三相異步電動機的保護控制系統(tǒng)的分析

1、設計（論文）題目：三相異步電動機的保護控制系統(tǒng)的分析目錄 摘要. 3一|、三相異步電動機的控制一、電動機的過載及其保護3二、三相異步電動機的短路保護4三、斷相運行保護（又稱缺相運行保護或兩相運行保護）4四、失壓和欠壓（低電壓）保護7五、三相異步電動機的過熱保護7六、實例保護8對電動機保護器（電機保護器）的要求9總結10參考文獻12三相異步電動機的保護摘要：三相異步電動機應用非常廣泛，無論是在工廠內、商業(yè)樓內甚至居民樓內都能見到他們的身影，假如沒有三相異步電動機工廠將無法運轉、商場將無法正常營業(yè)。通常所見的電動機在商場內主要應用形式供暖系統(tǒng)、空調器、排風風機、排煙風機、消防系統(tǒng)、供水系統(tǒng)。但在使

2、用中電動機又會出現(xiàn)各種各樣的問題，比如因負載超過電機的額定工作量、因散熱條件問題及電機本身原因引起的溫度過高、因機械原因或工作失誤造成的缺相，為保證電動機的正常工作及工廠、商場的正常運營我們必須盡可能減少電動機出現(xiàn)故障。以下我們就對如何對三相異步電動機進行保護進行討論三相交流異步電動機的保護是個復雜的問題。在實際使用中，應按照電動機的容量、型式、控制方式和配電設備等不同來選擇相適應的保護裝置及起動設備。電動機的保護與控制關系 三相交流異步電動機的保護往往與其控制方式有一定關系，即保護中有控制，控制中有保護。如電動機直接起動時，往往產生4-7倍額定電流的起動電流。若由接觸器或斷路器來控制，則電器

3、的觸頭應能承受起動電流的接通和分斷考核，即使是可頻繁操作的接觸器也會引起觸頭磨損加劇，以致?lián)p壞電器；對塑料外殼式斷路器，即使是不頻繁操作，也很難達到要求。因此，使用中往往與起動器串聯(lián)在主回路中一起使用，此時由起動器中的接觸器來承載接通起動電流的考核，而其他電器只承載通常運轉中出現(xiàn)的電動機過載電流分斷的考核，至于保護功能，由配套的保護裝置來完成。 此外，對電動機的控制還可以采用無觸點方式，即采用軟起動控制系統(tǒng)。電動機主回路由晶閘管來接通和分斷。有的為了避免在這些元件上的持續(xù)損耗，正常運行中采用真空接觸器承載主回路(并聯(lián)在晶閘管上)負載。這種控制有程控或非程控；近控或遠控；慢速起動或快速起動等多種

4、方式。另外，依賴電子線路，很容易做到如電子式繼電器那樣的各種保護功能。電動機保護裝置 電動機的損壞主要是繞組過熱或絕緣性能降低引起的，而繞組的過熱往往是流經繞組的電流過大引起的。對電動機的保護主要有電流、溫度檢測兩大類型。下面結合產品作些介紹。 電動機的故障大體分為兩部分：一部分是機械的原因。例如軸承和風機的磨損或損壞：另一部分是電磁故障，二者互有關連。如軸承損壞，引起電動機的過載，甚至堵轉，而風葉損壞，使電動機繞組散熱困難，溫升提高，絕緣物老化。電磁故障的原因很多，如電動機的過載、斷相、欠電壓和短路都足以使電動機受損和毀壞。過載、斷相、欠電壓運行都會使繞組內的電流增大，發(fā)熱量增加(導體的發(fā)熱

5、量是和電流的平方成正比的)，而短路造成的危害就更大。短路的原因是電動機本身的絕緣材料質量差或電動機受潮(在農村是經常發(fā)生的，例如受雨淋或落水)，以致于繞組的相間擊穿，引起短路。此外，還有電動機置于有酸堿物的場所，因受腐蝕而損壞絕緣。關鍵詞：三相異步電動機 電機保護三相異步電動機的控制1直接啟動控制電路直接啟動即啟動時把電動機直接接入電網(wǎng)，加上額定電壓，一般來說，電動機的容量不大于直接供電變壓器容量的2030時，都可以直接啟動。1）點動控制合上開關s，三相電源被引入控制電路，但電動機還不能起動。按下按鈕sb，接觸器km線圈通電，銜鐵吸合，常開主觸點接通，電動機定子接入三相電源起動運轉。松開按鈕s

