本文列舉了造成三相異步電動(dòng)機(jī)斷相的原因，以與斷相對(duì)電動(dòng)機(jī)所造成的危害。在三相異步電動(dòng)的運(yùn)作故障中，由于斷相運(yùn)行而燒毀電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)象比例很大，本文分析了三相異步電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行的電氣參數(shù)，闡述了電源斷相保護(hù)、電源不對(duì)稱保護(hù)、三相電機(jī)電流不對(duì)稱保護(hù)等幾種方法和保護(hù)電路。關(guān)鍵詞：三相異步電動(dòng)機(jī);控制電路；斷相保護(hù)；三相對(duì)稱電流AbstractThisarticleliststhereasonsofLossofPhaseforthree-phaseasynchronousmotorandtheharmcausedbytheLossofPhase.ThephenomenonoftheburningofmotoraccountsforalargeproportionduetotheLossofPhaseinallfaultsofThree-phaseAsynchronousmotor.ThisarticleanalyzestheelectricalparameterswhileThree-phaseAsynchronousMotorisworkingataconditionofPhaselost,expoundsseveralmethodsandprotectioncircuitsofopen-phasepowerprotection,AsymmetricpowerprotectionandAsymmetriccurrentprotectionofthree-phasemotor.Keywords:Three-phaseasynchronousmotor;Controlcircuit;Open-phaseProtection;Symmetricalthree-phasecurrent目錄第一章前言1第二章三相異步電動(dòng)機(jī)斷相的原因與危害2第一節(jié)斷相原因2第二節(jié)斷相的危害22.2.1起動(dòng)前斷相2第三節(jié)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中斷相的運(yùn)行狀態(tài)分析3第三章斷相運(yùn)行電流的分析4第一節(jié)起動(dòng)前斷相4第四章三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)11第一節(jié)電源斷相保護(hù)12第二節(jié)三相電源不對(duì)稱與斷相保護(hù)13第三節(jié)電機(jī)電流不對(duì)稱與斷相保護(hù)14第四節(jié)保護(hù)器15結(jié)束語(yǔ)18辭19參考文獻(xiàn)21〖附錄1〗22第一章前言三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便，是當(dāng)前工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的電動(dòng)機(jī)，因此了解電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能、故障原因等極為重要。在生產(chǎn)過(guò)程中電動(dòng)機(jī)能否正常運(yùn)行直接影響生產(chǎn)效益，故對(duì)電動(dòng)機(jī)采取保護(hù)措施是必不可少的。然而造成三相電動(dòng)機(jī)損壞、燒毀的原因很多，其中斷相運(yùn)行（也稱缺相或單相運(yùn)行）是電動(dòng)機(jī)損壞的主要原因之一。本文就三相異步電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)進(jìn)行分析，并探討幾種斷相保護(hù)電路在實(shí)際中的應(yīng)用。目的和意義：本文主要是運(yùn)用電機(jī)學(xué)知識(shí)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)斷相進(jìn)行分析，從而得出斷相后與斷相前之間的電流關(guān)系，如果電流長(zhǎng)期過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)損毀。然后以三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)控制電路為例進(jìn)行分析，克服斷相不能被控制電路檢測(cè)的缺點(diǎn)，采用接觸器來(lái)控制，來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)能完成斷相控制的控制電路圖。此電路簡(jiǎn)捷，控制與時(shí)、精確，而且能減少更多的資金投入，使之運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)、生活中，避免更多的損失。