三相电动机缺相保护

一、前言
众所周知，三相异步电动机因电源断相运行而烧毁的数量很惊人，其多数情况是因为低压断路器或隔离开关接触不良：交流接触器烧毛，不能可靠接触接通；熔断器使用期过长而熔丝氧化腐蚀，受起动电流冲击烧断等。一般电动机缺相运行时会出现：振动增大，有异常声响，温度升高，转速下降，电流增大，缺相启动时有强烈的"嗡嗡"声，无法启动。
为了保护电动机，根据这些缺相的可能出现的故障点，给三相电动机电路添加设置缺相保护。在本文笔者介绍三个三相电动机缺相保护电路。
二、电动机缺相具体情况分析
1．电动机缺相运行。电机缺相运行时，定子的旋转磁场严重不平衡，使转子电流剧増，会引起转子严重发热，缺相时电机带载能力急剧下降，由于磁场严重不均匀，会使电机震动严重增加，从而破坏轴承和机座，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。
电动机一相断线明确规定不能运行，因为电动机断线后定子线圈不会产生旋转磁场，只会产生脉动磁场，不会带动电动机旋转，但由于运行中还有惯性，所以会旋转，但由于负荷大使电动机旋转逐渐变慢。
2．电动机缺相启动。如果停止的电动机缺一相，当电源合闸时，一般只会发生"嗡嗡"声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。
3．电动机缺两相。当电动机缺两相时，一点都不能启动，电动机没有一点运行的反应，因为一根相线在电机绕组内部不能产生电流回路，绕组就不能产生磁场，对电机没有什么危害。
4．缺相时电动机电流的变化。正常起动或运行时，三相电动机为对称负载，三相电流大小相等，小于或等于额定值。出现一相断线后，三相电流不均衡或过大。
起动时缺相：电动机不能启动、其绕组电流为额定电流的4-7倍。发热量为正常温升的16-49倍，因其迅速超过允许温升而使电动机烧毁。
满载时运行时缺相，电动机处于过流状态，即电流超过额定电流，电动机会从疲转变为堵转，未断相的线电流增加更多，引起电动机迅速烧毁。
轻载时运行时缺相，未断相的绕组电流迅速增加，使这相绕组由于温升过高而被烧毁。
三、由两只继电器构成的电动机缺相保护电路
如图所示的电路是将两只继电器KA1、KA2的主触头串联在电动机供电回路中。当三相都有电时，继电器KA1、KA2线圈同时得电吸合，并闭合其主触头，使电路安

全接通，如在运行时，A相或B相突然断电，则继电器KA1将失电跳闸，若B相或C相突然断电，则继电器KA2将失电跳开，切断电源，故A、B、C三相之中缺少了任一相，电动机的电源均将被切断，从而起到了保护作用。
提示：两只继电器KA1、KA2的主触头应能满足电动机的最大电流量，其线圈电压为380V。
四、由缺相和相序保护继电器构成的缺相保护电路
如图所示是由缺相和相序保护继电器构成的缺相保护的三相电动机控制电路。
1．电路组成。电路中的SB1为控制电动机运行开关：SB2为控制电动机停止开关；KM为交流接触器；KAJ是XJ3 -G型缺相和相序保护继电器，该继电器采用集成电路和新工艺制成，为电压取样方式，与被保护电动机的功率大小无关，无须进行任何电流等级的整定和调整，能在电动机起动前、运行中的任意相缺相、错相等故障起到保护作用。此外，当三相电压不对称度大于13%时也能动作，以起到保护作用。