6、b， 圖5-13 點動控制接觸器km線圈斷電，銜鐵松開，常開主觸點斷開，電動機因斷電而停轉。2).直接起動控制（1）起動過程。按下起動按鈕sb1，接觸器km線圈通電，與sb1并聯(lián)的km的輔助常開觸點閉合，以保證松開按鈕sbl后km線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機回路中的km的主觸點持續(xù)閉合，電動機連續(xù)運轉，從而實現(xiàn)連續(xù)運轉控制。（2）停止過程。按下停止按鈕sb2，接觸器km線圈斷電，與sb1并聯(lián)的km的輔助常開觸點斷開，以保證松開按鈕sb2后km線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動機回路中的km的主觸點持續(xù)斷開，電動機停轉。與sb1并聯(lián)的km的輔助常開觸點的這種作用稱為自鎖。 圖5-14直接 起動控制圖示控制電

7、路還可實現(xiàn)短路保護、過載保護和零壓保護。 起短路保護的是串接在主電路中的熔斷器fu。一旦電路發(fā)生短路故障，熔體立即熔斷，電動機立即停轉。 起過載保護的是熱繼電器fr。當過載時，熱繼電器的發(fā)熱元件發(fā)熱，將其常閉觸點斷開，使接觸器km線圈斷電，串聯(lián)在電動機回路中的km的主觸點斷開，電動機停轉。同時km輔助觸點也斷開，解除自鎖。故障排除后若要重新起動，需按下fr的復位按鈕，使fr的常閉觸點復位（閉合）即可。 起零壓（或欠壓）保護的是接觸器km本身。當電源暫時斷電或電壓嚴重下降時，接觸器km線圈的電磁吸力不足，銜鐵自行釋放，使主、輔觸點自行復位，切斷電源，電動機停轉，同時解除自鎖。2正反轉控制1）簡單

8、的正反轉控制（1）正向起動過程。按下起動按鈕sb1，接觸器km1線圈通電，與sb1并聯(lián)的km1的輔助常開觸點閉合，以保證km1線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機回路中的km1的主觸點持續(xù)閉合，電動機連續(xù)正向運轉。 圖5-15簡單的正 反轉控制（2）停止過程。按下停止按鈕sb3，接觸器km1線圈斷電，與sb1并聯(lián)的km1的輔助觸點斷開，以保證km1線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動機回路中的km1的主觸點 持續(xù)斷開，切斷電動機定子電源，電動機停轉。（3）反向起動過程。按下起動按鈕sb2，接觸器km2線圈通電，與sb2并聯(lián)的km2的輔助常開觸點閉合，以保證線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動機回路中的km2的主觸點持續(xù)閉合，電

9、動機連續(xù)反向運轉。缺點： km1和km2線圈不能同時通電，因此不能同時按下sb1和sb2，也不能在電動機正轉時按下反轉起動按鈕，或在電動機反轉時按下正轉起動按鈕。如果操作錯誤，將引起主回路電源短路。2）帶電氣互鎖的正反轉控制電路將接觸器km1的輔助常閉觸點串入km2的線圈回路中，從而保證在km1線圈通電時km2線圈回路總是斷開的；將接觸器km2的輔助常閉觸點串入km1的線圈回路中，從而保證在km2線圈通電時km1線 圈回路總是斷開的。這樣接觸器的輔助常閉觸點km1和km2保證了兩個接觸器線圈不能同時通電，這種控制方式稱為互鎖或者聯(lián)鎖，這兩個輔助常開觸點稱為互鎖或者聯(lián)鎖觸點。 圖5-16 帶電氣

10、互鎖的正反轉控制缺點：電路在具體操作時，若電動機處于正轉狀態(tài)要反轉時必須先按停止按鈕sb3，使互鎖觸點km1閉合后按下反轉起動按鈕sb2才能使電動機反轉；若電動機處于反轉狀態(tài)要正轉時必須先按停止按鈕sb3，使互鎖觸點km2閉合后按下正轉起動按鈕sb1才能使電動機正轉。7.1 三相異步電動機的啟動控制電路啟動是指異步電動機接通電源后轉速從零逐漸上升到穩(wěn)定轉速的過程。異步電動機啟動時，電流為額定電流的57倍（ist=(57)in）。將對電網(wǎng)及其他設備造成一定的影響。因此拖動系統(tǒng)要求異步電動機在滿足啟動轉速的前提下，盡量降低啟動電流。實際應用中，三相異步電動機常用的啟動方法有直接啟動和降壓啟動。7.

