三相交流異步電動機電路保護(hù)介紹
短路保護(hù)
短路是由于絕緣損壞、接線錯誤等原因?qū)е码娏鲝姆钦Ｂ窂搅鬟^的現(xiàn)象。瞬時短路電流可能達(dá)到電機額定電流的幾十倍甚至上百倍，如果不能及時切斷電源，則有可能造成電機不可修復(fù)的損壞，還有可能導(dǎo)致觸電、火災(zāi)等危險。
短路保護(hù)應(yīng)該滿足以下要求：一是必須在很短的時間內(nèi)切斷電源；二是當(dāng)電機正常啟動、制動時，保護(hù)裝置不應(yīng)誤動作。
常用的短路保護(hù)裝置有熔斷器和斷路器。
過流保護(hù)
過電流是指電動機的工作電流超過其額定值，如果時間久了，就會使電機過熱損壞電機，因此需要采取保護(hù)措施。
過電流時，電流仍由正常路徑流通，其值比短路電流值要小。過電流一般是由于負(fù)載過大或是啟動不正確。為了避免影響電動機正常工作，過電流保護(hù)動作值應(yīng)該比正常啟動電流略大一些。
過電流保護(hù)也要求保護(hù)裝置能瞬時動作。過電流保護(hù)一般采用過電流繼電器。
過載保護(hù)
電動機過載是指其工作電流超過額定值使繞組過熱。引起過載的原因很多，如負(fù)載的突然增加、電源電壓降低、電動機軸承磨損等。
過載與過流類似，但也有差別。主要的不同在于動作效應(yīng)的不同。過電流是由電磁效應(yīng)來引發(fā)保護(hù)裝置動作，針對電流的瞬時大??；而過載保護(hù)則是由電流的熱效應(yīng)，即電流對時間的累積結(jié)果來引發(fā)保護(hù)裝置動作。一般情況下同一電路中，過載保護(hù)動作電流值要比過電流小，而這兩者又均比上面提到的短路保護(hù)動作電流值小。值得注意的是，短路保護(hù)、過電流保護(hù)和過載保護(hù)是不能互相代替的。
過載保護(hù)應(yīng)采用熱繼電器或電動機保護(hù)器作為保護(hù)元件。
失壓保護(hù)
如果電動機在正常工作時突然掉電，那么在電源電壓恢復(fù)時，就可能自行啟動，造成人身事故或機械設(shè)備損壞。為防止電壓恢復(fù)時電動機的自行啟動或電器元件自行投入工作而設(shè)置的保護(hù)，稱為失壓保護(hù)。采用接觸器和按鈕控制電動機的啟動制動就具有失壓保護(hù)功能。如果正常工作中電網(wǎng)電壓消失，接觸器會自動釋放而切斷電動機電源。
欠壓保護(hù)
電動機或電器元件在有些應(yīng)用場合，當(dāng)電網(wǎng)電壓降到額定電壓的60%－80%時，就要求能自動切除電源而停止工作，這種保護(hù)稱為欠電壓保護(hù)。電動機在電網(wǎng)電壓降低時，其轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩都將降低甚至堵轉(zhuǎn)。在負(fù)載一定的情況下，一方面電動機電流增大，而其增加副度還不足以使熔斷器和熱繼電器動作，因此必須要采取欠壓保護(hù)措施。
除了利用接觸器本身的欠電壓保護(hù)作用之外，還可以采用低壓斷路器或?qū)ｉT的電磁式電壓繼電器來進(jìn)行欠電壓保護(hù)，其方法是將電壓繼電器線圈跨接在電源上，其動合觸頭串接在接觸器控制回路中。當(dāng)電網(wǎng)電壓低于指定值時，電壓繼電器動作使接觸器釋放。
過壓保護(hù)
當(dāng)由于某種原因使得電動機電源電壓超過其額定值時，電動機的定子電流增大，使電動機發(fā)熱增多，時間久了就會造成電動機損壞。如果電壓比額定值高很多，則電動機定子電流就會超出額定值許多而可能燒壞電機。因此，需要進(jìn)行過電壓保護(hù)。
最常見的過電壓保護(hù)裝置是過電壓繼電器。電源電壓一旦過高，過電壓繼電器的常閉觸頭就立即動作，從而控制接觸器及時斷開電源。過電壓繼電器的動作電壓整定值一般可為電動機額定電壓的1.05－1.2倍。
斷相保護(hù)
異步電動機在正常運行時，如果電源任一相突然斷路，電動機就處于斷相運行。此時電動機實際上是在單相電源下運行，電動機定子電流會增大，轉(zhuǎn)速要下降甚至?xí)罗D(zhuǎn)，時間一長就會燒壞電機。實踐表明，斷相運行是使電動機損壞的主要原因之一，因此應(yīng)進(jìn)行斷相保護(hù)。