第二章三相異步電動(dòng)機(jī)斷相的原因與危害第一節(jié)斷相原因三相異步電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行的原因很多，常見(jiàn)的情況有以下幾種：①氣候惡劣（如刮風(fēng),下雨，下雪等），造成電網(wǎng)一相電源斷線；②閘刀開(kāi)關(guān)上的熔體沒(méi)有擰緊，或擰得過(guò)緊（將熔體端頭壓斷），熔體出現(xiàn)浮接現(xiàn)象。此外，熔體選擇不當(dāng)，有一相熔體較細(xì)而熔斷（占比例最大）；③電動(dòng)機(jī)繞組引出線與接線端子之間一相松脫；④閘刀開(kāi)關(guān)、自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)、接觸器等開(kāi)關(guān)電器的一相觸頭損壞等；⑤電動(dòng)機(jī)定子繞組一相斷線等等［1］。將以上各種情況歸納為：電動(dòng)機(jī)外部電源斷相和電動(dòng)機(jī)部繞組斷線斷相兩種。第二節(jié)斷相的危害電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行是不允許的⑵。電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行對(duì)電動(dòng)機(jī)造成危害的有：起動(dòng)前斷相和運(yùn)行中斷相。2.2.1起動(dòng)前斷相起動(dòng)前斷相也就是三相異步電動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)電源斷一相。當(dāng)缺相發(fā)生在三相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前，那么接通電源后，由于定子無(wú)法形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)也就無(wú)法起動(dòng)，轉(zhuǎn)子左右擺動(dòng)，有強(qiáng)烈的“嗡嗡”聲。這時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組流過(guò)的電流是堵轉(zhuǎn)電流⑶，這個(gè)電流很大，電流約為工作電流的4?7倍，使電動(dòng)機(jī)繞組嚴(yán)重發(fā)熱，若保護(hù)裝置不動(dòng)作，時(shí)間一長(zhǎng)必會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)。2.2.2運(yùn)行中斷相缺相發(fā)生在三相異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行過(guò)程中，造成嚴(yán)重的三相電壓、三相電流不平衡，定子磁場(chǎng)由三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變?yōu)閱蜗嗝}振磁場(chǎng)⑷，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大大降低，只要負(fù)載轉(zhuǎn)矩允許電動(dòng)機(jī)仍能轉(zhuǎn)動(dòng)，但出力將大大降低，此時(shí)電動(dòng)機(jī)二相運(yùn)行的電流等于額定電流1.5?2倍，由于大電流長(zhǎng)時(shí)間在定子繞組中流動(dòng)，會(huì)使定子繞組過(guò)熱，以致燒毀。負(fù)載越大電動(dòng)機(jī)就越容易燒毀。綜上所述，電源斷相或繞組斷線，使電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行是不利的，所以應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行斷相保護(hù)，否則會(huì)造成電動(dòng)機(jī)過(guò)流過(guò)載而燒毀。2/26第三節(jié)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中斷相的運(yùn)行狀態(tài)分析電動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)斷相時(shí)，由于電流很大，一般保護(hù)裝置能實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，但是當(dāng)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，斷相問(wèn)題就復(fù)雜了⑸。