11、1.1直接啟動及控制電路直接啟動指的是電動機直接電源進行啟動。這種啟動方法簡單、經濟，啟動時間短，但是啟動電流大。一般只適用于小容量電動機。如圖71所示是三相異步電動機直接啟動的控制電路圖。如圖71（a）所示為刀開關控制電路，電路中的熔斷器用作短路保護。生產車間中常使用這種控制電路。如圖71（b）所示為單向點動控制電路，它由主電路和控制電路兩部分組成。主電路是指電動機所在的電路，一般工作電流較大，由刀開關、熔斷器、交流接觸器的主觸點及電動機組成；控制電路工作電流較小，由按鈕和接觸器的線圈組成。（a）刀開關控制電路 （b）單向點動控制電路 （c）單向連續(xù)運行控制電路圖71 三相異步電動機單向控制

12、電路電路工作原理為：先合上電源開關qs啟動過程：按下啟動按鈕sb2接觸器km線圈通電km主觸點閉合電動機m啟動運行停止過程：松開按鈕sb2接觸器km線圈斷電km主觸點斷開電動機m失電停轉點動控制電路在工業(yè)生產中應用較多，電動葫蘆和機床工作臺的上、下移動等控制電路通常采用點動控制電路。如圖71(c)所示為單向連續(xù)運行控制電路。其電路工作原理為：先合上電源開關qs啟動過程：按下啟動按鈕sb2接觸器km線圈通電km主觸點閉合電動機m啟動運行。停止過程：松開按鈕sb2接觸器km線圈斷電km主觸點斷開電動機m失電停轉。如圖71(c)所示為單向連續(xù)運行控制電路。其電路工作原理為：先合上電源開關qs啟動過程

13、：km主觸點閉合按下啟動按鈕sb2接觸器km線圈通電 電動機通電工作 km常開輔助觸點閉合當松開sb2時，由于km的常開輔助觸點閉合，控制電路仍然保持接通，所以km線圈繼續(xù)得電，電動機m實現(xiàn)連續(xù)運轉。我們把這種利用接觸器km本身常開觸點而使線圈保持得電的控制方式叫做自鎖。與啟動按鈕sb2并聯(lián)的常開輔助觸點稱為自鎖觸點。停止過程： km主觸點斷開按下停止按鈕sb1接觸器km線圈斷電 電動機失電停轉 km常開輔助觸點斷開電路具有熔斷器進行的短路保護，熱繼電器進行的過載保護，接觸器兼有的欠壓、失壓保護。7.1.2 降壓啟動及控制電路所謂降壓啟動，就是利用某些設備或者采用電動機定子繞組換接的方法，啟動

14、時降低加在電動機定子繞組上的電壓，啟動后再將電壓恢復到額定值，使之全壓運行。對于較大容量（大于10kw）的電動機一般采用降壓啟動。三相異步電動機常用的降壓啟動方法有定子串電阻降壓、-降壓、自耦變壓器降壓啟動幾種。雖然方法各異，但目的都是為了減小啟動電流。下面詳細介紹-降壓啟動。三相籠型異步電動機-降壓啟動控制電路如圖72所示。（a）主電路 （b）控制電路圖72 -降壓啟動控制電路圖72所示為-降壓啟動控制電路，圖中主電路由3組接觸器組成。主觸點分別將電動機的定子繞組接成形和形。即km1、km3主觸點閉合時，繞組接成形；km1、km2閉合時，繞組接成形。兩種接線方式的切換要在很短的時間內完成。因

15、此在控制電路中采用時間繼電器實現(xiàn)定時自動切換。電路工作原理為：先合上電源開關qs(1) 降壓啟動運行 km1自鎖觸點閉合 km1線圈通電吸合 km1主觸點閉合 定子繞組接成y按下啟動按鈕sb2 電動機降壓啟動 km3主觸點閉合 km3線圈通電吸合 km3聯(lián)鎖觸點斷開保證km2線圈斷電 kt常閉觸點延時斷開保證km3線圈斷電 kt線圈通電吸合 kt常開觸點延時閉合 km2自鎖觸點閉合 km2主觸點閉合 定子繞組接成， km2線圈通電吸合 電動機全壓運行 km1主觸點已閉合 km2聯(lián)鎖觸點斷開（1） 停止按下停止按鈕sb2控制電路斷電km1、km2、km3線圈斷電電動機m斷電停轉。（2） 電路中，

16、如果線圈km2、km3同事得電，其主觸點都將閉合，造成電源短路。因此把km2常閉觸點串入km3線圈回路，把km3常閉觸點串入km2線圈回路。我們把這種聯(lián)鎖稱為互鎖。km2、km3的常閉觸點稱為互鎖觸點。7.2 三相異步電動機的正、反轉控制電路生產實踐中，許多生產機械要求電動機能反轉，從而實現(xiàn)可逆運行。如機床主軸的正向和反向運動，工作臺的前后運動等。由電動機原理可知，三相異步電動機的三相電源進線中任意兩相對調，電動機就可反向運轉。實際運用中，通過兩個接觸器改變定子繞組相序來實現(xiàn)正反轉。如圖73所示。三相異步電動機的正反轉控制電路如圖73所示。圖73 三相異步電動機的正反轉控制電路電路工作原理為：

