很多機(jī)械都廣泛應(yīng)用電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)，是工礦企業(yè)單位不可缺少的專用設(shè)備。電動(dòng)機(jī)斷相變成缺相運(yùn)行是電動(dòng)機(jī)常見的故障之一，通過對(duì)電動(dòng)機(jī)斷相原因危害進(jìn)行分析，采取積極措施，保證電動(dòng)機(jī)正常的運(yùn)行，減少經(jīng)濟(jì)損失。

1、三相電動(dòng)機(jī)發(fā)生斷相造成缺相運(yùn)行的原因
(1)三相電動(dòng)機(jī)的定子繞組一相斷線或電動(dòng)機(jī)的電源電纜、架空進(jìn)線一相斷線。
(2)三相電動(dòng)機(jī)電源的熔斷器一相熔斷或一相接觸不良。
(3)三相電動(dòng)機(jī)的開關(guān)、刀閘一相接觸不良或一相斷開等。

2、三相電動(dòng)機(jī)發(fā)生斷相造成缺相運(yùn)行的現(xiàn)象
(1)原來停著的三相電動(dòng)機(jī)發(fā)生斷相時(shí),一旦通電不但起動(dòng)不起來,而且還會(huì)發(fā)出“唔唔” 作響的聲音,用手撥一下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的軸,也許電動(dòng)機(jī)能慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)起來。
(2)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的三相電動(dòng)機(jī),發(fā)生斷相造成缺相運(yùn)行時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的電流突然增大,電動(dòng)機(jī)溫升會(huì)由此加劇,嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。

3、三相電動(dòng)機(jī)發(fā)生斷相變成缺相運(yùn)行的危害分析
(1)原來是停著的三相電動(dòng)機(jī),發(fā)生斷相造成缺相時(shí), 電動(dòng)機(jī)的正向力矩等于反向力矩, 合成力矩為零, 說明電動(dòng)機(jī)沒有起動(dòng)力矩, 這就是當(dāng)電動(dòng)機(jī)一相斷電后起動(dòng)不起來的原因，化學(xué)教育中心。這時(shí)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)部分定子繞組有電流通過, 因此電動(dòng)機(jī)的鐵芯中仍有磁通產(chǎn)生, 所以電動(dòng)機(jī)發(fā)出“唔唔” 作響的聲音。
(2)正常運(yùn)行的三相電動(dòng)機(jī)發(fā)生斷相造成缺相運(yùn)行時(shí), 它的轉(zhuǎn)子上作用著兩個(gè)電磁力矩: 一個(gè)正向力矩扭動(dòng)著電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子要使其繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng), 另外出現(xiàn)一個(gè)反向力矩, 起制動(dòng)作用, 使電動(dòng)機(jī)總的合成力矩減小。但只要電動(dòng)機(jī)的電磁合成力矩尚大于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的阻力力矩時(shí), 電動(dòng)機(jī)還是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的, 只是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度陡然變慢罷了。
①若三相電動(dòng)機(jī)在正常狀況時(shí)的最大力矩倍數(shù)(最大力矩 / 額定力矩)大于 2, 那末三相電動(dòng)機(jī)在一相斷電后將能繼續(xù)運(yùn)行; 三相電動(dòng)機(jī)變成缺相運(yùn)行, 因反向磁場的存在, 電動(dòng)機(jī)的無功電流上升、功率因數(shù)降低, 電動(dòng)機(jī)的效率也就降低了。
②若三相電動(dòng)機(jī)一相斷電后仍帶額定負(fù)載運(yùn)行, 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、定子電流將增大, 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子、定子損耗都會(huì)顯著增加, 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱加劇而造成過熱, 嚴(yán)重時(shí)將燒毀電動(dòng)機(jī)。

