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试论水泵电机的缺相保护功能
点击次数:302 发布时间:2018/10/30 22:26:46

引言

    水泵电机常采用三相异步电机。为了保证电机安全工作,都装有短路保护和过载保护装置。以便出现故障时,自动切断电源,保护电机和供电线路。但早期的过载保护装置用热继电器如R1一R13系列没有缺相保护,当发生电机缺相运行时,将会烧毁电机,据维修统计50今乙的水泵电机烧毁事故都发生在电机缺相运行时。

原因分析

       为什么水泵易缺相呢?水泵的工作环境和运行方式有它的特点:l)常在深夜电压高时运行。人们用水高峰在晚土、为补充水池水量,水泵常运行至深夜。这时电源电压较高,电机电流大、容易使熔丝烧断。2)水泵自动运行,无人值班。一般采用交流接触器控制电机开停,接触器触头烧伤或接触不良做成缺相时,人们不易发现,使电机发热烧毁。3)一般的水泵电机定子绕组是么接线,一但缺相运行,比星形接法的电机更易烧毁。

      水泵电机运行是利用三相交流电通入电机的三相绕组,在定子腔内产生旋转磁场,转子导体相对地切割磁场的磁力线,产生转子的旋转运动,使电机转起采。为保证电机的电气性能,要求定子三相电势大小相等,相位互差120”.三相电压相等、电流平衡。当三相电压不平衡有5%时,电流不平衡会达25%,使电机电磁转矩减少,电磁噪声增大,绕组发热等。现简单分析电机缺相运行的情况。正常情况下.Y型接线的电机,线电流等于相电流。线电压等于!.7倍相电压。△型接线电机,相电压等于线电压,每相绕组的相电流只承受线电流的0.58倍。当B相电源断开时,(见图1)Y型接线电机阻抗不变,但b相绕组没电流,另两相电流增大。△型接线电机缺相时,a、b两绕组串联后与C绕组并联在电源A,C两相上,电阻变小,电流增大。在负载不变时,c相绕组的电流最大,为原电流的两倍。线路上的线电流增大为原电流的1.73倍。另外,缺相运行使绕组三相电动势不对称,电动势矢量和不为零,绕组会产生很大的环流,使电机发热烧毁。作水泵保护的熔断器是按额定电流值的1.5一2.5倍来选取熔丝,而熔丝熔断电流是熔丝额定电流的1.5倍。即1.5、15=225倍额定电流。当缺相时,线电流还没达到熔丝的熔断值,短路保护不起作用。热继电器的过载保护是靠串联在主电路的双金属片受热变型来切断电源,按电机额定线电流值米整定。Y型接线电机缺相运行也能保护,而△形接法的电机因流过绕组的相电流小于线电流,缺相时线电流还末达到整定电流值,热继电器不动作。但C相绕组因电流过大而过热烧毁。因此,水泵电机应有缺相保护。

防范措施
 

       对水泵加装缺相保护有多种方法,如:换装带缺相保护的热继电器;零序电压继电器缺相保护;电子式缺相保护等器件。下面作简略介绍:

       选取带缺相保护的热继电器。JR16系列及JR20系列热继电器带缺相保护。既可作三相过载保护,又有缺相运行保护。热继电器双金属热元件1、2、3串接在主电路中,当过载电流达到整定值时,双金属片弯曲较大,把外导板5和杠杆8推向左面,继电器动作。(见图2)当一相断相时,该相热元件温度由正常发热状态下降,双金属片伸直,推动内导板4右移,而另二相因电流增大,双金属弯曲加大,加剧外导板5左移,使杠杆扭转,加速触头分离,起断相保护作用。(1、2、3双金属热元件,4内导板,5外导板,6、7铰链,8杠杆)。

       零序电压缺相保护。在中性点接地的三相系统中,正常运行的电机是三相负载平行的,三相电动势之和为零,中性点没电压。当发生缺相运行,定子绕组三相电压极度不平行,从而产生零序电压,升高可达到25一4 SV。利用这个电压,可用一个24V的小型中间继电器作零序保护,使串联在控制电路的中间继电器常闭触头J断开,切断电源。对于△型接法的电机,可利用接在电机三条引出线上的电容器接成△型,作人为中性点,(见图3)电容中性点器选取耐压4OOV,2uf即可。

       电子式缺相保护。市面上有多种利用集成电路制成的电子式缺相保护。其中一种用555时基电路组成的单稳态电路,具有制作容易、灵敏度高、工作可靠的特点。电路见(图4)。这种电路是利用三相全波整流输出的电流是否连续不断来作电机保护。正常情况下,三相全波整流输出电流连续,不出现零电流点。PC输人连续电流、输出端一直导通。555集成电路第2脚高电位,第4和6脚在开机延时作用复位。第3,7脚输出低电平,继电器Jl不动作。缺一相后、三相全波整流变单相全波整流输出,有电流零点出现。当电流为零时,PC输出截止,555第2脚出现下跳脉冲置位、第3,7脚输出高电平,继电器J1吸合,使电机失电保护。

       (CI一电容400v0.l,f,CZ一电容25V0.l似f。R一电阻l/ZW100K。PC一光电开关4N25,J一12V继电器,C一380V交流接触器)。

结束语

      通过以上介绍,电机加装缺相保护,所花费用不多,但能有效保护水泵电机,建议推广应用。
文章来源:上海硕吉电器有限公司     网址:http://www.shsjdq.net

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