安徽蚌埠机电技师学院   黄谊

[摘要]中小型三相电动机的结构简单、成本低廉，它的机械特性能满足大多数生产机械的要求，因此在生产和生活各方面用处很大。文章从引言、常用中小型三相异步电动机电路等介绍了一种带有保护的中小型三相异步电动机电路。

[关键词]三相异步电动机、保护电路  过流监测  缺相监测

电动机是利用电磁感应原理，把电能转换为机械能，输出转矩的原动机。根据电动机使用的电流性质可分为交流电动机和直流电动机两大类。交流电动机按所使用的相数可分为单相电动机和三相电动机两种，三相电动机又分为同步和异步两种。

中小型三相异步电动机具有结构简单、工作可靠，使用和维修方便等优点，它的机械特性能满足大多数生产机械的要求，因此在工农业生产和生活各方面都得到广泛应用。中小型三相异步电动机是中小电动机的主导产品，其作为最重要的动力设备之一，将电能转换为机械能，驱动各类机械设备，广泛用于化工、纺织、冶金、建筑、农机、矿山、轻工等行业，大量作为风机、水泵、压缩机、机床、印刷机、造纸机、轧钢机、空调机、城市地铁、轻轨交通以及矿山电动车等主要机械驱动的动力源，是一种产量大、配套面广的机电产品，对国民经济、节能、环保以及人们日常生活等各个领域有着极其密切的关系和重要影响，发挥了不可或缺和不可替代的作用。

1、常用中小型三相异步电动机电路

一种中小型异步电动机主电路和保护电路结构如图1所示。其中主电路线路采用磁力起动器的基本电路，由三相电源、刀开关QS、熔断器FU1、接触器的常开主触点KM、热继电器的发热元件FR及电动机M组成；控制电路由熔断器FU2、停止按钮SB2、起动按钮SB1、接触器线圈KM及其常开辅助触点KM以及热继电器的常闭触点FR组成。虚线部分为保护控制电路。主电路和控制电路使用同一三相电源。

图1  三相异步电动机的主控制电路原理图

 正常起动时，先合上电源开关QS，再按下起动按钮SB1，接触器KM的线圈通电，衔铁吸合，三个常开主触头KM闭合，电动机M起动。与此同时，与启动按钮并联的接触器的常开辅助触点KM也闭合，保证了手离开按钮时，接触器KM线圈可继续通电。正常停止时，可按下停止按钮SB2，使接触器的线圈断电，衔铁释放，主触点和自锁触点均复位（打开）,电动机脱离电源而停转。这一线路也是磁力起动器的基本电路

2、一种带有保护电路的中小型三相异步电动机电路

保护电路电原理图如图2所示。该电路由断相保护电路，过流保护电路构成。

图2带有保护电路三相异步电动机电路

在正常额定电源下，三相变压器T1次级输出二路交流电压，一路组成直流稳压电路，作为整个保护电路的稳压电源；一路供给由R1、R2、R3组成的Y型取样电路，正常交流电压下，O’点对中点O电压=0v，R4、D1、R5 分压产生UA=0 v，经电阻送入运放LM358I构成比较器的同相输入端，+15直流电源在B点产生一电压UB=3v送入比较器的反相输入端，此时运放输出低电平。在无过流的情况下，或门输出低电平，三极管BG截止，从而继电器K不吸合，其常比触点闭合，电动机可以正常起动运行。电容C1为防止断相监测产生误动作，增加一个短延时切断电路，以防止保护电路产生误动作。

当发生断相时，O’点对中点O电压不再为0，此时UA高于UB，运放LM358I组成的比较器此时输出高电平。三极管BG导通，从而继电器K吸合，起触点断开交流接触器线圈KM失电，其常开主触点KM断开，电动机脱离三相电源。

    当三相异步电动机在正常电压下运转时，电流互感器T2初级中有电流流过，次级感应出1.5V交流电压，经电阻R11,D4,R12分压产生UP，送入LM358II构成比较器的同相输入端，+15V直流电源在Q点产生一电压UQ=3V送入比较器的反相输入端，此时运放LM358II输出低电平。在无断相的情况下，或门输出低电平，三极管BG截止，从而继电器K不吸合，其常闭触点闭合，电动机可以正常起动运行。    

当三相异步电动机在正常电压下运转时，电流互感器T2初级边中有电流流过，次级边感应出1.5伏交流电压，经电阻R11、D4、R12分压产生UP高于UP时,送入LM358II构成的同相比较器的同相输入端，+15伏直流电源在Q点产生一电压UQ=3V送入比较器的反相输入端，此时运放LM358II输出低电平。在无断相的情况下，或门输出低电平，三极管BG截止，从而继电器K不吸合，其常闭触点闭合，电动机可以正常起动运行。

当电流增大到额定电流的1.2倍以上时，发生过流，电流互感器T2初级中电流增大，次级感应出3V以上交流电压，经电阻R11、D4、R12分压产生UP高于UQ时，运放LM358II组成的比较器此时输出高电平。三极管BG导通，从而继电器K吸合，交流接触器线圈失电，其常开主触点KM断开，电动机脱离三相电源。电容C2为防止起动时的大电流产生误动作，增加一个延时过流切断电路，有效防止误动作。

当三相电源断相和电动机过载同时发生时，运放LM358I、LM358II同时输出高电平，或门输出高电平，使三极管BG导通，从而继电器K吸合，交流接触器线圈失电，其常开主触点KM断开，电动机脱离三相电源。

需要注意的是，对功率不同的电动机，额定电流是不同的，在设计电路时要根据不同的额定电流设计过流保护点。为了验证在智能建筑机械中应用是否正确，我们使用三相异步电动机、搅拌机、压路机等假负载    做过流和断相保护功能试验。试验结果表明，过载保和断电保护功能均达到拟定技术指标。欠压保护试验当电网电压降到85%时，保护电路自动切断电供电，符合设计要求。

3、结束语

如何选用中小型三相异步电动机，首先按现有的电源供电方式及容量选用电动机额定电压及功率，目前我国供电电网频率为50赫兹，主要常用的电压等级有110V、220V、380V、660V、1000V、3000V、6000V、0000V等，电动机功率选用除了满足拖动的机械负载要求外，还应考虑是否具备足够容量的供电网络；其次电动机类型的选择与使用要求、运行地点环境污染和气候条件等有关；最后外壳防护等级的选用直接涉及人身安全和设备可靠运行，应根据电动机的使用场合，防止人体接触到电动机内部危险部件，防止固体异物进入机壳内，防止水进入壳内对电机造成有害影响。

参考文献

[1]. 《电力拖动控制线路与技能训练》  中国劳动社会保障出版社

[2].  周云波. 三相异步电动机实验的改进【J】.教育学院学报 2003.23（3）58－59                           

[3].  王建伟.一种简单合理的电动机缺相保护电路【J】.电机技术.2000（3） 

[4].  秦曾煌.电工学（第五版）【M】.北京：高等教育出版社.1999.

[5].  陈明义.电子技术课程设计实用教程[S],2002.5

[6].  齐宝林.实用电动机控制电路200例,2004.6下载本文