在運(yùn)行中電源缺相，電源由三相變成了單相，定子磁場(chǎng)由三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)變成了單位相脈動(dòng)磁場(chǎng)，但這一單相脈動(dòng)磁場(chǎng)可分成兩個(gè)互為反向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)⑹。其中正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生一個(gè)正向轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，但這一轉(zhuǎn)矩比原來(lái)的電磁矩降低了許多，反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生了反向制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，它抵消了一部分正向轉(zhuǎn)矩，使本來(lái)就降低的電磁轉(zhuǎn)矩又降低了許多，故使電動(dòng)機(jī)的出力大為降低，如果負(fù)載不降低，電動(dòng)機(jī)的定子電流勢(shì)必增加，引起過(guò)熱，所以必須停止運(yùn)行，否則，可能燒毀電動(dòng)機(jī)。第三章斷相運(yùn)行電流的分析為了正確選擇斷相保護(hù)裝置，需要知道在斷相運(yùn)行狀態(tài)下，線電流與相電流的變化情況，現(xiàn)在我們來(lái)確定斷相運(yùn)行狀態(tài)下，線電流和相電流的相對(duì)值。第一節(jié)起動(dòng)前斷相三相供電導(dǎo)線之一在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前斷開(kāi)時(shí)，合閘后電動(dòng)機(jī)在單相電源上，電動(dòng)機(jī)定子線圈產(chǎn)生單相脈動(dòng)磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。.Y接電動(dòng)機(jī)一相電源或一相繞組斷開(kāi)，如圖1.廠*— 、/*Tli1.電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前斷相:a）正常起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流I：Iq=Ho…Zqb）斷相起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流IQ:Iaq=0，=i'Icq=I' =i'Icq=I' =Ibqux2ZQ2Zq'3U①

2ZqI—再*U①*2Zq=0.866IQ注：1）電機(jī)在斷相前后線電壓仍保持對(duì)稱，因此有U、=U；；2）電機(jī)在斷相前后每相繞xx組的阻抗值（模）不變，即|zq|」zq式中：u①-斷相前相電壓；Ux-斷相前線電壓；ux-斷相后線電壓;zq|-斷相前每相繞組的阻抗值（模）；|zq|-斷相后每相繞組的阻抗值（模）。對(duì)于一般低壓異步電動(dòng)機(jī)，Iq-（5~7）倍額定電流（IN），所以斷相后電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流IQ=IBQ=ICQ=（46）"。2.電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中斷相：a）正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率P：p二板3ix*ux*cos9*nb）斷相運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率P，：P=UX*IX*COS9*n假定斷相后電動(dòng)機(jī)的輸出功率、功率因數(shù)與效率均不變，即：p=p'；cos甲=cos甲'；n=n'而電壓：ux=ux；由上面關(guān)系則有：IX=1.732【X即IX=IB=IC=L732IX式中：ix-電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的線電流；IX-電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行時(shí)的線電流;cos。 -電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)；cos巾'-電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù);n-電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的效率；n'-電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行時(shí)的效率。當(dāng)負(fù)載率p:1)B=pP=100%時(shí)［IA=0IB=IC=1.732In .圖2等效電路如圖3.設(shè)每相繞組阻抗為|Z|/。，其中9為斷相后功率因數(shù)角。以線電壓uab為參考正弦量（斷相后線電壓仍對(duì)對(duì)稱）則有:5/26Uab=380/00(V),Uab=380V;UBC=380Z-1200(V),Ubc=380V;UCA=380Z1200(V),Ubc=380V;[，—3=-UCA=-380Z1200

