三相异步电动机控制环节优化方案

1.三相异步电动机控制的基本环节

在异步电动机控制电路中，能实现某项功能的若干电器元件的组合，称为一个控制环节，整个控制电路就是由这些控制环节有机地组合而成的。控制电路一般包括电源、起动、保护、运行、停止、制动、联锁、手动工作、点动和信号等基本环节，见表7-6。

表7-6 三相异步电动机控制的基本环节

（续）

上述控制环节并不是每一种控制电路中全都具备，复杂控制电路中的基本环节多一些。这10个环节中最基本的是电源环节、保护环节、起动环节、运行环节、联锁环节和停止环节。

2.自锁、互锁和联锁的区别

“自锁控制”是“自己保持的控制”；“互锁控制”则是“相互制约的控制”，即“不能同时呈现为工作状态的控制”；“联锁控制”则可以理解为“联合动作”，其实质是“按一定顺序动作的控制”。

自锁、互锁和联锁被称为电动机电气控制的“三把锁”，初学者要注意理解这里所谓“锁”的含义，应该加于区别。

3.三相异步电动机常用的保护环节

为了确保电动机长期、安全、可靠无故障地运行，电气控制系统都必须有保护环节，用以保护电动机、电网、电气控制设备及人身的安全。

（1）电动机短路保护

电动机绕组或导线的绝缘损坏，或者电路发生故障时，可能造成短路事故。短路时，若不迅速切断电源，会产生很大的短路电流和电动力，使电气设备损坏。

用于电动机短路保护的常用器件是熔断器和断路器（或刀开关），如图7-3所示。

在短路时，熔断器由于熔体熔断而切断电路起保护作用；断路器在电路出现短路故障时自动跳闸，起保护作用。

（2）电动机过电流保护

对于负载几乎恒定不变的电动机，过电流保护是没有必要的。但有的电动机负载经常变化，经常发生过载、堵转以至烧毁电动机绕组。对于这样运行的电动机必须加装过电流保护装置。三相异步电动机虽有较强的过载能力，但对电动机过载实行反时限特性保护是必要的，也是公众认可的。(www.xing528.com)

图7-3 电动机保护措施举例

过大的负载转矩或不正确的起动方法会引起电动机的过电流故障。尤其是在频繁正反转起动、制动的重复短时工作中过电流比发生短路的可能性更大。

常用的保护元件有过电流继电器和接触器。

图7-4所示为电动机过电流保护电路。图中，TA为电流互感器，KA为电流继电器，KT为时间继电器，KM为交流接触器，SB1为停止按钮，SB2为起动按钮。

图7-4 电动机过电流保护电路

在电动机起动时，由于起动电流较大，这时时间继电器的动断触点先短接电流互感器TA，以避免电动机起动电流流过KA而产生误动作。电动机起动完毕后，电流下降至正常值，时间继电器KT经延时后动作，其动断触头断开，动合触头闭合，把电流互感器KA接入电流互感器电路中，以便电动机运行感应电流。

一旦三相电动机运行电流超过正常工作电流，过电流继电器KA达到吸合电流而吸合，其动断触点断开，KM失电释放，使主回路断电，从而保护电动机过时流时断开电源。

利用互感器及过电流继电器，实现电动机的过电流保护，克服了热继电器过电流保护的缺陷。

（3）电动机断相保护

当运行中的三相电动机断一相电源后，变成两相运行，如果运行时间过长则有可能烧毁电动机。为了防止断相运行烧毁电动机，可以采用多种保护方案。图7-5所示为一种三相电动机断相保护电路，当电动机运行时发生断相后三相电压不平衡，桥式整流则有电压输出，当输出的直流电压达到中间继电器KA动作值时，KA动作，于是与自锁触头串联的动断触头断开，使KM线圈断电其主触头全部释放，电动机停止，起到了保护电动机绕组的作用。

图7-5 电动机断相保护电路

图中，电容C1～C3为2.4μF/500V；电容为C4为100μF/50V；二极管VD₁～VD₄为2CP12；KA为直流12V继电器。

指点迷津

由于电动机断相故障时电流很大，因此要求电流继电器KA的主触点应能满足电动机的最大电流量。