17、先合上電源開關qs1、 正轉控制： sb2常閉觸點先分斷，切斷反轉控制電路，對km2聯(lián)鎖按下正轉啟動按鈕sb2 sb2常開觸點閉合km1線圈得電 km1自鎖觸點閉合自鎖 電動機m啟動 km1主觸點閉合 連續(xù)正轉 km1聯(lián)鎖觸點分斷，切斷反轉控制電路，起到對km2聯(lián)鎖作用 2、 反轉控制： km1自鎖觸點解除自鎖 電動機m sb3常閉觸點km1線圈失電 km1主觸點分斷 失電停轉按下反轉 先分斷啟動按鈕sb3 km1聯(lián)鎖觸點恢復閉合 sb3常開觸點后閉合 km2自鎖觸點閉合 電動機m啟動連續(xù)反轉km2線圈得電 km2主觸點閉合 km2聯(lián)鎖觸點分斷，切斷正轉控制電路，起到對km1聯(lián)鎖作用3、 停止

18、控制：停止時，按下停止按鈕sb1,控制電路失電，接觸器km1或km2主觸點分斷，電動機m失電停轉。此正反轉電路具有雙重聯(lián)鎖功能，集中了電氣聯(lián)鎖和機械聯(lián)鎖的兩種正反轉電路的優(yōu)點。此電路可以直接實行“正反?！钡目刂?。不但操作簡單方便，而且能安全可靠地實現(xiàn)正反轉運行。是機床電氣控制中經常采用的電路。7.3 三相異步電動機的調速控制電路調速是指用人為地方法來改變異步電動機的轉速。由轉差率的計算公式可得：nn0(1-s)=(1-s)由上式可知，改變三相異步電動機的轉速方法有：改變磁極對數(shù)p,改變轉差率s,改變電源頻率飛f。目前廣泛使用的調速方法是變更定子繞組的極對數(shù)，因為極對數(shù)的改變必須在定子和轉子上同

19、時進行，因此對于繞線式轉子異步電動機不太適用。由于鼠籠轉子異步電動機的轉子極數(shù)是隨定子極數(shù)的改變而自動改變的。變極時只需要考慮定子繞組的極數(shù)即可。因此，這種調速方法只適用于鼠籠轉子異步電動機。常用的多速電動機有雙速、三速、四速電動機，下面以雙速電動機為例來分析這類電動機的變速控制。1、雙速電動機定子繞組的連接這種電動機定子繞組有6個出線端。若將電動機定子繞組三個出線端u1、v1、w1分別接三相電源，而將u2、v2、w2三個出線端懸空，如圖74（a）所示，則電動機的三相定子繞組接成三角形，此時每相得兩個繞組相互串聯(lián)，電流方中的虛線箭頭所示。磁極為4極，同步轉速為1500r/min；為低速。 (a

20、) 低速形接法 （b）高速yy形接法圖74 4/2極/yy形的雙速電動機定子繞組接線圖若將電動機電子繞組的u2、v2、w2三個出線端分別接三相電源，而將u1、v1、w1三個出線端接成雙yy形，此時每相兩個繞組并聯(lián)。電流方向如圖中實線箭頭所示，磁極數(shù)為2極，同步轉速為3000r/min；為高速?？梢婋p速電動機高速運轉時的轉速時低速的二倍。2、雙速電動機控制電路如圖75所示。圖75 雙速電動機控制電路電路工作原理為：低速運行時：合上電源開關qs sb2常閉觸點先分斷，對km2、km3聯(lián)鎖 按下低速 km1聯(lián)鎖觸點分斷對按鈕sb2 km2、km3聯(lián)鎖 sb2常開觸點后閉合km1線圈得電 km1主觸點

21、閉合 km1自鎖觸點閉合 電動機m接成形低速運行高速運行時：合上電源開關qs km1自鎖觸點解除自鎖 sb3常閉觸點先分斷km1線圈失電 km1主觸點分斷按下高速按鈕sb3 km1聯(lián)鎖觸點恢復閉合 sb3常開觸點后閉合 km2、km3聯(lián)鎖觸點分斷解除對km1聯(lián)鎖 km2、km3線圈同時得電 km2、km3自鎖觸點閉合自鎖km2、km3主觸點閉合 電動機接成yy形高速運行 停轉時，只需按下停止按鈕sb1就可。7.4 保護電路三相異步電動機控制電路除了能滿足被控設備生產工藝的控制要求外，還必須考慮到電路有發(fā)生故障和不正常工作情況的可靠性。因為發(fā)生這些情況時會引起電流增大，電壓和頻率降低或升高、損毀