A|Z|Z甲'|Z|Z甲' |Z|Z甲'I，=UBCB|Z|I，=UBCB|Z|Z甲’|牛甲，380Z-1200=津Z(-120-"

lZl由上面關(guān)系則有：ia=【B=%°由基爾霍夫電流定律：K+%+Ip=0則有:ABC? ? —380C=-(IA+IB)=-^-[/(-120+甲')°+/(-120-甲')°]上述關(guān)系其向量圖如圖4.上述關(guān)系其向量圖如圖4.由圖4由圖4可求得ia與ib夾角為600，于是可按圖5求Ic與Ia（ib）的數(shù)值關(guān)系，由余弦定可得.I，：r2+1，2 21，*I，*COS120。:J-c=a十■b 匕'aB、=\.：2I=\.：2IA2-2IA2*COS1200二%禮=3b1、電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)前斷相：a）正常起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流Iq:IQ二380*73zqIb）斷相后起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流:「_「—「—％—380—380Iq一Iaq一Ibq一町一網(wǎng)一網(wǎng)由上面關(guān)系則有：IAq—IBq—E*IQ牝0.58Iq；ICq=J3IAq—IQ .對(duì)于一般低壓異步電動(dòng)機(jī)，IQ-（5~7）倍額定電流（"），所以斷相后電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流：■iAq—iBq=0.58（5~7）in—（3~4）in—（5~7）%nICq=IQ=（5?7）IN2.電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中斷相：a）正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率P：Pf：3IX*380*COS9*nb）斷相運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率P，：p=（UAN*IA*COS應(yīng)+UBN*IB*COS9）*n—2UcA*IA*COS9*n=2*380*IA*COS9'*廿假定斷相后電動(dòng)機(jī)的輸出功率、功率因數(shù)與效率均不變，即:p=p'；cos甲一cos甲'；n=n3 3由上面關(guān)系則有：IA=IB=3板=0.866Ix=-1^IC=v3iA= *、3=1.5Ix當(dāng)：1)^=PPN=100%時(shí)］iA=iB-3頃二頃蛆IC=1.5IN l

2）片Ppn_67%時(shí)j【A=】B_2頃*67%_項(xiàng)二°?58【N【C_L5*67%上_】nI式中：氣-電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的相電流；％N-電動(dòng)機(jī)的額定相電流IN-電動(dòng)機(jī)的額定線電流三.△接電動(dòng)機(jī)電源一相斷開(kāi)，如圖6.甬6設(shè)每相繞組阻抗為|z|/V，其中。為斷相后功率因數(shù)角。以線電壓uab為參考正弦量（斷相后線電壓仍對(duì)對(duì)稱則有:,U=380/00（V）,BC?___一一一一I=I=-UBC=-380Z00二l^O瓦，ABCA2|Z|/V 2|Z|/V2\Z?r UBC 380Z0°_-380/,BC=移7=|Z|Z甲,—孑平,U 3*380Z00-3*380/,TOC\o"1-5"\h\zI'= BC = = Z0B|Z|ZV//2|Z|ZV 2|Z| 2|Z|由基爾霍夫電流定律：Ib+Ic=。由上面關(guān)系則有：iAb_iCa_2Z3一，， 3I—I— I ? 因此有? I —I — I —3I —3I1—A「 1 . : Ar —A「— —1 —31 —3I「BC2BC BC2BCABCA1.電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)前斷相：a）正常起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流a）正常起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流IQ:IQ一ZQb）斷相后起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流：IAq=0；VIbq=I' =VCQ380ZQ|〃2|ZQ3380_* 2|ZQ3380-*—2|Zq因此有：=I'q=」％=0.866Iq又由于Iq=(5?7)Inqq2QQQ N則有：VBq=VCq=（4?6）IN2.