4、電動(dòng)機(jī)斷相自動(dòng)保護(hù)器的設(shè)計(jì)
正常運(yùn)行中的三相電動(dòng)機(jī)缺一相電源后, 變成兩相運(yùn)行, 斷相一相繞組的電流為零, 而其余兩相的工作電流將增大很多, 其繞組出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象, 如果運(yùn)行時(shí)間過長嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤Фㄗ永@組。為了防止缺相運(yùn)行燒毀電動(dòng)機(jī), 可以采用多種保護(hù)方案。這里介紹一款電子式電動(dòng)機(jī)斷相自動(dòng)保護(hù)器, 如圖 1 所示。  

圖1電動(dòng)機(jī)斷自動(dòng)保護(hù)電路

4.1該保護(hù)電路的組成
電源電路: 由電源變壓器 T、整流二極管VD4、濾波電容C4、C5、限流電阻R8、穩(wěn)壓管 VS 等組成,該電路用來產(chǎn)生 +20V 電壓, 供給繼電器 K 以及驅(qū)動(dòng)電路。
電流檢測電路: 由電流變換器 LA1 、LA2、LA3、整流二極管VD1～VD3、濾波電容 C1～C3 等組成。
起動(dòng)控制電路: 由起動(dòng)按鈕 S1 、停止按鈕 S2 、繼電器 K 、交流接觸器 KM1 、KM2 等組成。
保護(hù)控制電路:由電阻 R1 ～R7 、晶體管V1～V3、繼電器K、交流接觸器 KM1、KM2、等組成。
4.2工作原理

圖2電動(dòng)機(jī)斷和自動(dòng)保護(hù)器的電路板
合上刀開關(guān),按動(dòng)起動(dòng)按鈕 S1 后,交流接觸器 KM1 通電工作, 其三個(gè)主觸頭接通, 使電動(dòng)機(jī) M 起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
三個(gè)電流變換器(LA1～LA3)分別套裝在電動(dòng)機(jī)三相電源的進(jìn)線上, 將三相電流變換成三個(gè)電壓信號(hào),再經(jīng)過 VD1～VD3、C1 ～ C3 的半波整流與濾波后, 分別加到V1～V3 的基極上。V1～V3 和其外圍電阻器組成一個(gè)有三個(gè)輸入端的與門電路。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相電流均正常時(shí),A、B、 C 三端對(duì)地的電壓均相同(約為 -1.5V),此時(shí) V1 ～V3 均導(dǎo)通, 繼電器 K 吸合, 其常開觸頭閉合,使交流接觸器 KM2 的觸頭在按起動(dòng)按鈕 S1 后維持閉合,將電動(dòng)機(jī) M 的三相電源接通。
若由于某種原因造成三相電源中任一相斷相時(shí), 則該相電壓信號(hào)為零, 相應(yīng)的晶體管將截止, 使繼電器 K 和交流接觸器均釋放, 切斷電動(dòng)機(jī) M 的工作電源, 從而保護(hù)電動(dòng)機(jī)不會(huì)因缺一相電源, 變成兩相運(yùn)行, 過熱而損壞。
4.3元器件選擇
R1～R7 選用 1/4W 或 1/8W 碳膜電阻器;R8 選用 2W 金屬膜電阻器。
C1 ～C3 均選用耐壓值為 16V 的電解電容器;C4 和C5 均選用耐壓值為 50V 的電解電容器。
VD1～VD4 均選用 1N4007 硅整流二極管;VS 選用 1W 、20 ～ 24V2CW21K 或2CW115 穩(wěn)壓二極管。
V1 ～V3 均選用 3AX81 或 3AX83 鍺PNP 型晶體管。
K選用吸合電流為22mA、動(dòng)作電壓為16.5V、額定電壓為24V 的JRX 直流繼電器。
電流變換器LA1～LA3 可用聲 0.23mm 的高強(qiáng)度漆包線在 MXO — 2000 磁環(huán)上繞650～800 匝。
KM 選用 CJ20-63 型交流接觸器。

5、結(jié)語
通過仿真軟件對(duì)該電路進(jìn)行了仿真測試, 其結(jié)果是該保護(hù)器的設(shè)計(jì)動(dòng)作可靠、成本低、使用性強(qiáng)。