[发明专利]三相电动机电磁传感型保护原理

说明书

三相电动机电磁传感型保护原理属于电工学电动机保护技术。

本发明即三相电动机电磁传感型保护原理在电动机控制电路中采用不同的联接方式，可起到对三相电动机断相、断线、过载的保护，断相、断线、过载是三相电动机损坏的主要原因。目前，电动机的保护原理和电路种类很多，如用热敏电阻的《全保护电路》①，其原理是采用热敏电阻对电动机的工作温度进行检测，以达到对电动机的保护。在使用时，要将热敏电阻装在电动机内的绕组上，通过电子线路来实现保护的目的。国外也都采用这种原理作为电动机的保护装置。另外还有电流检测型②、电压传感型③、负序电流(电压)过滤器断相保护④等。这些电路都采用电子线路，对电动机断相能起保护作用。但对电动机定子绕组断线、过载不能保护。

电磁传感型保护原理采用电磁感应原理，把电流线圈串入电动机三相输入电路和电动机定子绕组中。当电动机起动或运转时，线圈中有电流通过，线圈周围就产生磁场，通过磁场有无来实现对电动机的保护，这是一种新方法。从资料上看，还无人提出过此种方法。

此项技术发明的目的，是要以最简单的方法实现对三相电动机的保护，以防止电动机烧损。

三相电动机电磁传感型断相保护电路如图1(适用于星形接法)：J₁、J₂、J₃是用电流线圈和常开式干簧管组成的干簧继电器，在电动机原有的控制电路中，将干簧继电器的线圈分别串接在电动机的三相输入电路中，并将三只干簧管串联后作为电动机控制回路自锁触点。当按下QA起动按钮，继电器J₁、J₂、J₃线圈中就有电流通过，这时线圈周围便产生磁场，干簧管受磁力的作用立刻闭合，控制回路自锁，电动机就能运转。如若三相中任一相断相，则该继电器线圈中就无电流通过其干簧管失去磁力的作用，触点立刻断开，控制回路失电，电动机电源被切断。

在三角形接法的电动机中，要求对定子绕组断线进行保护，可再用三只干簧继电器J₄、J₅、J₆分别与三相电动机的三相绕组串接后，再将其进行三角形联接如图2。把六个干簧管串联后作为电动机控制回路的自锁触点，就能防止三角形接法的电动机因断相、断线而烧损。

电动机防止过载的原理如图3，在干簧继电器J₁、J₂、J₃的线圈中在放入常闭式干簧管，放入的相对位置是在电动机额定电流下产生磁势而常闭式干簧管不动作，只有在电动机过载时电流增大而磁势增大时常闭式干簧管才动作的位置。在控制电路中采用触点对数为2的按钮，这样对电动机过载就能起到保护作用。只是要适当延长按起动按钮的时间，避免因起动时起动电流还未降至额定电流时。控制回路失电而不能正常起动。因此运用电磁感应原理，能对三相电动机断相、断线、过载起到保护作用。但此原理不便用于星形、三角形起动的控制电路。

干簧继电器现以小型干簧管加以说明，一般小型干簧管开关吸合所需要的磁势为15-90安匝，而我们使用的电动机有着大小不同的功率。所以我们就得根据不同功率的电动机所要求的电流来选用不同的线圈线径。并以不同的匝数绕制不同的干簧继电器的线圈，使之磁动势为20安匝左右，且不要过大，避免线圈直流电阻增大。在线圈内可加入调节螺钉，调节调节螺钉可改变干簧管所受的磁力大小。如果我们用不同的线径和匝数绕制制作若干种干簧继电器，那么我们就能将其运用于若干种不同功率的电动机。在一些功率较大的电动机中，电流较大，所用的接触器的线圈的电流也较大，此时可采用中型或大型的干簧管。

此项发明采用干簧继电器作为传感元件。由于干簧管开关吸合所需磁动势小，而三相电动机电流一般都较大，所以线圈匝数少，故线圈直流电阻完全可以忽略不计。又因干簧管工作寿命可达10⁷次以上，工作条件要求环境温度在+80C—-40C之间，故三相电动机电磁传感型保护电路与其它现有方法比较，没有采用电子线路，使用元件少。就热敏电阻《全电路保护》电路来说，它是采用热敏电阻来间接反映电动机断相、断线、过载。在此种情况下电机温度上升有一个过程，只有在温度超过电机容许温升时才发挥作用，这个发热过程对电动机是不利的。因此电磁传感型电路与之相比，具有寿命长、线路简单、可靠性能好、灵敏度高、易懂易修、成本低，容易作为产品进行生产，易于推广。

为了很好地推广三相电动机电磁传感型保护电路，我认为应由专门的生产厂根据三相电动机的种类，功率大小，将干簧继电器进行系例化生产，成为一种三相电动机的保护器，如同接触器一样有一个型号和规格，这样就可根据使用的要求和范围选用所需要的三相电动机电磁传感型保护器。其次可在电动机生产的同时，直接在电动机上装设该保护器。