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如何進行電機缺相保護電路設計

 ldjsld 2016-08-23

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、提速道岔電動轉轍機等。在生生活中常用三相電機來,缺相運行導致電機燒毀的重要原因之一。三相電機工作時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、電動機缺相保護器電路原理

在A、B、C三相中均串入LSE器件。當三相電力線均完好時,LSE的④腳輸出高電平,此時繼電器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CJ1、CJ2、CJ3自保,電動機M正常工作。如果A、B、C三相電源中有任意一相斷開,將導致其中一只LSE的①、②腳間呈斷開狀態(tài),相應的LSE器件上的④腳就會變?yōu)榈碗娖?,其繼電器J就會釋放。由于其觸點j1、j2、j3在CJ的回路中呈與門的邏輯關系,故只要其中的任一只觸點斷開,均會導致CJ斷電釋放,從而使得CJ1、CJ2、CJ3觸點全部斷開,保護了電動機M。電路中設置了12V直流電源,是使該電路萬無一失。

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二、簡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框內所示,從三相線路中,每相通過電容各引出一根線,并接在一點,形成人為的中性點,線路正常時,中性點電壓為零.如果某一相開路,則中性點電壓升高,其與N線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有一組常閉觸點串接在原來的接觸器線圈回路中。KA吸臺后,其常閉觸點斷開,接觸器KM失電,電機停止工作,起到了保護作用。與此同時,指示燈HL發(fā)光,提示維修人員是缺相保護動作,加快維修人員檢查和排除故障的速度。

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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(jù)電機容量大小選擇;

KM:交流接觸器,根據(jù)電機容量大小選擇,線圈額定電壓AC220V;

FR:熱繼電器,根據(jù)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(tǒng)的中性線(N線),所以要求系統(tǒng)三相負荷比較平衡才行,如果因系統(tǒng)三相負荷不均致使中性線電壓升高,會造成裝置的誤動作。

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

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

三、三相電機簡易缺相保護電路

該電路簡單可靠、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關,中間繼電器吸合。按下K2常開按鈕,K2自鎖,交流接觸器K合上如果A相因故障缺相,則K線圈失電,而交流接觸器K斷開。若B相或C相缺相,則中間繼電器J和交流接觸器K的線圈同日十失電,而J和K同時斷開,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,線圈電壓均為380V,交流接觸器大小由負載而定。

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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(wěn)壓管穩(wěn)壓后,產生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, 3個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點電位為零,三極管V1、V2截止,繼電器為落下狀態(tài);當三相電機電路中缺一相時,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,當超過反相輸入端的電壓時,除缺相外的2個比較放大器輸出高電平,經(jīng)D4~D6組成的或門電路使H點為高電平,再經(jīng)電阻R4分壓加在V1基極,使三極管V1、V2導通,時間繼電器得電,延時3 s吸起自閉,接通報警電路報警,同時切斷電機供電電路,保護電機不被損壞。采用JSBXC-850繼電器延時3 s吸起,是為了防止電機啟動時電流大而誤動保護電路。故障排除后,按動復位開關K,電路恢復正常。

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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的自來水增壓電機進行試驗,采用電流互感器。為了保證安全,互感器二次側的一個輸出端接地,調節(jié)RD4使反相輸入端為4 V,逆時針調節(jié)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(jié)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(jù)電機正常工作電流的最大值設定),這時電機啟動和運轉應仍能正常工作。人為將電機供電電源斷開一相,使電機缺相運轉, 3 s后時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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