XJ3-G型继电器的①、②、③端接三相电源，⑤、⑥端为该继电器的常开触点，⑦、⑧端为其常闭触点。

EL为报警指示灯，BL为报警蜂鸣器，这两只元器件所使用的电源可依据蜂鸣器的额定电压确定，EL灯泡的耐压应依据蜂鸣器使用的电压决定。
2．工作原理。
(1)供电通路。三相供电经FU1保险元器件后：一路加到交流接触器KM的主触点上；另一路加到KAJ缺相和相序保护继电器的①~③脚上；三相电源中的L1与L2两相电压提供给电动机启动控制电路。
(2)电动机启动与停止控制。由按钮开关SB1、SB2和交流接触器KM组成了电动机的控制电路。
通电以后，KAJ缺相和相序保护继电器得电后处于吸合状态，其KAJ常开触点⑤、⑥端闭合，KAJ常闭触点⑦、⑧端断开。此时，按下启动按钮开关SB1，交流接触器KM线圈得电吸合，KM辅助常开触点闭合进行自锁，KM常开主触点闭合使三相电动机得电运转。

(3)缺相保护控制。当三相电动机在运行时，因某种原因引起了缺相，KAJ继电器立即释放，由此就会使KAJ缺相和相序保护继电器⑤、⑥端触点断开，从而切断了交流接触器KM线圈的供电而释放，使三相电动机停止运转，以保护电动机不被损坏；同时，KAJ⑦、⑧端触点闭合，从而使EL指示灯点亮，蜂鸣器BL发出声响，以进行声、光报警。
另外，在电动机启动之前，电源若有缺相、错相等不正常情况时，则保护电路也可以防止电动机启动，同时也进行声、光报警。
3．提示：XI3-G型缺相和相序保护继电器与三相电源的连接有一定的要求，在安装好其三根引线以后，如电动机无法启动，则说明XJ3-G型继电器内部的相序鉴别电路已启动工作。此时，只要将XJ3-G

型继电器的①、②、③脚端任意两根引线对调并连接好，则待电动机正常启动运行以后，说明相序已经认定。
五、由一只中间继电器构成的缺相保护电路
如图所示就是由一只中间继电器构成的缺相保护电路
．电路组成。图中所示电路中的KA为中间继电器线圈，KM1为交流接触器，SB1为启动开关；SB2为停止开关。
2．工作原理。图中所示电路的工作原理可从电动机启动与缺相保护两个方面来说明。

(1)电动机启动。当合上启动开关SB1以后，三相交流电源中的L2、L3两相电压加到中间继电器KA线圈两端使其得电吸合，中间继电器KA辅助常开触点闭合。
按下启动开关SB1按钮，交流接触器KM1线圈得电吸合，其常开触点闭合后自锁，KM1主触点闭合后使三相电动机得电运转。
(2)缺相保护。如果Ll相因故障缺相，则KM1交流接触器线圈失电，KM1主触点断开；若L2相或L3相缺相，则中间继电器KA和交流接触器KM1线圈同时失电，他们的触点会同时断开，从而起到了双重保护作用。
(3)提示：KA中间继电器、KM1交流接触器线圈电压均为380V，交流接触器大小由负载来确定。六、下列情况不用装设缺相保护装置
要使三相电动机连续安全地运行，宜装设防止两相运行的保护装置，但符合下列情况之一者可不装设：
1)运行中定子为星型接线，且装有过负载保护者；2）经常有人监视，能及时发现断相故障者；3)功率不大，且过负荷可能性很小者。七、结束语
现社会上出现一些电工高新技术产品能为三相电动机提供缺相保护。如上海神引双华电器有限公司的"电机保护监控装置"为电动机提供完备保护，可以避免因电机过载过热、堵转、欠压、轻载、断相、三相不平衡、接地等可能故障导致的生产事故。最大限度地保证设备运行的有效性与安全。又如浙江德力西国际电工有限公司生产的"JD6-E型漏电继电器"也可以提供给三相电动机缺相保护，当然该产品还具有漏电与触电保护、短路与过载保护的功能。
总言而之，三相电动机的缺相保护方法很多，可用不同的电路，不同的产品。以上是给大家参考的。
参考文献
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[2]商福恭主编，《怎样快速查找电气故障》．中国电力出版社．2008年
[3]苗玲玉主编．《电气控制技术》机械工业出版社.2008年
[4]徐国和主编．《电工学与工业电子学》，高等教育出版社.2005午
常用三相异步电动机的缺相 保护方法 作者李小安 随着我国经济的飞速发展，社会生产的工业化程度的进一步增强，电动机在工农业生产中的应用越来越广泛。尤其是普通三相异步电动机，由于其输出功率大，运行稳定，控