22、。因此，控制電路中的保護環(huán)節(jié)是電動機控制系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。常用的保護電路有短路保護、過載保護、過電流保護、失電壓保護和欠電壓保護等。1、短路保護在電動機控制系統(tǒng)中，最常用和最危險的故障是多種形式的短路。如電器或線路絕緣遭到損壞、控制電器及線路出現(xiàn)故障、操作或接線錯誤等，都可能造成短路事故。發(fā)生短路時，線路中產生的瞬時故障電流可達到額定電流的十幾倍道幾十倍，過大的短路電流將會使電器設備或配電設備受到損壞，甚至因電弧而引起火災。因此，當電路出現(xiàn)短路電流時，必須迅速、可靠地斷開電源，這就要求短路保護裝置應具有瞬時動作的特性。短路保護的常用方法是采用熔斷器和低壓斷路器保護裝置。2、過電流保護過

23、電流保護是區(qū)別于短路保護的一種電流型保護。所謂過電流是指電動機或電器元件在超過其額定電流的狀態(tài)下運行，一般比短路電流小，不超過6倍的額定電流。在電動機的運行過程中產生這種過電流，比發(fā)生短路的可能性要大，特別是對于頻繁起動和正反轉、重復短時工作時的電動機更是如此。過電流保護常用過電流繼電器來實現(xiàn)，通常過電流繼電器與接觸器配合使用，即將過電流繼電器線圈串接在被保護電路中，當電路電流達到其整定值時，過電流繼電器動作，而過電流繼電器常閉觸點串接在接觸器線圈電路中，使接觸器線圈斷電釋放，接觸器主觸點斷開來切斷電動機電源。這種過電流保護環(huán)節(jié)常用于直流電動機和三相繞線轉子異步電動機的控制電路中。3、過載保護

24、過載是指電動機在大于其額定電流的情況下運行，但過載電流超過額定電流的倍數(shù)要小些。通常在額定電流的1.5倍以內。引起電動機過載的原因很多，如負載的突然增加，缺相運行以及電網(wǎng)電壓降低等。若電動機長期過載運行，其繞組的溫升將超過允許值而使絕緣材料變脆、老化、壽命縮短，嚴重時會使電動機損壞。過載保護裝置要求具有反時限特性，且不會受電動機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作，所以通常用熱繼電器作過載保護。當有6倍以上額定電流通過熱繼電器時，需經5秒后才動作，這樣在熱繼電器未動作前，可能使熱繼電器的發(fā)熱元件先燒壞，所以在使用熱繼電器作過載保護時，還必須裝有熔斷器或抵壓斷路器的短路保護裝置。由于過載保

25、護特性與過電流保護不同，故不能用過電流保護方法來進行過載保護。4、失電壓保護當電動機正常工作時，如果由于某種原因而發(fā)生電網(wǎng)突然斷電，這時電源電壓下降為零，電動機停轉，生產設備的運動部件也隨之停止。由于一般情況下操作人員不可能及時拉開電源開關。如不采取措施，當電源恢復供電時，電動機便會自動啟動運轉，可能造成人身及設備事故，并引起電網(wǎng)過電流和瞬間網(wǎng)絡下降。為防止電壓恢復時電動機的自行啟動或電器元件自行投入工作而設置的保護，稱為失電壓保護。采用接觸器和按鈕控制的啟動、停止，就具有失電壓保護作用。這時因為當電源電壓消失時，接觸器就會自動釋放而切斷電動機電源，當電源電壓恢復時，由于接觸器自鎖觸點已斷開，

26、不會自行啟動。如果不是采用按鈕而是用不能自動復位的手動開關、形成開關來控制接觸器，必須采用專門的零電壓繼電器。工作過程中一旦斷電，零電壓繼電器釋放，其自鎖電路斷開，電源電壓恢復時，不會自行啟動。5、欠電壓保護當電網(wǎng)電壓降低時，電動機在欠電壓下運行，在負載一定的情況下，電動機主磁通下降，電流增強。時間過長將會使電動機過熱損壞同時欠壓還會導致一些電器元件釋放，使線路不能正常工作。因此，當電源電壓降到60%80%額定電壓時，將電動機電源切除而停止工作，這種保護成為欠電壓保護。除上述采用的接觸器及按鈕控制方式，利用接觸器本身的欠電壓保護作用外，還可采用欠電壓繼電器來進行欠電壓保護。其方法是將欠電壓繼電

27、器線圈跨接在電源上，其常開觸點串接在接觸器控制回路中。當電網(wǎng)電壓低于欠電壓繼電器整定值時，（吸合電壓通常整定值為0.80.85n,釋放電壓通常整定值為0.50.7n）欠電壓繼電器動作試接觸器釋放，接觸器主觸點斷開電動機電源實現(xiàn)欠電壓保護。6、斷相保護電動機運行時，如果電源任一相斷開，電動機將在缺相情況下低速運轉或堵轉，定子電流很大，這時造成電動機絕緣及繞組燒毀的常見故障之一。因此應進行斷相保護。引起電動機斷相得原因主要有：電動機定子繞組一相斷線；電源一相斷線；熔斷器、接觸器、低壓斷路器等接觸不良或接頭松動等。斷相運行時，線路電流和電動機繞組連接因斷相的形式（電源斷相、繞組斷相）的不同而不同；電