電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中斷相：a）正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率P：P^/3*Ix*COS9*nb）斷相運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出功率P':P'=380*IB*COSp'*n'假定斷相后電動(dòng)機(jī)的輸出功率、功率因數(shù)與效率均不變，即:p=p'；cos9=cos甲'；n=n'由上面關(guān)系則有：土=(31乂bXTOC\o"1-5"\h\z - 1 3因此有? I' 一I'一、：3I T -1' 一I' 一、I -i\o"CurrentDocument": 1 —vl—31;1 —11 1—bcxabca3b3xqV一2 ^/3I【BC=3【B vx=2Iqr當(dāng)：1)B=pP=100%時(shí)【B二【C=^IN=1.732In【Bc=2%n；【Ab=【Ca=%N2)片pPN=58%時(shí)【B=【C=In＜【Bc=L16%NJAb=【Ca=【巾n3)B=pP=50%時(shí)pB=【C=°.866In4【Bc=%N【Ab=【Ca=0.5%n式中：1^-電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的相電流；％N-電動(dòng)機(jī)的額定相電流;IN-電動(dòng)機(jī)的額定線電流。將上述不同負(fù)載率時(shí)的斷相故障電流關(guān)系列表如下:斷相類型編電動(dòng)機(jī)接線方式類型起動(dòng)刖斷相運(yùn)行中斷相滿載B=100%輕載接電機(jī)電源1以-5）1:f出iAq二?！綛q=icq=0.866Iq二（4?6）InIQ二（5?7）IN【A=。IB=IC=1.732INB=58%IA=。IB=IC=IN斷相類型編電動(dòng)機(jī)接線方式類型起動(dòng)刖斷相運(yùn)行中斷相滿載B=100%輕載接電機(jī)相繞組斷開(kāi)2/W/BE\—7Hi【Bq=iaq=0.58Iq二（3?4）【n=（5?7）1。nICQ=IQ二（5?7）【nIA=IB=0.866IN=L5%nIC=1.5inB=67%IA=IB=0.58IN-1%NIC-IN

接電機(jī)電源相斷開(kāi)3/ 1<He1'aq=。【Bq=icq=0.866Iq二(4?6)InIQ二(5?7)InIA=。Ib=Ic=1.732InIbc=2%nIAb=Ica=%NB二58%IA=0IB=IC二InIBCT.16%NIAb=ICa=0.58%nB=50%ia=0IB=IC=0.866InIBc=%NIAb=ICa=Q5%n第四章 三相異步電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)本文就以最常用的三相異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)控制電路為例進(jìn)行分析。三相異步電動(dòng)機(jī)繞組有星形和三角形兩種接法，不同的接法，斷相引起各繞組電流變化也不一樣，但其現(xiàn)象都是電動(dòng)機(jī)因過(guò)流過(guò)熱而燒毀電機(jī)。一般三相交流異步電動(dòng)機(jī)的控制電路僅取三相交流電中的兩相，如圖5所示。若斷相發(fā)生在兩相中的一相（A相或B相），控制電路中KM1線圈失電，接觸器KM1主觸點(diǎn)隨之?dāng)嚅_(kāi)，使電動(dòng)機(jī)脫離電源；若電源斷相正好不是這兩相而是另一相（如C相），控制電路仍然正常工作，電動(dòng)機(jī)在斷相下運(yùn)行，這樣電動(dòng)機(jī)處于不正常的工作狀態(tài)。圖5基本連續(xù)控制電路圖第一節(jié)電源斷相保護(hù)針對(duì)上例，為了克服因斷相不能被控制電路所檢測(cè)的缺點(diǎn)，在投資不多的情況下，采用中間接觸器KA和接觸器KM線圈互鎖供電的控制電路如圖6所示，無(wú)論哪一相斷相，可自動(dòng)切斷電路，從而保護(hù)了電動(dòng)機(jī)。其控制電路工作原理：電動(dòng)機(jī)全相工作時(shí)：按下起動(dòng)按鈕SB1,KM1線圈得電,KM1主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)得電起動(dòng)運(yùn)行，同時(shí)KM1輔助觸點(diǎn)閉合,電線圈得電,KA常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,電與KM互鎖，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)斷相時(shí)(設(shè)C相)：若C相斷相，KA線圈不得電，KA常開(kāi)觸點(diǎn)不閉合(不能形成互鎖)，松開(kāi)起動(dòng)按鈕SB1，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。