基於三相異步電機缺相運行的電路保護設計
發布時間:2012-12-05 責任編輯:sherryyu
【導讀】三相異步電機是將電能轉換成機械能,但是在運行中會因為各種原因造成破壞,這些損壞有超載、機械磨損、維護措施不當及運行中缺相等,隨著它的廣泛應用,解決這些問題成為當務之急,如何設計缺相運行時的保護電路呢?
quexiangshibaohudianlubunengxunsudongzuoqieduandianyuanerzaochengdianjisunhuaizhanhendabili,juyouguanziliaotongji,sanxiangyibudiandongjidequexiangyunxingzhansanxiangyibudiandongjisuoyouguzhangde70%,quexiangyunxinghuishidiandongjiraozuyanzhongfare,pohuaidianjijueyuan,yizhiyushaohuidianji,yingxiangshengchan,shenzhizaochengshigu。weifangzhisanxiangyibudiandongjiyinquexiangyunxing,tongguoduisanxiangyibudiandongjichangjianguzhang——quexiangyunxingdediancixianxiangjichanshengdeweihaifenxi,shejilequexiangyunxingdebaohudianlu,kefulechuantongjixieshibaohudianludebuzu,quebaolesanxiangyibudianjideanquanyunxing。
1、產chan生sheng缺que相xiang運yun行xing的de原yuan因yin對dui於yu三san相xiang異yi步bu電dian動dong機ji,其qi正zheng常chang運yun行xing時shi必bi須xu采cai用yong三san相xiang供gong電dian,缺que相xiang是shi其qi正zheng常chang運yun行xing的de大da忌ji。電dian動dong機ji缺que相xiang主zhu要yao有you以yi下xia幾ji種zhong情qing況kuang。
1) 電源缺相:由於供電路故障,電源在到電機保護線路前,已少一相或兩相,它可造成電機無法啟動或啟動運轉異常;三相熔斷器中的一相熔體被燒斷。
2)保護線路造成缺相:保護線路中的接觸器、繼電器觸點氧化,引起接觸不良,造成缺相。3)接線端子觸點氧化造成接觸不良:電機定子三相繞組中一相繞組斷開,從而造成電機運行缺相。
4)電纜斷線。
2、三相異步電動機缺相運行狀態的電磁分析

圖1是三相異步電動機定子繞組,其中(a)為星型接法缺相運行的接線圖,(b)weisanjiaoxingjiefaquexiangyunxingdejiexiantu。cishijietongdianyuanhou,liujingdingziraozudeshidanxiangdianliu,tamendexiangweixiangtong,zaiqixizhongzhinengjianlimaizhencichang,gudianjiwuqidongzhuanju,hezhahoudianjibuzhuandongbingbanyouwengwengsheng,cishidianliuhenda,ruguobujishiduankaidianyuan,zeyoukenengshaohuidianji。sanxiangyibudiandongjichuxianquexiangyunxingshi,zaiqixizhongjianlideshimaizhencichang,qibiaodashiwei:

式(1)表明:一個脈振磁動勢可分解為兩個幅值相等、轉速相同、轉向相反的兩個旋轉磁動勢,這樣便可畫出三相異步電動機缺相運行時的機械特性(圖2)

由圖2可見,1)當n=0時,T=0(+為電磁轉矩),即無啟動轉矩,這是由於正轉磁場和反轉磁場產生的轉矩大小相等、方向相反,彼此抵消所造成的。2)三相異步電動機缺相運行時,正向磁場f+產生的T+為拖動轉矩,而反向磁場f-產生的T-則為製動轉矩,使過載能力降低,在同一負載下,轉速下降,電流增加,而電流增加勢必使繞組發熱,這樣對電機運行極為不利。
3、缺相保護電路的設計
電(dian)動(dong)機(ji)處(chu)於(yu)缺(que)相(xiang)時(shi)無(wu)啟(qi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju),電(dian)機(ji)不(bu)能(neng)轉(zhuan)動(dong),容(rong)易(yi)被(bei)發(fa)現(xian),而(er)當(dang)電(dian)動(dong)機(ji)在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)發(fa)生(sheng)缺(que)相(xiang)時(shi),常(chang)常(chang)不(bu)易(yi)被(bei)發(fa)現(xian),以(yi)致(zhi)產(chan)生(sheng)過(guo)流(liu),將(jiang)電(dian)機(ji)燒(shao)壞(huai),因(yin)而(er)研(yan)製(zhi)一(yi)種(zhong)高(gao)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)動(dong)機(ji)運(yun)行(xing)缺(que)相(xiang)保(bao)護(hu)裝(zhuang)置(zhi)非(fei)常(chang)必(bi)要(yao)。
傳統的缺相保護電路完全由繼電器、接jie觸chu器qi構gou成cheng,線xian路lu複fu雜za,體ti積ji較jiao大da且qie可ke靠kao性xing差cha,用yong戶hu使shi用yong一yi段duan時shi間jian後hou,由you於yu線xian路lu故gu障zhang需xu多duo次ci維wei修xiu,甚shen至zhi因yin維wei修xiu困kun難nan而er棄qi之zhi不bu用yong,而er且qie維wei修xiu成cheng本ben也ye較jiao高gao,根gen據ju多duo年nian的de實shi踐jian,反fan複fu嚐chang試shi,研yan製zhi出chu新xin型xing三san相xiang異yi步bu電dian動dong機ji缺que相xiang運yun行xing保bao護hu電dian路lu(圖3)。

保護電路動作的原理如下。
1)起動時,首先閉合K1,此時按下起動開關K2,如L1無電(L1缺相),電機無法起動,且無任何響動。如果L2或L3缺相,電機無法正常運行,因為K2為按鈕開關,僅在起動時起作用,工作人員不可能按K2很長時間,如缺相,隻要放開按鈕,電動機停止供電。
2) 電機在運行中,保護電路從電機接線端子提取各相供電信號,經T1、T2、T3降壓,D1、D2、D3及C1、C2、C3整流濾波加到各自的穩壓電路,此時電路已將三相交流變成三個邏輯信號並進入三輸入與非門電路4012,在圖3中,![]()
在式(2)中當L1有電時,A的邏輯值為1,L1無電,A的邏輯值為0;當L2有電時,B的邏輯值為1,L2無電,B的邏輯值為0;當L3有電時,C的邏輯值為1,L3無電,C的,邏輯值為0。根據式(2)隻有A=B=C=1時,Y=0,T飽和導通,K4吸合,電機正常運行。當任意一相失電時,式(2)中,Y=1,而Y=1時,T截止,K4閉合,KM主接觸器斷開,三相異步電動機供電電路全部斷開,電機立即停止工作。
4、結語
通過現場運行觀察及對比,采用本設計的保護線路,製作或購置成本低,當電機在運行中發生缺相時,保護電路動作可靠、反應靈敏、接線簡單,而且後期維護費用極少。
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