28、動機負載越大，故障電流也越大。斷相保護的方法有：用帶斷相保護的熱繼電器、電壓繼電器、電流繼電器與固態(tài)斷相保護器等。一、電動機的過載及其保護電動機的過載除上述原因外，還有： a.電動機周圍環(huán)境溫度過高，散熱條件差； b.電動機在大的起動電流下緩慢起動； c.電動機長期低速運行； d.電動機頻繁起動、制動、正反轉運行及經常反接制動。電動機的過載由于電流增大，發(fā)熱劇增，從而使其絕緣物受到損害，縮短了其使用壽命甚至被燒毀。對于過載通常保護如下：在電動機的控制回路中，常裝有雙金屬片組成的熱繼電器，它利用膨脹系數(shù)不同的兩片金屬。在過載運行時、受熱膨脹而彎曲，推動一套動作機構，使熱繼電器的一對常守觸頭斷開，

29、起到過載保護作用。一般選擇熱元件時：動作電流=電動機額定電流*（11l25） （11）二、三相異步電動機的短路保護電動機短路時，短路電流很大，熱繼電器還來不及動作，電動機可能已損壞。因此，短路保護由熔斷器來完成。熔斷器直接受熱而熔斷。在發(fā)生短路故障時，熔斷器在很短時間內就熔斷，起到短路保護作用。由于存在熱慣性，當發(fā)生短路事故時，熱繼電器不能立即斷開，因此它不能用作短路保護。正是由于熱繼電器的熱慣性，才使得它在電動機起動或短時過載時不會動作，從而避免了電動機的不必要的停車。 在單臺電動機的起動電路中，為了防止電動機起動時較大的電流燒斷熔絲，熔絲不能按電動機的額定電流來選擇，而應按下式計算：熔絲額

30、定電路電動機啟動電流 / 2.5 （12）如果電動機起動頻繁，則為熔絲額定電流電動機啟動電流/（1.62） （1-3）如果幾臺電動機合用一個熔斷器，則熔絲額定電流按下式計算：熔絲額定電流（最大容量電動機啟動電流+其余電動機啟動電流之和）/2.5 （1-4）一般選用熔斷器保護時，其熔絲的熔斷電流按電動機額定電流的1.52.5倍選擇。系數(shù)（1.52.5）視負載性質和起動方式不同而選?。簩p載起動、起動不頻繁、起動時間短或降壓起動者，取小值。繞線型電動機也取小值對重載起動、起動頻繁、起動時間長或直接起動者，取大值。三、斷相運行保護（又稱缺相運行保護或兩相運行保護）。缺相運行保護也是一種過載保護，而一

31、般的熱繼電器不能可靠地保護電動機免于缺相運行（帶斷電保護裝置的熱繼電器除外）。所以在條件允許時，應單獨設置缺相運行保護裝置。電動機斷相保護的方法和裝置很多，但就執(zhí)行斷相保護的元件來分有：利用斷相信號直接推動電磁繼電器動作的電磁式斷電保護，利用熱元件動作的斷相保護。常用的保護方法有：采用帶斷相保護裝置的熱繼電器作缺相保護，欠電流繼電器斷相保護；零序電壓繼電器斷相保護；利用速飽和電流互感器保護。三相異步電動機兩相運行，是引起電動機損壞的常見原因，生產當中因電源缺相而損壞的約占總損壞量的6070，本論文中重點論述缺相問題。而人們對斷相運行給電機造成什么樣的危害，應采取什么樣的保護方式合適，至今尚沒有

32、比較一致的意見。很長一段時間比較普遍的觀點認為；斷相運行將導致電機繞組過熱而損壞；認為利用溫度傳感器監(jiān)視電動機繞組溫升，是當前最直接和最可靠的斷相保護萬案。另一種觀點認為電機斷相運行將導致斷相瞬間在斷相繞組兩端產生高于額定電壓數(shù)倍的反電勢，極易使電機繞組間擊穿而損壞。實際調查中，不少維修電工抱怨電機質量欠佳，匝間短路造成電機損壞。于是，我們從電路原理上分析電感線圈斷電后產生的反電勢，結論是反電勢很高。通化市電機廠實驗室對空載運行的電機做斷相運行實驗時，發(fā)生的多起電機損壞，經解剖證實系由匝間擊穿短路引起的，而電機定于繞組根本沒有發(fā)熱。由于對斷相運行給電機造成的危害認識不同，因此在對電機實行斷相保