兩個(gè)接觸器線圈的電壓分別來(lái)自三相中的電壓回路，所以，如果三相中的任何一相斷相，都能使兩個(gè)接觸器中的一個(gè)或兩個(gè)釋放，切斷主電路，保護(hù)了電動(dòng)機(jī)。圖6電源斷相控制之一第二節(jié)三相電源不對(duì)稱與斷相保護(hù)對(duì)于圖6中線圈KA和KM工作電壓圍在350V?400V，當(dāng)三相交流電源發(fā)生不對(duì)稱時(shí)，該控制電路靈敏度差[10],不能判別和控制，電機(jī)可能因長(zhǎng)期在不正常情況下工作而影響壽命。為此將電路改進(jìn)如圖7所示，在控制電路中串聯(lián)了電流繼電器KA的常閉觸點(diǎn)。工作情況如下：當(dāng)三相電源對(duì)稱時(shí)，三相對(duì)稱電壓分別經(jīng)三個(gè)電阻R接于同一點(diǎn)E，此時(shí)點(diǎn)E與零線點(diǎn)N的電壓UEN=0V，整流橋堆輸出無(wú)電壓，電流繼電器KA沒(méi)有電流流過(guò)，控制電路正常工作，三相電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。若某原因引起三相電源非對(duì)稱，此時(shí)點(diǎn)E與中線點(diǎn)N的電壓UEN尹0V，整流輸出電壓大于零，那么就有電流流過(guò)線圈KA，其KA常閉觸點(diǎn)打開(kāi)，切斷控制電路供電，使電動(dòng)機(jī)與電源斷開(kāi)，從而保護(hù)了電動(dòng)機(jī)。只要整定好電路各器件參數(shù)就可以使電路達(dá)到較好的靈敏度，能夠檢測(cè)出電源非對(duì)稱性＜5%，從而較大程度地提高了電動(dòng)機(jī)工作的安全性。對(duì)于圖7中的電路不足之處有：(1)只能判別電機(jī)外部三相電源是否正常，但對(duì)電動(dòng)機(jī)部繞組斷相不能判別和控制；(2)此電路需要三相四線制電源，而在實(shí)際生產(chǎn)中動(dòng)力電源往往采用三相三線制，故此電路適用圍有限。

第三節(jié)電機(jī)電流不對(duì)稱與斷相保護(hù)電機(jī)損壞的原因主要有過(guò)流、過(guò)載、斷相等，但這些故障的出現(xiàn)都會(huì)使電機(jī)電流隨之作出相應(yīng)的反映，通常會(huì)使電機(jī)輸入電流增大而且不對(duì)稱［11。而電流的增大是引起電機(jī)燒毀的根本原因，所以以電機(jī)電流作為被檢測(cè)對(duì)象才是控制的最根本點(diǎn)。以電機(jī)電流為檢測(cè)對(duì)象的斷相保護(hù)電路如圖8所示，電機(jī)三相電流I、I、I經(jīng)三相電流互感器、電阻R匯接abc于點(diǎn)E。其工作作原理如下：（1） 當(dāng)外電源三相對(duì)稱且電動(dòng)機(jī)三相繞組對(duì)稱時(shí)，一定必有三相對(duì)稱電流I、匕、I且I+匕+1=0，經(jīng)電流互感器和電阻R匯接于點(diǎn)E的電壓一定為零，整流無(wú)輸出電壓，KA不動(dòng)作，電機(jī)正常運(yùn)行。（2） 當(dāng)外電源斷相不對(duì)稱或者電動(dòng)機(jī)斷相三相繞組不對(duì)稱中有一種情況發(fā)生時(shí)，一定引起三者電流I+1+1牛0，此時(shí)點(diǎn)E的電壓UEG尹0V，整流輸出電壓使電流繼電器KAabc線圈得電，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷KM線圈的供電，使電動(dòng)機(jī)不工作，保護(hù)了電動(dòng)機(jī)。只要合理選擇器件、整定好參數(shù)就可以使電路起到很好的保護(hù)作用。此電路主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）具有電機(jī)、外部斷相保護(hù)；（2）三相電源、三相負(fù)載不對(duì)稱保護(hù)；（3）具有過(guò)載、過(guò)流保護(hù)；（4）檢測(cè)電路相對(duì)獨(dú)立、隔離性好、安全可靠，不需要中線等。第四節(jié)保護(hù)器首先對(duì)以前典型的電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)電路分析：（1）保險(xiǎn)絲保護(hù)，即加大保險(xiǎn)絲容量，選擇額定電流3.5?5倍的熔絲，使熔絲在非短路情況下不會(huì)熔斷。但是這種方案只能防止因保險(xiǎn)絲熔斷而造成的電動(dòng)機(jī)缺相，卻不能阻止電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行，尤其是因電網(wǎng)故障造成的線路缺相。（2）在星形接法電動(dòng)機(jī)的星點(diǎn)與零線之間接入一個(gè)24V交流繼電器，并將繼電器的觸點(diǎn)串聯(lián)在交流接觸器的控制回路中。