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。本文将分享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,1.5l,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
1、电路原理
如图所示,电路采用直流24v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12v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3s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3s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。
2、电路调试
三相电机功率大小决定工作电流的大小,用0.8kw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4v,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3v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,3s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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四款电机缺相保护电路的原理与电路图
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