如何進(jìn)行電機缺相保護電路設計

在鐵路信號設備中有很多地方用到三相電機,如駝峰空壓機、提速道岔電動(dòng)轉轍機等。在生生活中常用三相電機來(lái)，缺相運行導致電機燒毀的重要原因之一。三相電機工作時(shí)必須有可靠的三相電源,如果缺相,很容易燒壞電機繞阻。本詞條將分享四中電機缺相保護電路的原理與電路圖，供廣大工程師參考使用。

一、電動(dòng)機缺相保護器電路原理

在A(yíng)、B、C三相中均串入LSE器件。當三相電力線(xiàn)均完好時(shí)，LSE的④腳輸出高電平，此時(shí)繼電器J1、J2、J3均處于吸合狀態(tài)，從而使三相交流接觸器CJ吸合，其觸點(diǎn)CJ1、CJ2、CJ3自保，電動(dòng)機M正常工作。如果A、B、C三相電源中有任意一相斷開(kāi)，將導致其中一只LSE的①、②腳間呈斷開(kāi)狀態(tài)，相應的LSE器件上的④腳就會(huì )變?yōu)榈碗娖?，其繼電器J就會(huì )釋放。由于其觸點(diǎn)j1、j2、j3在CJ的回路中呈與門(mén)的邏輯關(guān)系，故只要其中的任一只觸點(diǎn)斷開(kāi)，均會(huì )導致CJ斷電釋放，從而使得CJ1、CJ2、CJ3觸點(diǎn)全部斷開(kāi)，保護了電動(dòng)機M。電路中設置了12V直流電源，是使該電路萬(wàn)無(wú)一失。

二、簡(jiǎn)單的電機缺相保護電路

1、工作原理

缺相保護電路如圖中的虛線(xiàn)框內所示，從三相線(xiàn)路中，每相通過(guò)電容各引出一根線(xiàn)，并接在一點(diǎn)，形成人為的中性點(diǎn)，線(xiàn)路正常時(shí)，中性點(diǎn)電壓為零.如果某一相開(kāi)路，則中性點(diǎn)電壓升高，其與N線(xiàn)構成的橋式整流電路有電壓輸出，經(jīng)電容C4濾波后，使中間繼電器KA吸合，KA有一組常閉觸點(diǎn)串接在原來(lái)的接觸器線(xiàn)圈回路中。KA吸臺后，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器KM失電，電機停止工作，起到了保護作用。與此同時(shí)，指示燈HL發(fā)光，提示維修人員是缺相保護動(dòng)作，加快維修人員檢查和排除故障的速度。

2、元器件選擇

C1 -C3：油浸紙電容器，1.5 l,F/630V;

VD1 -VD5:整流二極管，1N4007;

C4：電解電容器120pF/SOV;

KA：DC24V小型中間繼電暑忍;

HL：24V的指示燈;

QF:空氣斷路器，根據電機容量大小選擇;

KM：交流接觸器，根據電機容量大小選擇，線(xiàn)圈額定電壓AC220V;

FR：熱繼電器，根據電機容量大小選擇。

3、注意事項

(1).本裝置的整流部分利用到系統的中性線(xiàn)(N線(xiàn))，所以要求系統三相負荷比較平衡才行，如果因系統三相負荷不均致使中性線(xiàn)電壓升高，會(huì )造成裝置的誤動(dòng)作。

(2).本電路中從三相電源中的取出點(diǎn)應盡量靠近電機一側，最起碼也應接在接觸器的出線(xiàn)側，因為接觸器觸頭接觸不良也是斷相的常見(jiàn)現象。

(3).現在很多中間繼電器上線(xiàn)圈本身就帶有續流二極管(如歐姆龍繼電器)，則可省去二極管VD5

三、三相電機簡(jiǎn)易缺相保護電路

該電路簡(jiǎn)單可靠、組件易購、成本低，能有效保護三相用電設備。工作原理臺上三相空氣開(kāi)關(guān)，中間繼電器吸合。按下K2常開(kāi)按鈕，K2自鎖，交流接觸器K合上如果A相因故障缺相，則K線(xiàn)圈失電，而交流接觸器K斷開(kāi)。若B相或C相缺相，則中間繼電器J和交流接觸器K的線(xiàn)圈同日十失電，而J和K同時(shí)斷開(kāi)，起雙重保護作用。 元件選擇 J為中間繼電器，K為交流接觸器，線(xiàn)圈電壓均為380V，交流接觸器大小由負載而定。

四、采用電流檢測法的三相電機缺相保護電路

電路原理

如圖1所示,電路采用直流24 V電源為繼電器J供電,該電源經(jīng)電阻分壓和穩壓管穩壓后,產(chǎn)生12 V電壓為其他電路供電,運算放大集成電路LM324被接成電壓比較放大電路,電流互感器T1、T2、T3檢測三相電機工作電流大小。三相電源正常時(shí), 3個(gè)比較放大器同相輸入端電壓低于反相輸入端電壓,其輸出端均為低電平, H點(diǎn)電位為零,三極管V1、V2截止,繼電器為落下?tīng)顟B(tài);當三相電機電路中缺一相時(shí),兩相供電,工作電流將升高很多,對應的互感器二次側感應電流升高,經(jīng)二極管整流、電容濾波、電位器分壓后,加到比較放大器同相輸入端的電壓升高,當超過(guò)反相輸入端的電壓時(shí),除缺相外的2個(gè)比較放大器輸出高電平,經(jīng)D4~D6組成的或門(mén)電路使H點(diǎn)為高電平,再經(jīng)電阻R4分壓加在V1基極,使三極管V1、V2導通,時(shí)間繼電器得電,延時(shí)3 s吸起自閉,接通報警電路報警,同時(shí)切斷電機供電電路,保護電機不被損壞。采用JSBXC-850繼電器延時(shí)3 s吸起,是為了防止電機啟動(dòng)時(shí)電流大而誤動(dòng)保護電路。故障排除后,按動(dòng)復位開(kāi)關(guān)K,電路恢復正常。

電路調試

三相電機功率大小決定工作電流的大小,用0.8 kW的自來(lái)水增壓電機進(jìn)行試驗,采用電流互感器。為了保證安全,互感器二次側的一個(gè)輸出端接地,調節RD4使反相輸入端為4 V,逆時(shí)針調節RD1、RD2、RD3為最低端,接通電機電源,電機運轉正常后,再分別調節RD1、RD2、RD3,使各比較放大器同相輸入端電壓為3 V左右(此值可以根據電機正常工作電流的最大值設定),這時(shí)電機啟動(dòng)和運轉應仍能正常工作。人為將電機供電電源斷開(kāi)一相,使電機缺相運轉, 3 s后時(shí)間繼電器應能吸起報警,并切斷電機供電電路,起到保護作用。

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