制简单，使用方便，在工厂企业中得到大量应用。几乎所有的
拖动装置，尤其是泵类和风机类的负载中，更离不开电动机，对电动机的要求也越来越高。
为此，本文针对常用的小型三相异步鼠笼式感应电动机的缺相，提出一种简单有效的保护方法。
1.　设置保护的目的
在小型三相异步鼠笼式感应电动机的运行中，由于种种原因，如：三相电源的熔断器中有一相熔断，或者接触器触点烧损等造成一相接触不良，或由安装维护及大风天气等原因造成一相断线，都会造成三相电动机缺相运行。若发现不及时，时间稍长便会烧毁电动机，造成设备损坏，影响生产的连续性，给工农业生产造成重大损失。
为了保障小型三相异步鼠笼式感应电动机的安全运行，使其在发生缺相运行时能及时停止电动机的运行，避免造成电动机烧毁事故，一般重要电动机都装有各种保护装置，尤其是缺相保护。
2.　基本原理
目前的三相异步鼠笼式感应电动机缺相保护电路，大部分是采用微机保护或者是电子式保护装置。这类保护器存在有：元件较多，线路复杂，工作可靠性不高，热稳定性差等缺陷，当其自身出现问题时，往往会工作失常而失去保护作用，造成电动机的保护失灵或损毁，对生产造成不利影响。
本文介绍的保护器具有结构简单，所用的元件少，工作可靠，基本不需维护等特点。同时还可以在一定程度上，起到无功补偿的作用。
该保护器的基本原理为：当三相负载平衡，其中性点的电位很低，基本相当于地电位。而当三相电源缺相时，中性点电位会升高至相电压。
利用这一特点，通过对三相异步鼠笼式感应电动机电源的供电情况
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3.　接线说明
用三个电容器接成星形接法，电容器的三个引出端子分别接A、B、C三相电源，中性点（也就是三个电容器的公共连接端）接在另一个小型的中间继电器线圈的一端，线圈另一端接地。再将这个小型中间继电器的常闭接点，串接在受保护的三相异步鼠笼式感应电动机的主交流接触器的控制回路中。
当三相异步鼠笼式感应电动机的主电源中A、B、C任一相断开时，中性点电位升高为相电压，小型中间继电器的电动作，使交流接触器的控制回路断开，切断受保护三相异步鼠笼式感应电动机的主电源。这样就保护了三相异步鼠笼式感应电动机不会因为缺相而损毁。
本方法中所使用的电容器，容量不必选得过大，主要是

耐压要足够高即可。
选择电容器的耐压值时，要注意应以三相异步鼠笼式感应电动机的主电源交流电压的峰值为参考，并考虑保留一定的系数。
如果同时还想提高三相异步鼠笼式感应电动机的功率因数，可以在选择电容器容量时，结合受保护的三相异步鼠笼式感应电动机的功率和功率因数，选择适当的电容值，使保护装置同时起到无功补偿的作用。
小型中间继电器的选择，主要是考虑其线圈的额定工作电压，应能满足实际的最高电压的要求。
以上主要是针对常用的低压三相异步鼠笼式感应电动机而考虑的。对于高压电动机，一般属于大型设备，其保护装置比较完善，这里不再赘述。
通过试验表明：这种保护装置接线简单，易于实现，可用于多种常用的小型三相异步鼠笼式感应电动机，以及其他类似的需要缺相保护的场所。安装时可直接和控制回路一起安装，基本不占用空间，但要保证安全距离。
另外，也可根据需要，利用电压继电器的常开接点加装报警装置，方便运行的监测和管理。