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)三相平衡，電動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)或人造中性點(diǎn)與零線之聞電位差為零，繼電器不工作。當(dāng)任何一相斷電后，星點(diǎn)與零線15/26之間存有30V左右的電位差，繼電器吸合使交流接觸器線圈斷電釋放，達(dá)到保護(hù)目的。這種保護(hù)電路雖然造價(jià)低廉，但只能保護(hù)電源到中性點(diǎn)之間的斷相，保護(hù)不了中性點(diǎn)到電機(jī)之間的斷相。采用中性點(diǎn)或人造中性點(diǎn)對(duì)零線電流或電壓取樣，由于單相負(fù)載投入或切除，必然會(huì)使中性點(diǎn)電壓或零線電流變化［12］，將使保護(hù)整定值難以確定。由于電動(dòng)機(jī)斷相最顯著的特征就是電動(dòng)機(jī)的溫升提高，所以首先想到利用電動(dòng)機(jī)發(fā)熱為依據(jù)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，則保護(hù)元件的選擇當(dāng)然首選是熱繼電器，只要調(diào)整好就可以進(jìn)行斷相保護(hù)。但這種方式對(duì)于電動(dòng)機(jī)繞組為星型連接的比較適宜，而對(duì)于三角形連接的就有一定的缺陷，主要是由于這種接法的三相電動(dòng)機(jī)的線電流在有些情況下不能完全反映相電流的過(guò)載情況，致使熱繼電器的發(fā)熱元件還未動(dòng)作，繞組已因過(guò)熱而燒毀。電源一相斷線后，定子繞組為星型連接時(shí)，斷相發(fā)生使中性點(diǎn)偏移［13］，零序電壓出現(xiàn)，這樣就可以采用低電壓繼電器，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，接于負(fù)載的中性點(diǎn)與之間的低電壓繼電器兩端不會(huì)有電壓存在，繼電器不動(dòng)作。而發(fā)生斷相時(shí)則會(huì)出現(xiàn)零序電壓［14］，而引起零序電流，低電壓繼電器便會(huì)動(dòng)作，從而切斷控制電路，繼而是主電路，保護(hù)了電路。由于斷相時(shí)，電動(dòng)機(jī)的相電流與線電流都會(huì)發(fā)生變化，這樣可以采用欠電流繼電器，即在三相電源進(jìn)線上各接串1個(gè)欠電流繼電器，在正常運(yùn)行時(shí)3個(gè)欠電流繼電器的常開(kāi)觸頭閉合，而發(fā)生斷相時(shí)接于斷相線的欠電流繼電器就會(huì)因電流為零而失電釋放，從而切斷控制電路和主電路，即使斷相發(fā)生在三角形連接的繞組，則由于有兩相的線電流降低，使欠電流繼電器釋放，而起到了保護(hù)作用。綜上所述，三相異步電動(dòng)機(jī)無(wú)論在起動(dòng)前斷相，還是在運(yùn)行中斷相，無(wú)論是星形接法，還是三角形接法，都存在過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象［15］。因此，必須采取保護(hù)措施對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)。目前，通常采用熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)負(fù)荷保護(hù)。普通型熱繼電器有兩相結(jié)構(gòu)和三相結(jié)構(gòu)兩種，但是它們均不具備斷相保護(hù)功能［16］。兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器可以作為異步電動(dòng)機(jī)均衡過(guò)載時(shí)的保護(hù)，但不適用于異步電動(dòng)機(jī)定子為三角形接法的繞組部一相斷開(kāi)的斷相保護(hù)。已知分析三角形接法部繞組一相斷開(kāi)時(shí)，三相線中一相線電流為三相運(yùn)行時(shí)線電流的1.9倍，而其余兩相線電流僅是三相運(yùn)行時(shí)線電流的1.09倍。即僅一相線電流明顯增大，此時(shí)這一線電流可能不流過(guò)熱繼電器而起不到保護(hù)作用。所以必須采用具有斷相保護(hù)功能的三相熱繼電器。圖9a）斷電b）正常運(yùn)行c）過(guò)載d）單相斷電注：1雙金屬片削面；2上導(dǎo)板；3下導(dǎo)板；4杠桿若采用普通三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器時(shí)，當(dāng)電源一相發(fā)生故障，因只有兩個(gè)雙金屬片被加熱，則繼電器的動(dòng)作時(shí)間會(huì)增加，最小動(dòng)作電流值也會(huì)提高（約提高1%）。這種情況會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的損壞，為避免這種情況而可靠保護(hù)電動(dòng)機(jī)，應(yīng)選用帶斷相保護(hù)的熱繼電器。JR36系列為斷相保護(hù)熱繼電器，部分結(jié)構(gòu)示意如圖9所示，其中剖面1為雙金屬片，虛線表示動(dòng)作位置，圖9（a）為斷電時(shí)的位置。