引起電動機斷相運行的原因很多，如熔斷器一相熔體燒斷，電動機繞組一相斷路、一相接觸不良或松脫，電源一相線路斷開等，其中尤以熔斷器一相燒斷的情況最為常見。斷相運行時，線路電流和電動機繞組連接因斷相形式不同而不同；電動機負(fù)載越大，故障電流也越大。斷相運行時，通?？梢愿鶕?jù)電流或電壓發(fā)生的變化特征檢測出斷相信號來構(gòu)成斷相保護(hù)裝置。
斷相保護(hù)有很多方法，如下：
1） 用帶斷相保護(hù)的熱繼電器
2） 采用電壓繼電器
3） 采用欠電流繼電器
4） 斷絲電壓保護(hù)
5） 采用專門為斷相運行而設(shè)計的斷相保護(hù)繼電器
相序保護(hù)
一般情況下，電動機工作的接線順序是有規(guī)定的，如果由于某種原因，導(dǎo)致相序發(fā)生錯亂，電動機將無法正常工作甚至損壞。相序保護(hù)就是為了防止這類事故發(fā)
實用斷相相序保護(hù)器的工作原理圖
實用斷相相序保護(hù)器的工作原理圖
生。
相序保護(hù)可采用相序繼電器，當(dāng)電路中相序與指定相序不符時，相序繼電器將觸發(fā)動作，切斷控制電路的電源從而達(dá)到切斷電動機電源、保護(hù)電動機的目的。
工作原理：
由電阻R1～R3、電容C1和氖泡NB組成三相交流電相序檢測電路。由于C1的移相作用，當(dāng)電源按圖中A、B、C相序接入時，氖泡發(fā)光，而逆相序如A、C、B接入時，氖泡則不亮。當(dāng)按下啟動按鈕QA時，交流電經(jīng)C2降壓、VD1和VD2整流、DW穩(wěn)壓及C3濾波后得到12V直流電壓，加在由繼電器K、光敏電阻CDS和開關(guān)管V組成的保護(hù)執(zhí)行電路上。如果此時相序為A、B、C順序，則氖泡發(fā)光，與氖泡封裝在一起的CDS受光照后呈現(xiàn)很低的阻抗，V便得到基極偏流而導(dǎo)通，K吸合，K1接通交流接觸器C的控制回路，C吸合，電動機啟動運轉(zhuǎn)。反之，如為逆相序，則氖泡不亮，K不吸合，K1斷開，電動機便不能被啟動。由此而達(dá)到保護(hù)目的。
溫度保護(hù)
在電動機電流沒有超過額定值時，由于通風(fēng)不良、環(huán)境溫度過高、啟動次數(shù)過于頻繁等原因，電動機也會過熱。這種情況下用以上的過流保護(hù)或過載保護(hù)都不能解決問題，因此需要直接反映溫度變化的熱保護(hù)器。
溫度保護(hù)通常可采用溫度繼電器。溫度繼電器主要有雙金屬片和熱敏電阻式兩種，它們都被直接埋置在發(fā)熱部位。
溫度保護(hù)與過載保護(hù)都是利用溫度來觸發(fā)保護(hù)，但并不完全相同。過載保護(hù)是因為電流長時間超出額定值使得繼電器升溫觸發(fā)保護(hù)；而溫度保護(hù)是由于散熱不良，環(huán)境溫度過高等因素使得電機過熱從而觸發(fā)保護(hù)。溫度保護(hù)被觸發(fā)時，電動機中的電流值有可能是正常的，因此過載保護(hù)不一定會起作用。溫度保護(hù)與過載保護(hù)也是不能互相替代的。
漏電保護(hù)
為了防止直接接觸電擊事故和間接接觸電擊事故，防止電氣線路或電氣設(shè)備接地故障引起電氣火災(zāi)和電氣設(shè)備損壞事故，低壓配電系統(tǒng)應(yīng)該具有漏電保護(hù)裝置。
漏電保護(hù)根據(jù)工作零線是否穿過電流感應(yīng)器，分為零序電流保護(hù)和剩余電流保護(hù)。零序電流保護(hù)與剩余電流保護(hù)的基本原理都是基于基爾霍夫電流定律：流入電路中任一節(jié)點的復(fù)電流的代數(shù)和等于零。不同之處是，零序電流保護(hù)檢測的是各相線中電流的矢量和，而剩余電流保護(hù)檢測的是各相線還有零線中的電流矢量和。
理論上來說，三相線負(fù)載平衡且電路正常工作的情況下，各相線電流矢量和應(yīng)該為零。但是在實際的產(chǎn)品制造中，由于生產(chǎn)工藝、使用條件及電源品質(zhì)等因素的制約，理想的三相完全平衡的負(fù)載不大可能存在，其三相電流的矢量和不為零而且很容易達(dá)到漏電保護(hù)器的動作電流值例如30mA。因此，“負(fù)載三相平衡”這個概念只具理論意義  。