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(xiàn)方面看,對Y型聯(lián)接的電動(dòng)機,當某相斷相則該相無(wú)電流,而另兩相中有某相電流比額定電流高時(shí),則將使該相保護器切斷電源,使電動(dòng)機停止運行,從而實(shí)現斷相保護。而△型聯(lián)接中情況就不一樣,在保護器保護的情況下仍將電動(dòng)機燒毀,達不到斷相保護的目的。所以,對Y型聯(lián)接的電動(dòng)機采用電流型、熱效應型作斷相保護,對△型聯(lián)接的電動(dòng)機斷相保護采用電壓型作斷相保護。

電壓型電動(dòng)機斷相保護器,在Y型、△型聯(lián)接的電動(dòng)機中都能起斷相保護作用,克服了熱效應型、電流型在電動(dòng)機斷相保護中的局限性,而且具有低電壓、過(guò)電壓保護功能,適用于三相四線(xiàn)380V供電條件下的各種電動(dòng)機。  

運行因素

在三相電動(dòng)機的使用過(guò)程中,經(jīng)常出現其因缺相運行而燒毀的情況,根據研究,以下幾個(gè)方面的因素只要存在一條,就可導致電動(dòng)機的斷相運行。

(1)某相熔體燒斷。

(2)控制電動(dòng)機的閘刀開(kāi)關(guān)如果不及時(shí)檢修,質(zhì)量較差,再加上長(cháng)時(shí)間使用,也會(huì )發(fā)生斷相故障。

(3)當用電量集中時(shí),在變壓器低壓出口的保險片和配電室內供電總閘刀熔斷器容易熔斷。

(4)電動(dòng)機中某相繞組內部接頭斷線(xiàn)或者是導線(xiàn)接頭接觸不良都會(huì )造成斷相運行。

(5)操作頻率過(guò)高或者負載較大時(shí),造成電動(dòng)機短路,從而燒斷熱元件。

(6)當電動(dòng)機超負載運行、故障運行、供電線(xiàn)路電壓不穩定或者交流接觸器容量選擇不當時(shí),會(huì )造成主觸頭接觸不良,導致斷相運行。  

斷相保護原理

電動(dòng)機斷相保護裝置的電路共有六個(gè)外接端子,其中N是接電源的零線(xiàn),A、B、C是接主電路對應的A相B相和C相,IN和OUT兩個(gè)接線(xiàn)端與控制回路電源串接。每個(gè)外接端子的內部都是固有部件,必須一一對應,同時(shí),柱與柱之間的距離應盡可能地大,這樣可以防止并聯(lián)接線(xiàn)柱之間短路。因此,這些固有部件一定要謹慎接好,接錯時(shí)還有可能燒壞保護裝置。  

斷相保護方法

電動(dòng)機斷相保護的方法有:采用電壓繼電器、采用斷絲電壓保護、采用帶斷相保護的熱繼電器、采用專(zhuān)門(mén)為斷相運行而設計的斷相保護繼電器、采用欠電流繼電器等。

斷相保護的目的

在三相電動(dòng)機的運行中,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,安裝維護等原因造成一相斷線(xiàn)或者三相電源的熔斷器一相熔斷,都會(huì )造成三相電動(dòng)機斷相運行。如果發(fā)現不及時(shí),還會(huì )造成電動(dòng)機的燒毀以及設備的損壞,從而影響連續的生產(chǎn),造成一定的損失。

為了保障電動(dòng)機的安全運行,一般重要電動(dòng)機都裝有各種斷相保護裝置,以防在發(fā)生缺相時(shí)造成電動(dòng)機的燒毀,盡可能減少不必要的損失。 

基本原理

當今的電動(dòng)機缺相保護電路線(xiàn)路復雜,元件較多,工作可靠性不高,大部分采用電子式保護裝置,或者由于工作失常,造成電動(dòng)機不能合閘或保護拒動(dòng),影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

本文介紹的保護裝置不僅具有元件少,原理簡(jiǎn)單,基本不需維護、工作可靠等多方面的特點(diǎn),而且通過(guò)盡可能適當的配置元件,還可起到無(wú)功補償的作用。

該保護裝置的原理是:三相星形接線(xiàn)的中性點(diǎn),三相負載平衡時(shí)電位基本是低電位,當三相電源缺相時(shí),中性點(diǎn)電位會(huì )升高到相電壓。根據此特點(diǎn)監測電源的供電情況,可以起到缺相保護作用。  

接線(xiàn)說(shuō)明

接線(xiàn)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(xiàn)圈,線(xiàn)圈另一端接地。電壓繼電器的常閉接點(diǎn)應串接于交流接觸器的控制回路中。當A、B、C任一相斷開(kāi)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(kāi),切除電動(dòng)機電源,實(shí)現了斷相保護。

對于低電壓電動(dòng)機來(lái)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),可以結合電動(dòng)機的功率選擇合適的電容值。

對于高壓電動(dòng)機,其保護裝置相對完善。這種保護裝置適用于各類(lèi)三相感應式電動(dòng)機,接線(xiàn)簡(jiǎn)單,基本不占用空間,容易實(shí)現。 

分類(lèi)

從保護原理上看,可分為兩類(lèi):一、基于電壓的斷相保護。原理是通過(guò)檢測電源電壓來(lái)發(fā)現是否存在缺相。一般這類(lèi)產(chǎn)品往往兼有相序保護功能,稱(chēng)為“電壓相序繼電器”。優(yōu)點(diǎn)是使用簡(jiǎn)單,一臺“電壓相序繼電器”能保護多臺電動(dòng)機,缺點(diǎn)是只能對電源缺相進(jìn)行保護,對于交流接觸器觸點(diǎn)接觸不良等造成的電動(dòng)機缺相不起保護作用。另外,對于動(dòng)態(tài)缺相(即電動(dòng)機運轉后再發(fā)生的缺相),因電動(dòng)機的發(fā)電作用,失電的那一相電壓并不為零,而通常只比正常的相電壓略低,這類(lèi)產(chǎn)品的誤判率較高。

二、基于電流的斷相保護

通常是用電流互感器檢測電動(dòng)機三相電流,不論是電源故障還是交流接觸器觸點(diǎn)接觸不良,都能保護。這類(lèi)產(chǎn)品通常叫做“電動(dòng)機綜合保護器”,集過(guò)載保護、缺相保護,三相不平衡保護等功能于一身。這類(lèi)產(chǎn)品又分電子式和智能型兩大類(lèi),電子式的功能較簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,目前市面上的產(chǎn)品性能和質(zhì)量良莠不齊,從幾十元到一兩百元一個(gè)不等,基本選擇原則還是一分價(jià)錢(qián)一分貨。智能型功能完善但價(jià)格較貴,最明顯的特征是智能型一般都可以顯示電流。目前市面上有一種叫“維繼”的產(chǎn)品,性能和價(jià)格都比較適中,對電機斷相的保護比較完善。電動(dòng)機燒毀有60%是因為缺相引起的,所以電動(dòng)機的斷相保護非常重要。

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