很多机械都广泛应用电动机来拖动，是工矿企业单位不可缺少的专用设备。电动机断相变成缺相运行是电动机常见的故障之一，通过对电动机断相原因危害进行分析，采取积极措施，保证电动机正常的运行，减少经济损失。

1、三相电动机发生断相造成缺相运行的原因(1)三相电动机的定子绕组一相断线或电动机的电源电缆、架空进线一相断线。(2)三相电动机电源的熔断器一相熔断或一相接触不良。(3)三相电动机的开关、刀闸一相接触不良或一相断开等。

2、三相电动机发生断相造成缺相运行的现象(1)原来停着的三相电动机发生断相时,一旦通电不但起动不起来,而且还会发出“唔唔”作响的声音,用手拨一下电动机转子的轴,也许电动机能慢慢转动起来。(2)正常运转的三相电动机,发生断相造成缺相运行时,电动机转子的电流突然增大,电动机温升会由此加剧,严重时甚至烧毁电动机。

3、三相电动机发生断相变成缺相运行的危害分析(1)原来是停着的三相电动机,发生断相造成缺相时,电动机的正向力矩等于反向力矩,合成力矩为零,说明电动机没有起动力矩,这就是当电动机一相断电后起动不起来的原因。这时因为电动机部分定子绕组有电流通过,因此电动机的铁芯中仍有磁通产生,所以电动机发出“唔唔”作响的声音。(2)正常运行的三相电动机发生断相造成缺相运行时,它的转子上作用着两个电磁力矩:一个正向力矩扭动着电动机的转子要使其继续转动,另外出现一个反向力矩,起制动作用,使电动机总的合成力矩减小。但只要电动机的电磁合成力矩尚大于电动机转轴上的阻力力矩时,电动机还是可以转动的,只是电动机的转动速度陡然变慢罢了。①若三相电动机在正常状况时的最大力矩倍数(最大力矩/额定力矩)大于2,那末三相电动机在一相断电后将能继续运行;三相电动机变成缺相运行,因反向磁场的存在,电动机的无功电流上升、功率因数降低,电动机的效率也就降低了。②若三相电动机一相断电后仍带额定负载运行,电动机的转子、定子电流将增大,电动机的转子、定子损耗都会显著增加,电动机的发热加剧而造成过热,严重时将烧毁电动机。

4、电动机断相自动保护器的设计正常运行中的三相电动机缺一相电源后,变成两相运行,断相一相绕组的电流为零,而其余两相的工作电流将增大很多,其绕组出现发热现象,如果运行时间过长严重时甚至会烧毁定子绕组。为了防止缺相运行烧毁电动机,可以采用多种保护方案。这里介绍一款电子式电动机断相自动保护器,如图1所示。

图1电动机断自动保护电路

4.1该保护电路的组成电源电路:由电源变压器T、整流二极管VD4、滤波电容C4、C5、限流电阻R8、稳压管VS等组成,该电路用来产生+20V电压,供给继电器K以及驱动电路。电流检测电路:由电流变换器LA1、LA2、LA3、整流二极管VD1～VD3、滤波电容C1～C3等组成。起动控制电路:由起动按钮S1、停止按钮S2、继电器K、交流接触器KM1、KM2等组成。保护控制电路:由电阻R1～R7、晶体管V1～V3、继电器K、交流接触器KM1、KM2、等组成。4.2工作原理

图2电动机断和自动保护器的电路板合上刀开关,按动起动按钮S1后,交流接触器KM1通电工作,其三个主触头接通,使电动机M起动运转。三个电流变换器(LA1～LA3)分别套装在电动机三相电源的进线上,将三相电流变换成三个电压信号,再经过VD1～VD3、C1～C3的半波整流与滤波后,分别加到V1～V3的基极上。V1～V3和其外围电阻器组成一个有三个输入端的与门电路。当电动机的三相电流均正常时,A、B、C三端对地的电压均相同(约为-1.5V),此时V1～V3均导通,继电器K吸合,其常开触头闭合,使交流接触器KM2的触头在按起动按钮S1后维持闭合,将电动机M的三相电源接通。若由于某种原因造成三相电源中任一相断相时,则该相电压信号为零,相应的晶体管将截止,使继电器K和交流接触器均释放,切断电动机M的工作电源,从而保护电动机不会因缺一相电源,变成两相运行,过热而损坏。4.3元器件选择R1～R7选用1/4W或1/8W碳膜电阻器;R8选用2W金属膜电阻器。C1～C3均选用耐压值为16V的电解电容器;C4和C5均选用耐压值为50V的电解电容器。VD1～VD4均选用1N硅整流二极管;VS选用1W、20～24V2CW21K或2CW稳压二极管。V1～V3均选用3AX81或3AX83锗PNP型晶体管。K选用吸合电流为22mA、动作电压为16.5V、额定电压为24V的JRX直流继电器。电流变换器LA1～LA3可用声0.23mm的高强度漆包线在MXO—磁环上绕～匝。KM选用CJ20-63型交流接触器。

5、结语通过仿真软件对该电路进行了仿真测试,其结果是该保护器的设计动作可靠、成本低、使用性强。