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最近給一石料廠維修一臺(tái)傳送帶電動(dòng)機(jī)線路，發(fā)現(xiàn)了一款小型的斷相保護(hù)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，便繪制出了接線圖，共同行參考。
它的動(dòng)作原理是：當(dāng)運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)有斷相時(shí)，電動(dòng)機(jī)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(wěn)壓，使繼電器J得電吸合，常閉點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器C線圈供電被切斷，C斷電釋放，從而保護(hù)電動(dòng)機(jī)不因缺相而燒毀。
斷相保護(hù)器概念簡(jiǎn)介
三相電動(dòng)機(jī)“斷相保護(hù)”的研究
隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，三相電動(dòng)機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，在生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制線路中，采取了對(duì)電動(dòng)機(jī)的各種保護(hù)措施。由于過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù)及零壓保護(hù)很容易實(shí)現(xiàn)控制，但在很多斷相情況下，三相電動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)，定子電流很大，很容易造成電動(dòng)機(jī)的燒毀，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。因此，對(duì)三相電動(dòng)機(jī)“斷相保護(hù)”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(jī)斷相保護(hù)器，用戶使用時(shí)大多數(shù)不會(huì)配比、計(jì)算與調(diào)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;從接線方面看，對(duì)Y型聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)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(hù)器切斷電源，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)。而△型聯(lián)接中情況就不一樣，在保護(hù)器保護(hù)的情況下仍將電動(dòng)機(jī)燒毀，達(dá)不到斷相保護(hù)的目的。所以，對(duì)Y型聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)采用電流型、熱效應(yīng)型作斷相保護(hù)，對(duì)△型聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)采用電壓型作斷相保護(hù)。
電壓型電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)器，在Y型、△型聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)中都能起斷相保護(hù)作用，克服了熱效應(yīng)型、電流型在電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)中的局限性，而且具有低電壓、過(guò)電壓保護(hù)功能，適用于三相四線380V供電條件下的各種電動(dòng)機(jī)。
運(yùn)行因素
在三相電動(dòng)機(jī)的使用過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)其因缺相運(yùn)行而燒毀的情況，根據(jù)研究，以下幾個(gè)方面的因素只要存在一條，就可導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的斷相運(yùn)行。
(1)某相熔體燒斷。
(2)控制電動(dòng)機(jī)的閘刀開(kāi)關(guān)如果不及時(shí)檢修，質(zhì)量較差，再加上長(zhǎng)時(shí)間使用，也會(huì)發(fā)生斷相故障。
(3)當(dāng)用電量集中時(shí)，在變壓器低壓出口的保險(xiǎn)片和配電室內(nèi)供電總閘刀熔斷器容易熔斷。
(4)電動(dòng)機(jī)中某相繞組內(nèi)部接頭斷線或者是導(dǎo)線接頭接觸不良都會(huì)造成斷相運(yùn)行。
(5)操作頻率過(guò)高或者負(fù)載較大時(shí)，造成電動(dòng)機(jī)短路，從而燒斷熱元件。
(6)當(dāng)電動(dòng)機(jī)超負(fù)載運(yùn)行、故障運(yùn)行、供電線路電壓不穩(wěn)定或者交流接觸器容量選擇不當(dāng)時(shí)，會(huì)造成主觸頭接觸不良，導(dǎo)致斷相運(yùn)行。
斷相保護(hù)原理
電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)裝置的電路共有六個(gè)外接端子，其中N是接電源的零線，A、B、C是接主電路對(duì)應(yīng)的A相B相和C相，IN和OUT兩個(gè)接線端與控制回路電源串接。每個(gè)外接端子的內(nèi)部都是固有部件，必須一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)，柱與柱之間的距離應(yīng)盡可能地大，這樣可以防止并聯(lián)接線柱之間短路。因此，這些固有部件一定要謹(jǐn)慎接好，接錯(cuò)時(shí)還有可能燒壞保護(hù)裝置。