33、護時產生了兩種不同的意見：認為斷相給電機造成過熱損壞的觀點要對電機實行過熱保護或過流反時限特性保護，由此產生了熱繼電器方案、熱敏電阻方案、斷相過流延時保護方案以及其他一些方案；認為斷相給電機繞組造成高壓反電勢擊穿的觀點，對斷相采取瞬時動作保護方案，于是一些電子式保護器問世。我們認為斷相瞬間在斷相繞組兩端產生高于額定電壓數(shù)倍的反電勢給電機造成的危害遠大于過熱給電機造成的危害，況且斷相故障又不能自動排除，因此對電機的斷相保護應瞬時動作保護而不是反時限特性保護和過熱保護。電動機保護器（電機保護器）應采取動作靈敏的電子式而不是動作緩慢的機電式。至于斷相后延時幾秒跳閘的做法是無積極意義的。 現(xiàn)在，已較多

34、采用電子電路缺相保護器、集成電路缺相保護器等，但由于電路復雜價格較貴，在小型電動機（3kw及以下）控制電路上未能普遍配套用。為什么電動機安裝了熔斷器保護、磁力啟動器附加的熱繼電器保護、斷路器過流保護，都不能很好地對電動機兩相運行起有效保護作用呢？ 首先，根據(jù)電機學原理，其如接至兩相電源，其定子繞組不可能產生旋轉磁場，旋轉力矩為零，電動機只震動而不轉動。電動機在進入兩相電源起動時，實際上處于短路狀態(tài)，其短路電流為三相啟動時啟動電流的0.866倍，而一般異步電動機啟動電流為額定電流的47倍，故電動機在進入兩相電源起動時，相當于兩相短路時的電流為額定電流的3.4646.062倍，所以上述電流，即比啟

35、動電流小，比電動機額定電流大得多。電動機兩相啟動時，電動機不運轉，運行人員會立即發(fā)現(xiàn)，而且熔斷器也會熔斷，因為熔斷器的熔斷電流一般按下面兩種原則選定：對于啟動次數(shù)少及啟動時間較短的電動機，按ih=iz/2.5選定；對于反復起動及加速慢的電動機，按ih=iz/(1.62)選定。上述兩式中，ih是熔斷器的額定電流；iz為電動機三相啟動電流。對于運轉中的電動機，突然斷掉一相電源后，在機械慣性作用下，在某些特定條件下尚可滯速旋轉。由于電動機過電流倍數(shù)與電動機實際負荷和電動機本身最大力矩倍數(shù)k有關。當最大力矩倍數(shù)大于2時，電動機將維持兩相運行，但轉速大大降低，k愈大電動機兩相運行時的過負荷倍數(shù)愈大。當最

36、大力矩倍數(shù)k等于2時，電動機帶額定負荷并發(fā)生兩相運行情況下，電動機的過電流大約為額定電流的3.5倍，此時電動機如果按規(guī)定選用的熔斷器作保護，熔斷器可以熔斷，并起保護作用。但是，當電動機只帶50%的額定負荷時，兩相運行電流大致與額定電流相等。而當電動機負荷在50%額定負荷以上，又在額定負荷以下兩相運行時，熔斷器就不能可靠地起到保護作用了。正常電動機的啟動電流為電動機額定電流的47倍。由此可以看出熔斷器不可能可靠的保護電動機兩相運行。第三種情況是電動機最大力矩倍數(shù)k小于2時，電動機將減速停車，直至熔斷熔絲。除了熔斷器保護，在三相低壓電動機保護中，還采用熱繼電器，作電動機過負荷保護。其動作電流一般選

37、用1.1倍額定電流，考慮備用裕度，以防止電動機的電壓變動及環(huán)境溫度變化而誤切電動機，一般是按1.21.3倍額定電流選擇熱元件，依靠熱力保護熱慣性產生的延時，躲開起動電流。所以由熱元件構成的過負荷保護，也不可能可靠保護電動機兩相運行。同樣對于斷路器過流保護，一般按躲開電動機啟動電流整定，顯而易見，按這樣整定值也不能正確的保護電動機兩相運行。 關于電動機兩相運行的保護問題，近年來各地提出很多方案，基本上可以歸納為兩大類：一類是安裝電動機一相熔斷的信號指示，另一類是利用晶體管構成的負序保護。采用這些方法，也有一定效果，但仍不夠完善，因此推廣應用還不普遍。為此可以采用雙組熔斷器，構成比較簡單而又可靠的

