当前位置:首页 >> 技术中心 >> 电路保护 >> 基于三相异步电机缺相运行的电路保护设计
    

基于三相异步电机缺相运行的电路保护设计

【导读】三相异步电机是将电能转换成机械能,但是在运行中会因为各种原因造成破坏,这些损坏有超载、机械磨损、维护措施不当及运行中缺相等,随着它的广泛应用,解决这些问题成为当务之急,如何设计缺相运行时的保护电路呢?

缺相时保护电路不能迅速动作切断电源而造成电机损坏占很大比例,据有关资料统计,三相异步电动机的缺相运行占三相异步电动机所有故障的70%,缺相运行会使电动机绕组严重发热,破坏电机绝缘,以致于烧毁电机,影响生产,甚至造成事故。为防止三相异步电动机因缺相运行,通过对三相异步电动机常见故障——缺相运行的电磁现象及产生的危害分析,设计了缺相运行的保护电路,克服了传统机械式保护电路的不足,确保了三相异步电机的安全运行。

1、产生缺相运行的原因对于三相异步电动机,其正常运行时必须采用三相供电,缺相是其正常运行的大忌。电动机缺相主要有以下几种情况。

1) 电源缺相:由于供电路故障,电源在到电机保护线路前,已少一相或两相,它可造成电机无法启动或启动运转异常;三相熔断器中的一相熔体被烧断。

2)保护线路造成缺相:保护线路中的接触器、继电器触点氧化,引起接触不良,造成缺相。3)接线端子触点氧化造成接触不良:电机定子三相绕组中一相绕组断开,从而造成电机运行缺相。

4)电缆断线。

2、三相异步电动机缺相运行状态的电磁分析

1

图1是三相异步电动机定子绕组,其中(a)为星型接法缺相运行的接线图,(b)为三角形接法缺相运行的接线图。此时接通电源后,流经定子绕组的是单相电流,它们的相位相同,在气隙中只能建立脉振磁场,故电机无启动转矩,合闸后电机不转动并伴有嗡嗡声,此时电流很大,如果不及时断开电源,则有可能烧毁电机。三相异步电动机出现缺相运行时,在气隙中建立的是脉振磁场,其表达式为:

2

式(1)表明:一个脉振磁动势可分解为两个幅值相等、转速相同、转向相反的两个旋转磁动势,这样便可画出三相异步电动机缺相运行时的机械特性(图2)

3

由图2可见,1)当n=0时,T=0(+为电磁转矩),即无启动转矩,这是由于正转磁场和反转磁场产生的转矩大小相等、方向相反,彼此抵消所造成的。2)三相异步电动机缺相运行时,正向磁场f+产生的T+为拖动转矩,而反向磁场f-产生的T-则为制动转矩,使过载能力降低,在同一负载下,转速下降,电流增加,而电流增加势必使绕组发热,这样对电机运行极为不利。

3、缺相保护电路的设计

电动机处于缺相时无启动转矩,电机不能转动,容易被发现,而当电动机在运行中发生缺相时,常常不易被发现,以致产生过流,将电机烧坏,因而研制一种高可靠的电动机运行缺相保护装置非常必要。

传统的缺相保护电路完全由继电器、接触器构成,线路复杂,体积较大且可靠性差,用户使用一段时间后,由于线路故障需多次维修,甚至因维修困难而弃之不用,而且维修成本也较高,根据多年的实践,反复尝试,研制出新型三相异步电动机缺相运行保护电路(图3)。

4

保护电路动作的原理如下。

1)起动时,首先闭合K1,此时按下起动开关K2,如L1无电(L1缺相),电机无法起动,且无任何响动。如果L2或L3缺相,电机无法正常运行,因为K2为按钮开关,仅在起动时起作用,工作人员不可能按K2很长时间,如缺相,只要放开按钮,电动机停止供电。

2) 电机在运行中,保护电路从电机接线端子提取各相供电信号,经T1、T2、T3降压,D1、D2、D3及C1、C2、C3整流滤波加到各自的稳压电路,此时电路已将三相交流变成三个逻辑信号并进入三输入与非门电路4012,在图3中,5
在式(2)中当L1有电时,A的逻辑值为1,L1无电,A的逻辑值为0;当L2有电时,B的逻辑值为1,L2无电,B的逻辑值为0;当L3有电时,C的逻辑值为1,L3无电,C的,逻辑值为0。根据式(2)只有A=B=C=1时,Y=0,T饱和导通,K4吸合,电机正常运行。当任意一相失电时,式(2)中,Y=1,而Y=1时,T截止,K4闭合,KM主接触器断开,三相异步电动机供电电路全部断开,电机立即停止工作。

4、结语

通过现场运行观察及对比,采用本设计的保护线路,制作或购置成本低,当电机在运行中发生缺相时,保护电路动作可靠、反应灵敏、接线简单,而且后期维护费用极少。

关键字:三相异步电动机 缺相 保护电路  本文链接:http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80019343 分享到:
分享到:

用户评论

发评论送积分,参与就有奖励!

发表评论

评论内容:发表评论不能请不要超过250字;发表评论请自觉遵守互联网相关政策法规。

用户名: