畢業(yè)論文淺論異步電動機(jī)的故障及各種保護(hù)

1、淺論異步電動機(jī)的故障及各種保護(hù) xxx（2007級，電氣工程及自動化專業(yè)）摘要：電動機(jī)在工電力的應(yīng)用非常廣泛。尤其是三相電動機(jī)，由于其功率大，運(yùn)行穩(wěn)定，控制簡單，使用方便，在工廠企業(yè)中得到大量應(yīng)用。幾乎所有的拖動裝置，尤其是泵類和風(fēng)機(jī)類的負(fù)載中，更離不開電動機(jī)，所以對電動機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求也越來越高。為了保證異步電動機(jī)的安全運(yùn)行，必須掌握有關(guān)異步電動機(jī)的故障及保護(hù)的基本知識，本文將通過對異步電動機(jī)的常見故障及保護(hù)進(jìn)行初步探討，做到盡可能地及時(shí)發(fā)現(xiàn)電動機(jī)的事故隱患，或利用保護(hù)防患于未然。關(guān)鍵詞：電動機(jī) 故障 保護(hù)1、電動機(jī)的故障電動機(jī)的故障大體分為兩部分：一部分是機(jī)械的原因。例如軸承和風(fēng)機(jī)的磨

2、損或損壞：另一部分是電磁故障，二者互有關(guān)連。如軸承損壞，引起電動機(jī)的過載，甚至堵轉(zhuǎn)，而風(fēng)葉損壞，使電動機(jī)繞組散熱困難，溫升提高，絕緣物老化。電磁故障的原因很多，如電動機(jī)的過載、斷相、欠電壓和短路都足以使電動機(jī)受損和毀壞。過載、斷相、欠電壓運(yùn)行都會使繞組內(nèi)的電流增大，發(fā)熱量增加(導(dǎo)體的發(fā)熱量是和電流的平方成正比的)，而短路造成的危害就更大。短路的原因是電動機(jī)本身的絕緣材料質(zhì)量差或電動機(jī)受潮(在農(nóng)村是經(jīng)常發(fā)生的，例如受雨淋或落水)，以致于繞組的相間擊穿，引起短路。此外，還有電動機(jī)置于有酸堿物的場所，因受腐蝕而損壞絕緣。1、械方面有掃膛、振動、軸承過熱、損壞等故障。1、1異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間氣隙很

3、小，容易導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子之間相碰。一般由于軸承嚴(yán)重超差及端蓋內(nèi)孔磨損或端蓋止口與機(jī)座止口磨損變形，使機(jī)座、端蓋、轉(zhuǎn)子三者不同軸心引起掃膛。如發(fā)現(xiàn)對軸承應(yīng)及時(shí)更換，對端蓋進(jìn)行更換或刷鍍處理。1.1.2、振動應(yīng)先區(qū)分是電動機(jī)本身引起的，還是傳動裝置不良所造成的，或者是機(jī)械負(fù)載端傳遞過來的，而后針對具體情況進(jìn)行排除。屬于電動機(jī)本身引起的振動，多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子動平衡不好，以及軸承不良，轉(zhuǎn)軸彎曲，或端蓋、機(jī)座、轉(zhuǎn)子不同軸心，或者電動機(jī)安裝地基不平，安裝不到位，緊固件松動造成的。振動會產(chǎn)生噪聲，還會產(chǎn)生額外負(fù)荷。1.1.3、如果軸承工作不正常，可憑經(jīng)驗(yàn)用聽覺及溫度來判斷。用聽棒（銅棒）接觸軸承盒，若聽到?jīng)_擊聲，

4、就表示可能有一只或幾只滾珠扎碎，如果聽到有咝咝聲，那就是表示軸承的潤滑油不足，因?yàn)殡妱訖C(jī)要每運(yùn)行3000-5000小時(shí)左右需換一次潤滑脂。在添潤滑脂時(shí)不易太多，如果太多會使軸承旋轉(zhuǎn)部分和潤滑脂之間產(chǎn)生很大的磨擦而發(fā)熱，一般軸承盒內(nèi)所放潤滑脂約為全溶積二分之一到三分之二即可。在軸承安裝時(shí)如果不正確，配合公差太緊或太松，也都會引起軸承發(fā)熱。在臥式電動機(jī)中裝配良好的軸承只受徑向應(yīng)力，如果配合過盈過大，裝配后會使軸承間隙過小，有時(shí)接近于零，用手轉(zhuǎn)動不靈活，這樣運(yùn)行中就會發(fā)熱。1.2電氣方面有電壓不正常繞組接地繞組短路繞組斷路缺相運(yùn)行等。1.2.1電源電壓偏高，激磁電流增大，電動機(jī)會過分發(fā)熱，過分的高電

5、壓會危機(jī)電動機(jī)的絕緣，使其有被擊穿的危險(xiǎn)。電源電壓過低時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩就會大大降低，如果負(fù)載轉(zhuǎn)距沒有減小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)過低，這時(shí)轉(zhuǎn)差率增大造成電動機(jī)過載而發(fā)熱，長時(shí)間會影響電動機(jī)的壽命。當(dāng)三相電壓不對稱時(shí)，即一相電壓偏高或偏低時(shí)，會導(dǎo)致某相電流過大，電動機(jī)發(fā)熱，同時(shí)轉(zhuǎn)距減小會發(fā)出“翁嗡”聲，時(shí)間長會損壞繞組?？傊疅o論電壓過高過低或三相電壓不對稱都會使電流增加，電動機(jī)發(fā)熱而損壞電動機(jī)。所以按照國家標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)電源電壓在額定值5%內(nèi)變化，電動機(jī)輸出功率保持額定值。電動機(jī)電源電壓不允許超過額定值的10%，；三相電源電壓之間的差值不應(yīng)大于額定值的5%。1.2.2電動機(jī)繞組絕緣受到損壞，及繞組的導(dǎo)體和鐵心、機(jī)殼之

6、間相碰即為繞組接地。這時(shí)會造成該相繞組電流過大，局部受熱，嚴(yán)重時(shí)會燒毀繞組。出現(xiàn)繞組接地多數(shù)是電動機(jī)受潮引起，有的是在環(huán)境惡劣時(shí)金屬物或有害粉末進(jìn)入電動機(jī)繞組內(nèi)部造成。電動機(jī)出現(xiàn)繞組接地后，除了絕緣已老化、枯焦、發(fā)脆外都可以局部處理，繞組接地一般發(fā)生在繞組伸出槽外的交接處（繞組端部），這時(shí)可在故障處用天然云母片或絕緣紙插入鐵心和繞組之間，在用絕緣帶包扎好涂上絕緣漆烘干即可，如果接地點(diǎn)在鐵心槽內(nèi)時(shí)，如果上成邊絕緣損壞，可以打出槽楔修補(bǔ)槽襯或抬出上成線匝進(jìn)行處理，若故障在槽底或者多處絕緣受損，最好辦法就是更換繞組。1.2.3繞組中相鄰兩條導(dǎo)線之間的絕緣損壞后，使兩導(dǎo)體相碰，就稱為繞組短路。發(fā)生在同

7、一繞組中的繞組短路稱為匝間短路。發(fā)生在兩相繞組之間的繞組短路稱為相間短路。不論是那一種，都會引起某一相或兩相電流增加，引起局部發(fā)熱，使絕緣老化損壞電動機(jī)。出現(xiàn)繞組短路時(shí)，短路點(diǎn)在槽外修理并不難。當(dāng)發(fā)生在槽內(nèi)，如果線圈損壞不嚴(yán)重，可將該槽線圈邊加熱軟化后翻出受損部分，換上新的槽絕緣，將線圈受損的部位用薄的絕緣帶包好并涂上絕緣漆進(jìn)行烘干，用萬用表檢查，證明已修好后，再重新嵌入槽內(nèi)，進(jìn)行絕緣處理后就可繼續(xù)使用，如果線圈受損傷的部位過多，或者包上新絕緣后的線圈邊無法嵌入時(shí)，只好更換新的繞組。1.2.4繞組斷路是指電動機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子繞組碰斷或燒斷造成的故障。定子繞組斷部，各繞組元件的接頭處及引出線附近。

8、這些部位都露在電動機(jī)座殼外面導(dǎo)線容易碰斷，接頭處也會因焊接不實(shí)長期使用后松脫，發(fā)現(xiàn)后重新接好，包好并涂上絕緣漆后就可使用。如果因故障造成的繞組被燒斷則需要更換繞組。如轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生斷路時(shí)，可根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)動情況判斷。一般表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速變慢，轉(zhuǎn)動無力，定子三相電流增大和有“嗡嗡”的現(xiàn)象，有時(shí)不能起動。出現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組斷路時(shí)，要抽出轉(zhuǎn)子先查出斷路的部位，一般是滑環(huán)和轉(zhuǎn)子線圈的交接處開焊斷裂所引起，重新焊接后就可使用。如果是線圈內(nèi)部一般使用斷條偵察器等專用設(shè)備來確定斷路部位。1.2.5三相異部電動機(jī)在運(yùn)行過程中，斷一根火線或斷一相繞組就會形成缺相運(yùn)行（俗稱單相），如果軸上負(fù)載沒有改變，則電動機(jī)處于嚴(yán)重過載狀態(tài)，

9、定子電流將達(dá)到額定值的二倍甚至更高，時(shí)間稍長電動機(jī)就會燒毀。在各行業(yè)中，因缺相運(yùn)行而燒毀的電動機(jī)所占比重最大。一般電動機(jī)缺相是由于某相熔斷器的熔體接觸不良，或熔絲擰的過緊而幾乎壓斷，或熔體電流選擇過小，這樣通過的電流稍大就會熔斷，尤其是在電動機(jī)起動電流的沖擊下，更容易發(fā)生熔體非故障性熔斷。有時(shí)電動機(jī)負(fù)荷線路斷線，一般是安裝不當(dāng)引起的斷線，特別是單芯導(dǎo)線放線時(shí)產(chǎn)生的小圈扭結(jié)，接頭受損等都可能使導(dǎo)線在運(yùn)行過程中發(fā)生斷線。由于電動機(jī)長期使用使繞組的內(nèi)部接頭或引線松脫或局部過熱把繞組燒斷電動機(jī)出現(xiàn)缺相運(yùn)行時(shí)?？傊?，不管是什么樣的缺相，只要能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，對電動機(jī)不會造成大的危害。為了預(yù)防電動機(jī)出現(xiàn)缺相運(yùn)行

10、，除了正確選用和安裝低壓電器外，還應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范，敷設(shè)饋電線路，同時(shí)加強(qiáng)定期檢查和維護(hù)。2.6電動機(jī)的接地裝置。電動機(jī)接地是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，可是有的單位往往忽視了這一點(diǎn)，因?yàn)殡妱訖C(jī)不明顯接地也可以運(yùn)轉(zhuǎn)，但這給生產(chǎn)及人身安全埋下了不安全隱患。因?yàn)榻^緣一旦損壞后外殼會產(chǎn)生危險(xiǎn)的對地電壓，這樣直接威脅人身安全及設(shè)備的穩(wěn)定性。所以電動機(jī)一定要有安全接地。所謂的電動機(jī)接地就是將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的某一金屬部分通過接地裝置與大地做電氣連接，而電動機(jī)的接地就是金屬外殼接地。這樣即使設(shè)備發(fā)生接地和碰殼短路時(shí)電流也會通過接地向大地做半球形擴(kuò)散，電流在向大地中流散時(shí)形成了電壓降，這樣保證了設(shè)備及人身安全

11、。二、電動機(jī)的保護(hù)2.1電動機(jī)的過載保護(hù)電動機(jī)過載的原因有：周圍環(huán)境溫度過高，散熱條件差；電動機(jī)在大的起動電流下緩慢起動；電動機(jī)長期低速運(yùn)行；電動機(jī)頻繁啟動、制動、正反轉(zhuǎn)運(yùn)行及經(jīng)常反接制動等電動機(jī)的過載由于電流增大，發(fā)熱劇增從而使其絕緣物質(zhì)受到損壞. 從電動機(jī)的結(jié)構(gòu)來看，鼠籠型電機(jī)的定子鐵心置放繞組的槽內(nèi)必須有良好的絕緣物，繞組(銅線)表面有絕緣漆層，繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，繞組與鐵心槽襯以絕緣物，三個(gè)端線所接的銅滑環(huán)，環(huán)間，環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間也是彼此絕緣的。為了保證電動機(jī)的相間、帶電體與外殼的絕緣，通常是使用各種耐熱等級的絕緣材料的。各種絕緣都有一定的耐受工作溫度的指標(biāo)。iec85規(guī)定

12、a級(105)、e級(120)、b級(130)、f級(155)。八十年代，iec216提出了一個(gè)新的耐熱標(biāo)準(zhǔn)，稱為溫度指數(shù)ti(temperature index)以此代替iec85。ti是按阿尼羅烏絲(arrhenins)公式t=10 ab/t 計(jì)算的。式中： t壽命小時(shí)(h) t絕緣材料使用的溫度() a、b與材料有關(guān)的常數(shù)例如：某電動機(jī)使用的絕緣材料a=2，b=1034，使用溫度t=164得 t=102(1034/642)=10 4.30=2000h它表示此絕緣物使用于164時(shí)，其使用壽命為20000小時(shí)。如果把使用溫度提高8，則t=1648=172t=10 2(1034/172)=10

13、 4=10000h它說明很早以來，電工技術(shù)工作者提出的絕緣材料的使用溫度每增加8，其使用壽命就減半是有理論和實(shí)踐依據(jù)的。根據(jù)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)踐，對電動機(jī)的保護(hù)特性已由iec9474低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備。低壓機(jī)電式接角器和電動機(jī)起動器作出了新的規(guī)定(我國的gb14048.4等效于iec標(biāo)準(zhǔn))，對無溫度補(bǔ)嘗的保護(hù)電器：1.0in2h不動作1.2in2h動作7.2in：2stp10s、4stp10s、6stp20s、9stp30s(也分4組，與上面的1.5in的4組相對應(yīng))。在八十年代，我國曾有科技人員對繞組采用b級絕緣(允許工作溫度為130)的電動機(jī)，進(jìn)行了實(shí)測(即不動作和動作的時(shí)間極限，此極限表明

14、不會引起絕緣水平下降的電流與時(shí)間的最大值)：以上實(shí)測值是在幾臺電動機(jī)上測試的，不夠全面，但它表明，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還是比較實(shí)際的(6in是老標(biāo)準(zhǔn))舊標(biāo)準(zhǔn)把6in作為可返回特性的電流，它相當(dāng)于電動機(jī)的起動電流，經(jīng)可返回時(shí)間(在通以6in時(shí)的延時(shí)時(shí)間，后將電流返回1倍in或0.9in，此段時(shí)間內(nèi)保護(hù)電器不允許動作，這種可返回特性的規(guī)定是為了躲過電動機(jī)的起動，它的可返回時(shí)間應(yīng)大于電動機(jī)的起動時(shí)間，舊標(biāo)準(zhǔn)的可返回時(shí)間分1s、3s、8s、13s幾種)。鑒于把起動電流定在6倍和可返回時(shí)間固定在上述的4種已不能完全反映現(xiàn)實(shí)情況(例如y型鼠籠型電動機(jī)的起動電流倍數(shù)就有5、 5.5、 6、 6.5、 6.8、 7的六種

15、)，因此我國的gb14048.4(等效采用iec9474)統(tǒng)一規(guī)定為7.2倍，并對不同的起動時(shí)間規(guī)定了延時(shí)時(shí)間tp。美國nema(美國全國電氣制造商協(xié)會)1993年的mg1標(biāo)準(zhǔn)對電動機(jī)的過載和失速(相當(dāng)于電動機(jī)的堵轉(zhuǎn)和剛起動)保護(hù)作了新的規(guī)定：“輸出功率不超過500hp(馬力，相當(dāng)于368kw)，額定電壓不超過1kv的多相電動機(jī)，在正常工作溫度初次起動，耐受1.5倍全額電流的時(shí)間應(yīng)不等于2min”，又規(guī)定：“功率輸出不超過500hp，額定電壓不超過1kv的多相電動機(jī)，在正常溫度初次起動時(shí)，應(yīng)能耐鎖定轉(zhuǎn)子電流的失速時(shí)間不少于12s”，從以上標(biāo)準(zhǔn)和對我國絕大多數(shù)的電動機(jī)的起動時(shí)間的統(tǒng)計(jì)來看，選1.

16、5in為2min，7.2in為2stp10s是適合的。當(dāng)然，如果失速或起動時(shí)間超過10s也可取其他的tp值。 怎樣進(jìn)行電動機(jī)的過載保護(hù)?現(xiàn)在對電動機(jī)的過載保護(hù)采用最多的是熱繼電器，也有相當(dāng)數(shù)量采用有復(fù)式脫扣器(熱動和電磁脫扣器，后者用于短路保護(hù))的斷路器。對于重載起動的電動機(jī)(起動時(shí)間為一般電動機(jī)的數(shù)倍)，如果使用一般的熱繼電器，常常會在起動過程中發(fā)生誤動作(跳閘)，使電動機(jī)無法起動。因此需要選用帶速飽和電流互感器或限流電阻的熱繼電器， 這種型式是通過速飽和電流互感器或限流電阻使起動電流成比例地縮小，就可以大大延長電動機(jī)的起動時(shí)間，保證正常起動，還有采取起動時(shí)將熱繼電器短接，起動完畢再將熱繼電

17、器投入運(yùn)行完全短路法。此外，對帶速飽和互感器的熱繼電器，起動時(shí)將互感器二次繞組短接，起動完畢后再使之投入等方法，來滿足重載起動電動機(jī)的需要。2.2電動機(jī)的短路保護(hù)(電動機(jī)保護(hù)電器瞬時(shí)動作電流整定值)電動機(jī)在短路情況下的保護(hù)，通常選用斷路器，有的地方也使用熔斷器。一些文獻(xiàn)提到，斷路器的瞬時(shí)動作電流整定值應(yīng)能躲過電動機(jī)的全起動電流。isct斷路器瞬時(shí)動作電流整定值a； k 可靠系數(shù)，它考慮了電動機(jī)起動電流的 誤差和斷路器瞬動電流的誤差，k一般取1.2；ist全起動電流值，也稱尖峰電流a。所謂全起動電流，是包括周期分量和非周期分量兩部分。非周期分量的衰減時(shí)間約為30ms左右，而一般的非選擇性斷路器的

18、全分?jǐn)鄷r(shí)間在20ms之內(nèi)，因此必須把非周期分量考慮進(jìn)去。ist為1.72倍的電動機(jī)起動電流ist。在諸多文獻(xiàn)中，如建筑電氣設(shè)計(jì)手冊規(guī)定isct(1.72)ist，而工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊規(guī)定isct=1.7ist，有的手冊則規(guī)定icst為22.5倍的電動機(jī)起動電流。低壓電器標(biāo)準(zhǔn)，如jb1284低壓斷路器的編制說明中認(rèn)為，根據(jù)實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)，保護(hù)鼠籠型電動機(jī)的斷路器，其瞬動電流是整定在815倍電動機(jī)的額定電流的，而繞線式電動機(jī)應(yīng)整定在36倍電動機(jī)額定電流。815倍鼠籠型電動機(jī)額定電流是一個(gè)范圍，具體的數(shù)值還需要考慮電動機(jī)的型號、容量、起動條件等等因素。以下，我們分析一下，鼠籠型電動機(jī)起動時(shí)的全起動電

19、流(類峰電流)。2.2.1起動電流的低功率因數(shù)，過渡過程的非周期分量的存在。在這種情況下，周期分量的幅值盡管穩(wěn)定，但受非周期分量的影響，故有尖峰電流流過(功率因數(shù)低，表示電感l(wèi)大，時(shí)間常數(shù)t=l/r大，非周期分量imsin()et/t值大，非周期分量的衰減慢)。當(dāng)起動電流的cos=0.3時(shí)，尖峰電流為起動電流(有效值)的2倍左右；2.2.2殘余電壓的影響而產(chǎn)生的瞬間再合閘的尖峰電流。電動機(jī)切斷電源后再接通時(shí)，當(dāng)切斷電源而電動機(jī)尚未停下，就帶有殘余電壓。這種殘余電壓不僅是由于有剩磁而產(chǎn)生，而且還由于次級線圈(轉(zhuǎn)子)有殘余電流而形成，所存在的殘余電壓與再合閘時(shí)的電源電壓在某一相位時(shí)的疊加， 就會產(chǎn)

20、生尖峰電流。 其大小與電動機(jī)完全停止后再起動相比，要大(殘余電壓電源電壓)比電源電壓倍，這種尖峰電流雖然僅出現(xiàn)12周波，但足以使斷路器的瞬時(shí)脫扣器動作。因?yàn)?1)、(2)兩個(gè)原因，可出現(xiàn)下列情況：2.2.1.1電動機(jī)直接起動由于cos為0.3，尖峰電流為(6in)的2倍，等于 in(有效值)故塑殼式斷路器的瞬時(shí)脫扣器整定電流值最小值為8.5in，(in為電動機(jī)的額定電流)2.2.1.2星三角(y)起動 也假設(shè)為cos0.3，當(dāng)從y起動到運(yùn)轉(zhuǎn)的一瞬間(12周波)，2.2.1.3自耦減壓起動時(shí) cos=0.3，電動機(jī)起動電流為6in，由于有尖峰電流的存在，原來按80抽頭的正常起動電流為3.84in

21、，現(xiàn)提高到7.7in，按65抽頭的正常起動電流為4.3in，現(xiàn)提高到5in。2.2.1.4瞬時(shí)再起動 按cos為0.3，起動電流為6in，考慮到殘余電壓的影響，尖峰電流為最大，是額定電流的24倍(622)(峰值)，其有效值為16.9717，因而斷路器的瞬時(shí)脫扣器的整定電流必須在電動機(jī)額定電流的17倍以上。從以上分析可知，正是電動機(jī)的型號、結(jié)構(gòu)、起動方式等的不同，導(dǎo)致尖峰電流的出現(xiàn)，由此而推出isct在815倍in之內(nèi)(個(gè)別的還可達(dá)到17倍in)，對于瞬時(shí)動作電流可調(diào)的斷路器，其調(diào)節(jié)范圍按815倍in考慮，而大量的塑殼式斷路器(不可調(diào))，取其平均值12in，誤差采用熔斷器保護(hù)電動機(jī)的瞬動，熔斷器

22、的熔體電流可由下式確定： irin ist比 式中：ist 電動機(jī)的起動電流a； 決定起動狀況和熔斷器的系數(shù)，一般為23之間。2.3、鼠籠型電動機(jī)的斷相保護(hù)電動機(jī)的斷相分為兩類，一是電動機(jī)外部的電源線斷線；二是電動機(jī)內(nèi)部定子繞組的斷線，而電動機(jī)內(nèi)部接線又分為星形聯(lián)結(jié)和三角形連接兩種。因此提到斷相必須分清是那一種性質(zhì)，另外，所謂斷相保護(hù)，是指正在運(yùn)行中的電動機(jī)。2.3.1被保護(hù)的電動機(jī)的定子繞組是星形聯(lián)結(jié)，斷相運(yùn)行時(shí)，一般說未斷的兩相電流會增大。由于電壓的不平衡，至少有一相電流增大。因是星形聯(lián)結(jié)，線電流等于相電流，所以對于星形聯(lián)結(jié)的電動機(jī)，選用一般的三極熱繼電器或三極保護(hù)電動機(jī)型的斷路器，是能夠

23、起到有效保護(hù)的。2.3.2被保護(hù)的電動機(jī)的定子繞組是三角形聯(lián)結(jié)，當(dāng)電動機(jī)發(fā)生斷相時(shí)會有兩種情況產(chǎn)生：2.3.2.1電動機(jī)外部的電源線斷線(如熔斷器相熔斷)，i2ph=2iph，i2=i3=i1phi2ph=1.5i 2ph此時(shí)線電流與相電流之間已不是的關(guān)系，線電流已經(jīng)不能正確反映相電流的大小，即不能有效地反映電動機(jī)繞組是否已處于過載狀態(tài)。當(dāng)電動機(jī)在額定負(fù)載下斷相運(yùn)行時(shí)，i1ph=i3ph=0.58in(in為電動機(jī)的額定電流)，i2ph=2iph=1.16in，i2=i3=1.5i2ph=1.51.6in=1.73in。此時(shí)如果選用一般的三極熱繼電器(或斷路器)，勉強(qiáng)可以起保護(hù)作用但是當(dāng)負(fù)載在

24、額定負(fù)載的65下斷線運(yùn)行時(shí)會動作，時(shí)間長了可能燒毀電動機(jī)。為解決保護(hù)問題，應(yīng)采用帶斷相保護(hù)的熱繼電器，如jr 20、t系列、3ua系列等。2.3.2.2電動機(jī)的定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)，繞組斷了一相，此時(shí)就出現(xiàn)： i2=i3=iphi1= i ph可以看到，有一相線電流與未斷線前是一樣的，因此，可以選用一般的三極熱繼電器來保護(hù)。 2.4關(guān)于電動機(jī)的欠電壓保當(dāng)?shù)蛪号潆姾陀秒婋娐芬虬l(fā)生故障而使網(wǎng)絡(luò)電壓大幅度降低時(shí)，就會使正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)出 現(xiàn)疲倒、堵轉(zhuǎn)、使大批電動機(jī)產(chǎn)生幾倍的過電流甚至短路。此時(shí)必須使用保護(hù)電器將故障電 壓切斷，以便保護(hù)電動機(jī)(特別是功率為30kv及以上的電動機(jī))及其線路。電壓降低到足

25、以使電動機(jī)疲倒、堵轉(zhuǎn)的電壓，稱為臨界電壓。在臨界電壓出現(xiàn)時(shí)，低壓保護(hù) 電器恰好會動作就稱為欠電壓保護(hù)。當(dāng)電網(wǎng)電壓低于電動機(jī)的臨界電壓，保護(hù)裝置方始動作，稱為失壓保護(hù)，失壓保護(hù)是欠電壓 保護(hù)的一種。根據(jù)理論計(jì)算，在額定負(fù)載(滿負(fù)荷)時(shí)，鼠籠型電動機(jī)的臨界電壓uk=0.67ue；(ue為電動機(jī)的額定電壓)；繞線型電動機(jī)的臨界電壓uk=0.71ue。如果負(fù)載率是50，則鼠籠型電動機(jī)的臨界電壓uk=0.5ue；繞線型電動機(jī)的臨界電壓uk=0.525ue。 因此從理論值上看(理想的情況)，無論是鼠籠型或繞線型電動機(jī)的欠電壓保護(hù)值，其上限為 0.70ue，下限值為0.5ue，而考慮各種誤差因素，gb140

26、48.2低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備低 壓斷路器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，欠電壓動作電壓值為(7035)ue。我們知道，在電動機(jī)的起動瞬間(或在全電壓下電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí))其電流 變得很大，此時(shí)的電動機(jī)電流i2 (折合到定子的轉(zhuǎn)子電流) ，由于剛起動或堵轉(zhuǎn)，n0，s1，i12很大，一般可達(dá)57倍的in。如果電路的電壓下降到臨界電壓的上限值造成堵轉(zhuǎn)時(shí), 電動機(jī)的電流最大可達(dá)5in，時(shí)間略長就要燒毀電動機(jī)。前者有殘余電壓，故有殘余電磁轉(zhuǎn)矩的作用，這就是電動機(jī)達(dá)到停機(jī)的惰行時(shí)間較長。還可 能帶來本身的短路，且此時(shí)如果電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常，再起動時(shí)，會產(chǎn)生很大的沖擊電流，擴(kuò) 大故障范圍；而在電壓完全消失時(shí)，或者僅

27、有2030額定電壓下，達(dá)到停機(jī)的時(shí)間僅為 純機(jī)械的較短惰行時(shí)間而已，此時(shí)(電動機(jī)尚未全停下)即使電壓恢復(fù)正常，所造成的沖擊電 流也不大。失壓保護(hù)的意義在于防止自起動。 瞬時(shí)動作對于不重要的，不影響生產(chǎn)工藝流程的電動機(jī)，一旦有低于臨界電壓者立即動 作；一般短延時(shí)0.5s左右，短延時(shí)動作主要針對欠電壓對象，用瞬時(shí)動作甩掉一批次要的電動機(jī)， 而用短延時(shí)動作來保住一些主要的電動機(jī)。長延時(shí)動作適用于重要的，起動條件不困難的繞線型電動機(jī)；可以自起動但技術(shù)保安條 例不允許自起動的鼠籠型電動機(jī)，延時(shí)大約510s，通常它的整定時(shí)間大于5s而小于電動機(jī) 的全部惰行時(shí)間。長延時(shí)動作主要針對失壓保護(hù)，其目的是爭取一部

28、分比較重要，而其起動 條件又不困難的電動機(jī)盡可能不退出運(yùn)轉(zhuǎn)。3、電動機(jī)保護(hù)線路及其保護(hù)電器的選擇電動機(jī)保護(hù)的線路大致有以下四種3.1由熱繼電器fr，接觸器km和僅有瞬動保護(hù)的斷路器qf組成， 接觸器用來起動、停止電動機(jī)，熱繼電器用來保護(hù)電動機(jī)的過載，而僅有瞬動保護(hù)的斷路器 是保護(hù)電動機(jī)的短路。3.2由熱繼電器fr，接觸器km和熔斷器fs組成， 熱繼電器保護(hù)電動機(jī)的過載，接觸器起動和停止電動機(jī)，熔斷器作電動機(jī)的短路故障保護(hù)。 3.3由一臺接觸器km和一臺電動機(jī)保護(hù)型的斷路器qf組成，接觸器作為電動機(jī)的起動和停止之用，電動機(jī)保護(hù)型斷路器作電動機(jī)的過載和短路故障的保護(hù)。3.4由一臺電動機(jī)保護(hù)型斷路器

29、組成，電動機(jī)保護(hù)型斷路器，既做電動機(jī)的起動和停止，又作電動機(jī)的過載和短路故障的保護(hù)。 以上四種中，1、2兩種適合于比較頻繁的起動停止電動機(jī)，第3種適合一般頻繁起動， 而第4種只能適用于不頻繁起動和停止。從投資來看，1、2種最不經(jīng)濟(jì)，第4種最經(jīng)濟(jì)，因?yàn)樗缮儆靡慌_起動、停止用的接觸器(和熱繼電器)。但是采用電動機(jī)保護(hù)型的斷路器作電動機(jī)的過載保護(hù)和短路保護(hù),也存在一個(gè) 很難克服的困難。這就是額定電流的匹配問題，例如y型電動機(jī)同是15kw功率，因?yàn)闃O數(shù)等 原因，額定電流就有29、30、31、34安培等規(guī)格。而斷路器的額定電流是嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn) ，以優(yōu)選系數(shù) =1.25的增減來選擇的，如10、13、16、20、25、32、40、50、63、80、100a這樣，15kw電動機(jī)選用的斷路器額定電流只能往上靠32a，它大于29a、30a、31a 、規(guī)格而小于34a規(guī)格的電動機(jī)。對于現(xiàn)在大量應(yīng)市的塑殼式斷路器，盡管有電動機(jī)保護(hù)型 ，但是它的整定電流(額定電流)是不可調(diào)的，往往起不到保護(hù)作用，因此采用斷路器作過載 保護(hù)是不理想的，建議采用過載長延時(shí)整定電流可調(diào)的熱繼電器來充任。上述第1種電動機(jī)保護(hù)線路的斷路器qf是僅有瞬時(shí)保護(hù)性能的。一般的瞬動電流整定值為12i n，而本文第二部分提到的星三角轉(zhuǎn)換和和瞬時(shí)再起動，以及一些特殊使用場所，如電力 機(jī)車的上坡等，瞬動電流整定值可能要求14in甚至更大，