单相运行保护方法及原理解析

单相运行保护属于过载保护范围。但是，现行的过载保护措施不能完全使电动机免于单相运行故障。据统计，因单相运行故障而烧坏的电动机绕组占修理的50%左右。所以，对单相运行保护有单独提出的必要。

异步电动机单相运行保护的措施有多种方法，仅举常见的几种。

1.谐波电流断相保护

如图3-4所示，采用三个饱和电流互感器TA，一次侧分别接在电动机的三相输入线路中，二次绕组的首、末端顺次串接。由于互感器工作在饱和状态，铁心中的磁通主要包含基波和三次谐波，因此在互感器的副绕组中感应的电动势，也以基波和三次谐波为主。

电动机正常运行时，串联的三个互感器二次侧的输出电压中，基波电动势为零，只有三次谐波电动势存在。这样，输出的信号电流经整流后，直接作用于高灵敏继电器KA，保证电动机正常工作。若出现单相运行故障时，互感器初级绕组中流过大小相等、相位差为180°的两个电流，故副边中不存在基波和三次谐波电动势，信号电流为零。使继电器KA释放，接触器KM断电，电动机停止运行。

2.断丝电压保护

当熔断器断丝发生单相运行故障时，可采用断丝电压保护。将三个线圈绕在一个公共铁心上，做成保护线路，如图3-5所示。

图3-4 谐波电流断相保护电路

只要一相熔丝断开，保护继电器KA的常闭触头断开，使继电器KM线圈断电，从而使电动机断电。该线路简单，但只能实现熔丝断丝保护，不能保护其他原因造成的单相运行故障。(www.xing528.com)

3.热敏电阻保护

这种保护方法，是根据电动机发生单相运行故障前后，定子绕组发生温度变化的原理而设计的。在每相绕组的端部或槽内分别放置一个半导体开关型热敏电阻（简称PTC），其继电效应明显。热敏电阻保护电路，如图3-6所示。

图3-5 断丝电压保护线路

图3-6 热敏电阻保护电路

三个热敏电阻串联后，接在小型电磁继电器KA线路中。电动机正常运行时，变压器Tr有电，经二极管VD整流后，流经热敏电阻向KA供电。因热敏电阻此时电阻较小，电路中电流大到足够使KA吸合。

若电动机发生单相运行故障，绕组过热使热敏电阻温度升高，阻值增加。电路中的电流下降，继电器KA释放，触头断开。最后导致接触器KM的线圈断电，电动机脱离电源。

这种方法，不仅适用于电动机的单相运行故障，对电动机的严重过载等过热出现，也可起到保护作用。