38、電動機兩相保護。方法是用6個熔斷器，每兩個并聯(lián)構成三相熔斷器保護，每相中的兩個熔斷器，一個按電動機1.21.3倍額定電流整定，另一個按前述熔斷器額定電流公式選定。電動機起動時合上后三個熔斷器，使電動機正常啟動，啟動結束后，再合上前三個熔斷器，再拉開后一個熔斷器，使電動機正常運行。 最后應當指出，大量實踐證明，要防止電動機兩相運行，只有加強監(jiān)視，總結經驗，注意發(fā)現(xiàn)缺相運行的異?，F(xiàn)象，及時切除兩相運行的電動機，確保電動機的安全可靠運行。三相異步電動機缺相保護簡單保護如下：電動機電源纜線普遍采用四芯或五芯?？砂涯歉从玫纳约毨|線直接接在電動機接線盒內星形連接片的零序端子上，然后在接觸器控制面板(箱)

39、上固定好繼電器，并按圖接線即可。圖1 三相異步電動機簡單缺相保護四、失壓和欠壓（低電壓）保護為了防止電動機在過低電壓下起動和運行，以及電動機在運行中突然斷電后又恢復供電時的自起動，一般均采用失壓和欠壓保護。交流接觸器的電磁機構、斷路器的失壓脫扣器、自耦減壓起動器的欠壓器及電壓繼電器等都可起失壓和欠壓保護作用。當電源電壓低到額定電壓的3570%，電磁鐵會釋放，失壓脫扣器會動作而切斷電源。五、三相異步電動機的過熱保護過熱保護 部分觀點認為無論什么原因造成的故障最終都將導致電機定子繞組過熱而燒毀。因此，只要防止電機繞組過熱，也就保護了電機。但事實上，電機本身有絕緣耐熱等級不同的區(qū)別。最高允許溫升a級

40、105、e級120、b級130、f級155、h級180在同樣的環(huán)境溫度、工作條件、溫升的情況下，有的電機會損壞，有的卻不會損壞。同時對于造成電機過熱原因中的軸承損壞、定轉子相擦、通風不暢等該屬電工定期檢查和巡視檢查必須發(fā)現(xiàn)解決的，不屬保護技術主要的討論范圍。另外，電機升溫、降溫是個緩慢變化的過程，因此我們認為只有對大中型、重要崗位工作的電機加裝溫升監(jiān)視和過熱保護裝置才是必要的。并應根據(jù)不同耐熱等級，在電機內部設置超溫報警而后跳閘的裝置。至于小型電機采用過熱保護裝置并不一定合算。六、實例保護選擇1.1kw空調器三相異步電動機進行電機保護。電機保護的原理電路如圖2所示。根據(jù)式（11）動作電流=電動

41、機額定電流*（11l25），所以選用2.23.5a熱繼電保護器,根據(jù)式（12）熔絲額定電路電動機啟動電流 / 2.5，電機的啟動電流約等于3倍1.1kw電動機額定電流值，所以選用6 a熔斷保護器 。根據(jù)（1）接觸器輔助觸點特點，斷電后線圈失去磁力，彈簧產生的反作用力起到決定作用主觸頭及輔助觸點斷開，線路斷開，如重新來電還須按啟動按鈕來啟動電機，從而起到失電保護。（2）接觸器輔助觸點特點，欠電壓后線圈磁力不足與克服彈簧產生的反作用力主觸頭及輔助觸點斷開，線路斷開，如重新來電還須按啟動按鈕來啟動電機，從而起到欠電壓保護。圖2 1.1kw空調電動機保護線路電動機保護器（電機保護器）的要求 實踐證明，

42、結合用戶的需求，在設計電動機保護器（電機保護器）時應符合下列要求：1、采用電流取樣 這既可兼顧過流和斷相保護的不同特點，又可充分反映不管哪里斷相都要在供電線路電流上反映出來的事實；避免了其它取樣方案的缺點和局限性。采用電壓取樣雖造價低廉，但只能保護電源到取樣接入處之間的斷相，保護不了取樣接入處到電機之間的斷相。采用中性點或人造中性點對零線電流或電壓取樣，由于單相負載的投入或切除，必然會使中性點電壓或零線電流變化，這將使保護整定值難以確定。2、選用反應靈敏的電子式保護器方案 確保斷相起動時拒絕合問，運行斷相時瞬時跳閘。至于對斷相實行延時保護和過熱保護的觀點是陳舊的、片面的。3、用保護器的常閉觸點動作實行保護 這就是要求保護器在主回路不工作和正常工作時執(zhí)行繼電器不動作，而在電機起動和工作中發(fā)生故障時動作。這樣的保護器適宜于與計算機輸出和邏輯群控電路、多速及正反轉電機以及與各種主開關接口，使用無局限性。4、有較寬的電流適應范圍 電機空載電流約為額定電流的03倍，起動電流約為額定電流7倍。對于綜合電動機保護器（電機保護器）應有從低到高起碼20倍或30倍的電流容許范圍，對于單一斷相保護器，電流適應范圍應更大。5、不使用供電電源電動機保護器（電機保護器）不使用供電電源，可使其通用于任何場合。