如何进行电机缺相保护电路设计

在铁路信号设备中有很多地方用到三相电机,如驼峰空压机、提速道岔电动转辙机等。在生生活中常用三相电机来，缺相运行导致电机烧毁的重要原因之一。三相电机工作时必须有可靠的三相电源,如果缺相,很容易烧坏电机绕阻。本词条将分享四中电机缺相保护电路的原理与电路图，供广大工程师参考使用。

一、电动机缺相保护器电路原理

在A、B、C三相中均串入LSE器件。当三相电力线均完好时，LSE的④脚输出高电平，此时继电器J1、J2、J3均处于吸合状态，从而使三相交流接触器CJ吸合，其触点CJ1、CJ2、CJ3自保，电动机M正常工作。如果A、B、C三相电源中有任意一相断开，将导致其中一只LSE的①、②脚间呈断开状态，相应的LSE器件上的④脚就会变为低电平，其继电器J就会释放。由于其触点j1、j2、j3在CJ的回路中呈与门的逻辑关系，故只要其中的任一只触点断开，均会导致CJ断电释放，从而使得CJ1、CJ2、CJ3触点全部断开，保护了电动机M。电路中设置了12V直流电源，是使该电路万无一失。

二、简单的电机缺相保护电路

1、工作原理

缺相保护电路如图中的虚线框内所示，从三相线路中，每相通过电容各引出一根线，并接在一点，形成人为的中性点，线路正常时，中性点电压为零.如果某一相开路，则中性点电压升高，其与N线构成的桥式整流电路有电压输出，经电容C4滤波后，使中间继电器KA吸合，KA有一组常闭触点串接在原来的接触器线圈回路中。KA吸台后，其常闭触点断开，接触器KM失电，电机停止工作，起到了保护作用。与此同时，指示灯HL发光，提示维修人员是缺相保护动作，加快维修人员检查和排除故障的速度。

2、元器件选择

C1 -C3：油浸纸电容器，1.5 l,F/630V;

VD1 -VD5:整流二极管，1N4007;

C4：电解电容器120pF/SOV;

KA：DC24V小型中间继电暑忍;

HL：24V的指示灯;

QF:空气断路器，根据电机容量大小选择;

KM：交流接触器，根据电机容量大小选择，线圈额定电压AC220V;

FR：热继电器，根据电机容量大小选择。

3、注意事项

(1).本装置的整流部分利用到系统的中性线(N线)，所以要求系统三相负荷比较平衡才行，如果因系统三相负荷不均致使中性线电压升高，会造成装置的误动作。

(2).本电路中从三相电源中的取出点应尽量靠近电机一侧，最起码也应接在接触器的出线侧，因为接触器触头接触不良也是断相的常见现象。

(3).现在很多中间继电器上线圈本身就带有续流二极管(如欧姆龙继电器)，则可省去二极管VD5

三、三相电机简易缺相保护电路

该电路简单可靠、组件易购、成本低，能有效保护三相用电设备。工作原理台上三相空气开关，中间继电器吸合。按下K2常开按钮，K2自锁，交流接触器K合上如果A相因故障缺相，则K线圈失电，而交流接触器K断开。若B相或C相缺相，则中间继电器J和交流接触器K的线圈同日十失电，而J和K同时断开，起双重保护作用。 元件选择 J为中间继电器，K为交流接触器，线圈电压均为380V，交流接触器大小由负载而定。

四、采用电流检测法的三相电机缺相保护电路

电路原理

如图1所示,电路采用直流24 V电源为继电器J供电,该电源经电阻分压和稳压管稳压后,产生12 V电压为其他电路供电,运算放大集成电路LM324被接成电压比较放大电路,电流互感器T1、T2、T3检测三相电机工作电流大小。三相电源正常时, 3个比较放大器同相输入端电压低于反相输入端电压,其输出端均为低电平, H点电位为零,三极管V1、V2截止,继电器为落下状态;当三相电机电路中缺一相时,两相供电,工作电流将升高很多,对应的互感器二次侧感应电流升高,经二极管整流、电容滤波、电位器分压后,加到比较放大器同相输入端的电压升高,当超过反相输入端的电压时,除缺相外的2个比较放大器输出高电平,经D4~D6组成的或门电路使H点为高电平,再经电阻R4分压加在V1基极,使三极管V1、V2导通,时间继电器得电,延时3 s吸起自闭,接通报警电路报警,同时切断电机供电电路,保护电机不被损坏。采用JSBXC-850继电器延时3 s吸起,是为了防止电机启动时电流大而误动保护电路。故障排除后,按动复位开关K,电路恢复正常。

电路调试

三相电机功率大小决定工作电流的大小,用0.8 kW的自来水增压电机进行试验,采用电流互感器。为了保证安全,互感器二次侧的一个输出端接地,调节RD4使反相输入端为4 V,逆时针调节RD1、RD2、RD3为最低端,接通电机电源,电机运转正常后,再分别调节RD1、RD2、RD3,使各比较放大器同相输入端电压为3 V左右(此值可以根据电机正常工作电流的最大值设定),这时电机启动和运转应仍能正常工作。人为将电机供电电源断开一相,使电机缺相运转, 3 s后时间继电器应能吸起报警,并切断电机供电电路,起到保护作用。

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