三相電動(dòng)機(jī)缺相保護(hù)電路的工作原理
缺相保護(hù)原理圖
原理:運(yùn)行中的三相380伏電動(dòng)機(jī)缺一相電源后,變成兩相運(yùn)行,如果運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則有燒毀電動(dòng)機(jī)的可能。為了防止缺相運(yùn)行燒毀電動(dòng)機(jī),可以采用多種保護(hù)方案。下圖為一種三相電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)電路,當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)發(fā)生斷相后三相電壓不平衡,橋式整流則有電壓輸出,當(dāng)輸出的直流電壓達(dá)到中間繼電器KA動(dòng)作值時(shí),KA動(dòng)作,于是與自鎖觸點(diǎn)串聯(lián)的常閉觸點(diǎn)斷開,使KM線圈斷電其主觸頭全部釋放,電動(dòng)機(jī)停止。
斷相保護(hù)器
又稱電機(jī)斷相保護(hù)器或者電源源相保護(hù)器,一般多用在三相電機(jī)電路上,如果缺少一路電,電機(jī)扭力會(huì)變小,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會(huì)下降,從而導(dǎo)致其它兩路電流增大,燒毀電機(jī)繞組,其原理就是通過(guò)不同手段,對(duì)三相電進(jìn)行監(jiān)控,如有斷路情況,就會(huì)自動(dòng)切斷電源,避免燒毀繞組,由于科技發(fā)展迅速,斷相保護(hù)器的類型,有通過(guò)監(jiān)測(cè)各路電壓控制通斷的,有監(jiān)測(cè)各路電流進(jìn)行控制的。
檢測(cè)電壓來(lái)控制的
這種檢測(cè)電壓來(lái)控制的又可以稱呼為三相電源監(jiān)視器、相序保護(hù)器、過(guò)欠壓保護(hù)器等)主要用于交流50/60Hz,額定電壓460V以下,工業(yè)三相220V、380V、440V、460V等電壓級(jí)別的各種故障檢測(cè),對(duì)三相輸入電源的電壓過(guò)高、電壓過(guò)低、缺相、斷相、逆相(相序)、三相電壓不平衡等提供繼電保護(hù),產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于配電箱、中央空調(diào)機(jī)組、電控箱、配電柜、起重機(jī)等,如中央空調(diào)壓縮機(jī)保護(hù),各種電梯的電源監(jiān)視,水泵、油泵防缺相、逆相保護(hù)等,是工業(yè)設(shè)備運(yùn)行中維護(hù)設(shè)備工作電壓正常的不可缺少的保護(hù)產(chǎn)品。
檢測(cè)電流來(lái)控制的
這種檢測(cè)電流來(lái)控制的又可以稱呼為斷相繼電器,過(guò)載繼電器,過(guò)流保護(hù)繼電器等,根據(jù)功能又可稱呼電機(jī)保護(hù)器,壓縮機(jī)保護(hù)器等,用于交流45~60Hz,電壓24V至380V的供電電路中與交流接觸器等開關(guān)電器組成電動(dòng)機(jī)的控制電路。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的主電路出現(xiàn)斷相、過(guò)載、三相不平衡等非正常工作狀態(tài)時(shí),保護(hù)器能夠及時(shí)分?jǐn)嚅_關(guān)電器的觸頭,斷開電動(dòng)機(jī)的三相電源,快速可靠地保護(hù)電動(dòng)機(jī)。保護(hù)器采用穿芯式電流取樣檢測(cè)技術(shù),可控硅輸出,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、工作可靠,并且具有無(wú)功耗、壽命長(zhǎng)、動(dòng)作時(shí)無(wú)電弧產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn),是理想的用于電動(dòng)機(jī)保護(hù)的電器產(chǎn)品。
對(duì)線圈工作電壓為380V的交流接觸器而言,線圈只能接在三相火線中的任意兩相上。如果這兩相中的任意一相斷路,接觸器線圈就會(huì)失電釋放,切斷電動(dòng)機(jī)的工作電源。但是,如果斷路發(fā)生在這兩相以外的另一相,則交流接觸器仍將繼續(xù)工作,造成電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)使電動(dòng)機(jī)燒毀。如果采用缺相保護(hù)電路,則可防止這種事故的發(fā)生。三相電動(dòng)機(jī)缺相保護(hù)電路如圖13-14所示。
圖13-14 三相電動(dòng)機(jī)缺相保護(hù)電路
電路工作原理合上電源開關(guān)QF,按下按鈕SB1,交流接觸器KM的線圈得電吸合,其主觸頭閉合,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行。電流互感器 TA 有感應(yīng)信號(hào)輸出,雙向晶閘管 VS 被觸發(fā)導(dǎo)通,起到接觸器輔助接點(diǎn)自鎖的作用。松開SB1后,接觸器KM仍保持吸合,電動(dòng)機(jī)M繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)三相交流電源中的L3相斷路時(shí),晶閘管失去觸發(fā)信號(hào)而關(guān)斷,KM線圈失電,電動(dòng)機(jī)M的工作電源被切斷,實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)。如果是L1相或是L2相斷路,則接觸器KM的線圈將失去工作條件,導(dǎo)致KM線圈失電而跳閘,完成缺相保護(hù)的任務(wù)。
對(duì)于使用三相交流電的用電設(shè)備,一個(gè)最基本的可靠性保護(hù)功能就是三相輸入缺相檢測(cè)功能,當(dāng)三相輸入中任何一相電壓缺相時(shí),該電路模塊輸出缺相告警信號(hào)。通過(guò)對(duì)告警信號(hào)的處理,保證了對(duì)用電設(shè)備的安全保護(hù)。
1、電路原理圖
原理圖如圖1所示:

