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剖析一款电动机缺相保护电路

来源:-- 作者:-- 浏览:462

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摘要: 图1是一款电动机缺相保护电路,设计初衷是:如果电源A或B缺失,KM失电,接触器KM切断电源。如果C相电源缺失,电压继电器KQ线圈失电,常开触点KQ断开,切断KM线圈电流,接触器KM三相触头也切断电源。似乎只要缺任意一相电源.KM将自动跳闸。   其实,该设计忽视了缺电源的一相绕组中的感应电压(相量图中的电压NBl)的存在,使得缺相电流过载时接触器KM不会跳闸

  图1是一款电动机缺相保护电路,设计初衷是:如果电源A或B缺失,KM失电,接触器KM切断电源。如果C相电源缺失,电压继电器KQ线圈失电,常开触点KQ断开,切断KM线圈电流,接触器KM三相触头也切断电源。似乎只要缺任意一相电源.KM将自动跳闸。

电动机缺相保护电路

 

 

  其实,该设计忽视了缺电源的一相绕组中的感应电压(相量图中的电压NBl)的存在,使得缺相电流过载时接触器KM不会跳闸。

  设该电源相电压为Ux,电机绕组是“星接”,缺B(A或C同样)相电源电压且电动机不堵转时,理论和试验指出,电动机B相绕组Bl端与电源的霉线间仍然有一个感应电压AU。感应电压来自电机内部旋转磁场切割该绕组,该电压比电源B相电压Ux略低,且该电压的相位与B相同相。故电机缺B相时的电压相量图如图2(电机“角接”缺一相也类似)。

  令K=△U/Ux。电动机空载时的K值通常在0.85左右,电机重载致电流过载时,K值下降到0.6左右,AU是定子电流在其每相绕组中的直流电阻、漏电抗上的电压损失。根据相量图2及三角学的余弦定理:

  UAB1Q与电源线电压(KM线圈的额定吸合电压Ue)之比为:

  查阅接触器的技术资料可知,其释放电压约为其吸合电压Ue(此处应为电源的额定线电压)的0.75~0.2倍(返回系数),可见,缺相轻载时,因KM的端电压仍然有0.924Ue,接触器触头不会断开。缺相重载时,KM的端电压也仍然有0.81Ue,接触器触头也不会断开,保护电路都拒绝动作。

  如果缺C相电源电压,电动机C相绕组电压比电源相电压低△U。继电器KQ的额定吸台电压Ue即为电源的额定相电压。在电机轻载时KQ实际电压仍然有0.85Ue,重载时C相绕组与电源零线间的电压在电机轻载时仍然有0.6Ue。当选用一般电压继电器时,其释放电压可低到0.5Ue,这样,即使重载时,接在C相与零线间的电压继电器线圈KQ将仍然吸合,保护电路也拒绝动作。

  因此除非通过试验,精确地调整电压继电器KQ的释放电压,并同时选择高返回系数的接触器,否则,缺相保护器将失去保护作用。

  顺便补充:由三只等值阻抗得到“人为中性点”,利用“人为中性点M”与“电源零线N”间的零序电压,判别是否存在缺相危险的电路中,“人为中性点”与电源零线间的开路霉序电压UMNK计算参见图2、图3及图4,由三相电路理论得:

  注意UA、UB1、Uc均为相量。

  当电机缺相不堵转并电流过载时,UMNKZ(l-0.6)Ux/3=29(V)左右。

  当电机缺相不堵转并电流轻载时,UMNKQ=(l-0.85)Ux/3=11(V)左右。

  显然,控制器应该在电机轻载时,即UMNKQ=ll(V)左右时切断电源才比较合理。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67