异步电动机缺相保护研究

异步电动机缺相保护研究

张丛

（宁夏红寺堡扬水管理处755100）

摘要：异步电动机是最为常见的机电设备，在扬水管理处等场所具有十分重要的作用。为此本文在分析介异步电动机断相运行给电动机造成损害的情况下，分析比较几种缺相保护的优势与不足，进而得到一种应用较为广泛的异步电动机保护模式。

关键词：异步电动机；缺相保护；机电设备

1.交流电动机缺相故障的具体分析

导致电机烧毁事故发生的关键便是定子模块具备过大的电流，出现较大电流的因素比较多，本文依据亲身的实践对于缺相运行进行如下的分析。对于异步电动机来说，其自身的定子绕组具有两种连接模式，也就是星型接法与三角形接法，不管是采用何种模式的接法，在分布上看，定子绕组模块是对称的，通常看来，其都是借助对称电源过程中，会有较大旋转磁场出现，进而能够对其运行进行有效推动。星型接法在启动电机过程中，若是将一相电源断开，并向两相电源模块进行连接，那么便不会有旋转磁场产生，此时仅存在脉冲磁场，将旋转力矩进行下降成为0，那么电动机便只能够振动，并不会进行转动，共组人员就会立即的察觉到。如果运行后出现断开一相电源，惯性作用下，电机还会低速运行，不过转矩出现大范围降低，如果负载是恒定不变的，其反抗转矩将比电磁转矩大，电机转速出现降低，提升转差率，由此加大了定子电流，进而使得因为存在过大的电流而烧毁串联两相绕组。

就三角形解法电机看，其中缺少一相电源是类似于星型接法的，其区别在于两相绕组在进行串联后会并联于另一组绕组，在电源线电压中进行连接，所以对一相绕组进行并联产生的电流是比两相绕组进行串联的电流更大的，这就会将一组绕组进行烧毁，接着便将两相串联绕组进行烧毁。如果在电机运行工况下，有一项绕组突然缺乏，电机的运行是能够继续的，如果由于该种状况没能被及时有效发现和处理，则会出现旋转磁场不均匀，提高转差率、电磁转矩和转速出现大幅降低，并且定子电流出现加强，每个线的电流是不一样的，如果较长时间的运行，则会烧毁两个定子绕组。

2.电动机断相的常见保护方法分析

目前常见的电动机保护主要存在下面几种模式：

第一就是保险丝保护，其是对保险丝容量进行提升，应用的熔丝通常是在4上下，这就实现了处于非短路状况下，熔丝不会出现断开现象。该法仅可以对因为保险丝熔断导致的断相问题进行避免，其无法对断相运行或是其他故障造成的线路断相问题进行避免。

第二就是零电流保护，对于电动机的电流开展实际分析，如果其中的一相电流是领的时候判断其是电动机的断相运行，利用实时切断电源的方法开展相关的保护。这种模式虽然有效不过具有的缺陷为如果电动机采用的三角形接法的时候，这种保护策略具有的效果不大。

其三为温度保护，将温度传感器设置到电动机绕组内，对于电动机内部温度进行实时测量和分析，如果其内部的温度超过规定数值，则将电源切断，以此来对电源进行保护。该方法可靠性和安全性较高，并且能够有效保护绕组绝缘和过载，但其不足在于要将温度检测装置安装在电机内部。

3.缺相保护的新方法研究

通过前面的论述，我们得出电机烧毁的主要因素为定子绕组的电流过大，引起电流过大的主要因素为缺相运行。虽然缺相保护的方法较多，但都具有自身的不足，为此本文将设计一种新的方法。对于优异的电动机保护装置首先需要具有可靠的操作，同时安装与维护简单。本文设计的根据缺相时，绕组中性点电压位移具备的特征来对控制装置给以开展有效保护，详见图3.1：

N′N中性线内存在整流控制模式，使其存在四线控制的一种控制结构存在，如果系统正常运行，其N′N侧具备的电压是0，整流模块是没有电压输出的。如果异步电动机电源缺相之后、触头接触不良、绕组一相或两相断开，N′位置的电压出现大幅度增加，继电器出现闭合壮壮，KV控制电路断开，同时电机停止运转。

在整流控制模块内部是存在着电阻R调节继电器KV在动作之后的电压的，因为定子绕组以及电源是无法实现堆成的，在整流装置N′N之中因为其电压是比较小的，对R进行调节，则能够让继电器KV只是在有缺相出现后才能够进行工作，以此来保证系统工作的正常。若是电机具备较低的电压，亦或是具备过大的负载，则会造成定子出现过大的电流，热继电器KH开始运行，并且打开控制电路KH，此时接触器KM则失电，主触头KM出现断开现象，进而使得电机运行停止。在运行过程中，继电器KV电机若是出现突然的断相，则会将电机电源迅速切断，这就使得由于热继电器KH动作较为缓慢而造成的易烧毁问题得到解决。所以继电器KV中是存在双重保护电动机功能的，就多种电机连接模式，还可以选择不同的控制线路接线模式。即如果固定好了电机连接模式，在接线盒处仅能够进行三个出线端口的引出，我们可以通过3个等容的电容连接成为Y型，固定到接线盒内部，得打一个电容中的中性点N′，如图3.2所示：

利用整流装置来进行四线控制电路的构建，若是出现绕组断开亦或是电源断开情况，电容中性点就会发生偏移，N′N内部产生电压，继电器KV就会动作，电机停止运行，进而达到了保护电机的目标。

结束语

现在很多的电动机缺少断相保护设备，如果断相时间长的话容易造成电动机的毁坏，影响正常的生产活动。为此有必要对于异步电动机加装保护装置，提升企业的生产安全以及效益。

参考文献

[1]张景杰.矿用异步电动机故障仿真分析[J].电气工程学报,2017,(07):40-46.

[2]张霞明.基于电流检测的异步电动机热保护装置的应用研究[J].水电站机电技术,2016,(05):11-12+76.

[3]乔之勇,何彦杉.永磁同步电动机变频调速的分析[J].电焊机,2015,(08):134-138.

[4]姚宇.基于模糊控制的异步电动机软启动研究[J/OL].电子技术与软件工程,2014,(21):167-168.