當(dāng)電流為額定值時(shí)，三個(gè)熱元件均正常發(fā)熱，其端部均向左彎曲，推動(dòng)上、下導(dǎo)板同時(shí)左移，但到不了動(dòng)作線，繼電器不會(huì)動(dòng)作，如圖9（b）。當(dāng)電流過(guò)載到達(dá)整定值時(shí)，雙金屬片彎曲較大，把導(dǎo)板和杠桿推到動(dòng)作位置，繼電器動(dòng)作，如圖9（c）。當(dāng)一相斷路時(shí)（設(shè)A相），A相（右側(cè)）熱元件溫度由原正常發(fā)熱狀態(tài)下降、雙金屬片由彎曲狀態(tài)伸直，推動(dòng)上導(dǎo)板右移；同時(shí)由于B、C電流較大推動(dòng)下導(dǎo)板向左移，使杠桿扭轉(zhuǎn)、繼電器動(dòng)作，起到斷相保護(hù)作用。JR36系列熱過(guò)載繼電器（以下簡(jiǎn)稱熱繼電器）適用于交流50Hz/60Hz、電壓至690V，電流0.25?160A的長(zhǎng)期工作或間斷長(zhǎng)期工作的交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載與斷相保護(hù)。熱繼電器具有斷相保護(hù)、溫度補(bǔ)償、自動(dòng)與手動(dòng)復(fù)位、產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠。本產(chǎn)品符合：GB14048.4、GB14048.5、IEC60947-4-1等標(biāo)準(zhǔn)。熱繼電器只有獨(dú)立安裝方式。該產(chǎn)品與CJT1接觸器組成QC36型的電磁起動(dòng)器°JR36型熱繼電器主要技術(shù)數(shù)據(jù)、工作條件以與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)參照附錄。結(jié)束語(yǔ)本次的設(shè)計(jì)解決了三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)連續(xù)控制電路斷相不能被檢測(cè)的缺點(diǎn)，采用接觸器來(lái)完成斷相控制，控制更精確、與時(shí)。提出了采用具有斷相保護(hù)功能的三相熱繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)負(fù)荷保護(hù)。而且對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)斷相的電流進(jìn)行了分析、計(jì)算。但由于電動(dòng)機(jī)斷相的不確定性和復(fù)雜性，自己的能力有限，本設(shè)計(jì)還有很多的不足，如增加電機(jī)的測(cè)溫控制等使電機(jī)保護(hù)更全面，希望大家指正。辭在論文寫(xiě)作過(guò)程中，得到了洪老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。再次感老師的關(guān)心、和幫助?。⊥瑫r(shí)也感我的學(xué)友們，兩年時(shí)光仿佛如一瞬，在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從選題到順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給我了無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我真情的意！最后感母校兩年來(lái)對(duì)我的栽培。參考文獻(xiàn)電氣工程師手冊(cè)編輯委員會(huì).電氣工程師手冊(cè)[M].:機(jī)械工業(yè)出版，1995,p：50?100許曉峰.電機(jī)與拖動(dòng)[M].:高等教育，2000,p：20?150石生.電路基本分析[M].:高等教育，2000,p：120?130鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制[M].:華中理工大學(xué)，1998,p：76?83倪小敏.三相異步電動(dòng)機(jī)斷相分析與保護(hù)[J].電力，2005(2)：66?68振明等.三相異步電動(dòng)機(jī)維護(hù)與故障處理[M].:科技，2002,p：73?200任致程.電動(dòng)機(jī)電子保護(hù)器與軟起動(dòng)器應(yīng)用指南：第一版[M].:機(jī)械工業(yè),2004,p：66?82植保.電機(jī)原理與其運(yùn)行與維護(hù)，第一版[M].:化學(xué)工業(yè)，2005,p：99?101Smith,O.J.M.Shock,C.C.Circuitryinnovationforthree-phasemotoroperationonsingle-phasepower[J].Appliedengineeringinagriculture.Sept1999.15(5)p577-582.新.三相異步