[其他]三相电动机断相缺相保护器

说明书

本实用新型涉及一种三相电动机的缺相断相保护装置。

三相电动机的断相保护问题是近年来引起人们的普遍注意的一个问题，有各种保护装置先后研制出来。但这些断相保护器往往只能适用于一种断相原因，对多种断相原因不能兼顾，因而都不十分理想。现有的断相保护器主要存在以下几个问题：

（1）原理上是采用纯压型。如我国专利中的（85／2／05451）和（85／2／02731）其继电器线圈中的电压，在平时是不存在的，只有当熔断器烧断或接触器中的某相触点断开时，继电器绕组上就加有电压，于是继电器动作而完成了断相保护。但上述两种专利对于由于电源本身缺相使三相电机变为单相运行和由于电动机上星形连接或三角形连接的接线处断线所引起的断相都无法保护。上述两种断相情况下由于所提专利无法反映即继电器上无电压，就会使电动机烧坏。

（2）所用器件上很多是采用晶体管电路、门电路、可控硅电路。例如我国的（86／2／07198）专利和国外的不少专利都采用门电路等逻辑元件。这些电路有以下缺点：

（a）是有源元件，因此需要外加直流电源。维持其正常工作，使成本提高。

（b）半导体器件是种弱电元件，因此就需要由被检部份的高电压大电流变为半导体器件能够接受的低电压小电流的变换器件。

（c）抗干扰能力差

（d）元件多，可靠性差

（3）专利（86／2／00955）是种较好的断机保护方法，它不需要外加电源，工作寿命长等优点，但它存在以下问题：

（a）通用性差，即只能适用某一确定类型和确定功率的电动机。

（b）维修困难。

（c）由于是利用双金属片作感受元件，因而断相后需要继续工作较长时间才能保护，又因双金属片所在位置的发热情况与电机内部的发热情况并不一致，散热条件也不一样，故而这种保护方法的定置值需要严格整定，其所适配的电动机容量复盖系数极有限，通用性差。

（4）现有的断相保护器只能对接成Y形和Y₀形的电动机进行断相保护，而对于接成△形的三相电动机，如果出现三角形内部断线时就无法保护。

总上所述，现有的断相保护器只能对某一种或几种断相原因进行保护，而不能对各种断相原因作范围广泛的断相保护。

本实用新型的基本原理如下：

三相电动机是种比较对称的三相负载，而当出现有一相断开时或有一相电源无电压时，便成了单相工作状态，这种工作状态也可以称为不对称的三相工作状态。由电工原理知识知道，凡是不对称的三相电流或电压，都可以转化为正序分量、负序分量和零序分量三部份，而正序、负序和零序分量都是对称的，于是不对称问题就可以变为对称问题来考虑及计算。其数值为：

其中：α＝ (2Kπ)/3 K＝1，2，……n

每相的电压或电流值又可以由已知的零序分量、正序分量和负序分量中称得：

由此可见三相电机的电压或电流值，在正常情况下只有正序分量而无负序分量和零序分量（理想化了）（实际上由于三相电源本身就存在不对称，加上三相电机在制造上的不完全对称，故而负序及零序分量还是存在的，但可以忽略）。当出现电源缺相或三相线路上的某一原因而断相时，零序和负序分量就变得很大。

本实用新型基于以上理论，随时监视三条线电流的负序分量，对于△形接法的电动机还监测三个相电流的零序分量。将负序分量和零序分量转化为电压值。当断相发生后所出现的电压值足以使后面的继电器动作，以此去切断三相电动机的供电电源，达到保护电动机免遭烧毁之目的。

当电动机作Y形和Y₀形接法时，其接线如图1所示。其中刀闸DK、保险丝RD、接触QC、按扭AN1、AN2，都是电动机原有的控制部件，图中虚线框内为本断相保护器，它由两个形形铁心Ⅰ和Ⅱ、电阻R、电容C和继电器J组成。铁心Ⅰ绕有两个原绕组1和2分别为A相和C相电流绕组和一个付绕组3，付绕组3上并有一个电阻R在R上形成一个电阻压降UR。铁心Ⅱ绕有一个与B相联接的电流绕组4和一个付绕组5，付绕组5上并有一个电容C，C上产生一个容性电压U_C。U_R与U_C值在正序分量作用下的向量图如图2所示。可见：的方向相反，互相抵消，当员序分量作用时如图3所示。可见：的方向相同，（）值足以使继电器J吸合，使串在接触器QC线圈回路中的继电器常闭接点J打开，于是接触器QC断电接点分开，电动机D断电而得到保护。