三相缺相檢測(cè)電路的原理分析
2、工作原理
其工作原理如下:
當(dāng)三相輸入電壓正常時(shí),其三相輸入相電壓波形如圖2所示,為便于分析,將一個(gè)電源周期分為6等份,如圖2所示T1、T2、T3、T4、T5、T6。在這六個(gè)區(qū)間,三相電源之間的關(guān)系如表1所示:

三相缺相檢測(cè)電路的原理分析

三相缺相檢測(cè)電路的原理分析
在區(qū)間T1內(nèi),UA》UC》UB ,A相電壓最大,B相電壓最小,因此,在圖1中的
光藕D1和二極管VD5導(dǎo)通,此時(shí),控制信號(hào)UC為低電平,當(dāng)時(shí)間從T1進(jìn)入T2區(qū)間時(shí),UA》UB》UC ,A相電壓最大,C相電壓最小,因此,在圖1中的
光藕D1和二極管VD4導(dǎo)通,控制信號(hào)UC為低電平,如此類推,在區(qū)間T3、T4、T5、T6時(shí),控制信號(hào)UC均為低電平,所以,在一個(gè)電源周期內(nèi),控制信號(hào)UC為低電平,也就是說(shuō),當(dāng)三相輸入電壓正常時(shí)(不缺相),控制信號(hào)UC一直為低電平,從而使缺相告警信號(hào)PHFL為低電平,表示輸入正常。
當(dāng)三相輸入電壓缺相時(shí),其檢測(cè)電路波形圖如圖3所示,

三相缺相檢測(cè)電路的原理分析
由于缺C相時(shí),線電壓只有UAB一相,當(dāng)UAB在過(guò)零點(diǎn)附近時(shí),光藕D1不導(dǎo)通,
其余二個(gè)光藕也不導(dǎo)通,此時(shí),控制信號(hào)UC為高電平,從而使缺相告警信號(hào)PHFL為高電平,表示輸入缺相,送ECU處理。
3、電路設(shè)計(jì)說(shuō)明
(1) 控制信號(hào)CV的計(jì)算 圖1中,各點(diǎn)電壓說(shuō)明如下:
VA:光藕輸出;VB:電壓比較器LM339第4腳輸入;VC:三極管VT1基極控制信號(hào);VR:所有比較器的比較電壓基準(zhǔn)。
光藕TLP621GR的電流傳輸比CTR取最小值,即CTRMIN=100%。 電壓基準(zhǔn)VR為:

三相缺相檢測(cè)電路的原理分析
(2)充放電回路分析計(jì)算
充放電回路由電阻R9、R10、VT2、C10、C11組成。當(dāng)控制信號(hào)CV為高電平時(shí),三極管VT1、VT2導(dǎo)通,+15V電源通過(guò)電阻R9、R10給電容C10、C11,當(dāng)控制信號(hào)CV為低電平時(shí),三極管VT1、VT2截止,電容C10、C11通過(guò)電阻R9放電,顯然,BV實(shí)際上為一個(gè)直流電壓迭加一個(gè)脈動(dòng)信號(hào),只要BV的波不小于10.5V,則電壓比較器LM339的第2腳輸出就一直為低電平,缺相告警信號(hào)PHFL為高電平,表示三相輸入缺相。