斷相保護(hù)方法
電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)的方法有：采用電壓繼電器、采用斷絲電壓保護(hù)、采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器、采用專門(mén)為斷相運(yùn)行而設(shè)計(jì)的斷相保護(hù)繼電器、采用欠電流繼電器等。
斷相保護(hù)的目的
在三相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)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(hù)等原因造成一相斷線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(jī)斷相運(yùn)行。如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，還會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的燒毀以及設(shè)備的損壞，從而影響連續(xù)的生產(chǎn)，造成一定的損失。
為了保障電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行，一般重要電動(dòng)機(jī)都裝有各種斷相保護(hù)裝置，以防在發(fā)生缺相時(shí)造成電動(dòng)機(jī)的燒毀，盡可能減少不必要的損失。
基本原理
當(dāng)今的電動(dòng)機(jī)缺相保護(hù)電路線路復(fù)雜，元件較多，工作可靠性不高，大部分采用電子式保護(hù)裝置，或者由于工作失常，造成電動(dòng)機(jī)不能合閘或保護(hù)拒動(dòng)，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
本文介紹的保護(hù)裝置不僅具有元件少，原理簡(jiǎn)單，基本不需維護(hù)、工作可靠等多方面的特點(diǎn)，而且通過(guò)盡可能適當(dāng)?shù)呐渲迷€可起到無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/p>
該保護(hù)裝置的原理是：三相星形接線的中性點(diǎn)，三相負(fù)載平衡時(shí)電位基本是低電位，當(dāng)三相電源缺相時(shí)，中性點(diǎn)電位會(huì)升高到相電壓。根據(jù)此特點(diǎn)監(jiān)測(cè)電源的供電情況，可以起到缺相保護(hù)作用。
接線說(shuō)明
接線時(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)接電壓繼電器的線圈，線圈另一端接地。電壓繼電器的常閉接點(diǎn)應(yīng)串接于交流接觸器的控制回路中。當(dāng)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(jī)電源，實(shí)現(xiàn)了斷相保護(hù)。
對(duì)于低電壓電動(dòng)機(jī)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(jié)合電動(dòng)機(jī)的功率選擇合適的電容值。
對(duì)于高壓電動(dòng)機(jī)，其保護(hù)裝置相對(duì)完善。這種保護(hù)裝置適用于各類三相感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)，接線簡(jiǎn)單，基本不占用空間，容易實(shí)現(xiàn)。
分類
從保護(hù)原理上看，可分為兩類：一、基于電壓的斷相保護(hù)。原理是通過(guò)檢測(cè)電源電壓來(lái)發(fā)現(xiàn)是否存在缺相。一般這類產(chǎn)品往往兼有相序保護(hù)功能，稱為“電壓相序繼電器”。優(yōu)點(diǎn)是使用簡(jiǎn)單，一臺(tái)“電壓相序繼電器”能保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，缺點(diǎn)是只能對(duì)電源缺相進(jìn)行保護(hù)，對(duì)于交流接觸器觸點(diǎn)接觸不良等造成的電動(dòng)機(jī)缺相不起保護(hù)作用。另外，對(duì)于動(dòng)態(tài)缺相（即電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后再發(fā)生的缺相），因電動(dòng)機(jī)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，這類產(chǎn)品的誤判率較高。
二、基于電流的斷相保護(hù)
通常是用電流互感器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)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(hù)。這類產(chǎn)品通常叫做“電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器”，集過(guò)載保護(hù)、缺相保護(hù)，三相不平衡保護(hù)等功能于一身。這類產(chǎn)品又分電子式和智能型兩大類，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(duì)電機(jī)斷相的保護(hù)比較完善。電動(dòng)機(jī)燒毀有60%是因?yàn)槿毕嘁鸬?，所以電?dòng)機(jī)的斷相保護(hù)非常重要。
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