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引言
水泵電機(jī)常采用三相異步電機(jī)。為了保證電機(jī)安全工作,都裝有短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)裝置。以便出現(xiàn)故障時(shí),自動(dòng)切斷電源,保護(hù)電機(jī)和供電線路。但早期的過(guò)載保護(hù)裝置用熱繼電器如R1一R13系列沒(méi)有缺相保護(hù),當(dāng)發(fā)生電機(jī)缺相運(yùn)行時(shí),將會(huì)燒毀電機(jī),據(jù)維修統(tǒng)計(jì)50今乙的水泵電機(jī)燒毀事故都發(fā)生在電機(jī)缺相運(yùn)行時(shí)。
原因分析
為什么水泵易缺相呢?水泵的工作環(huán)境和運(yùn)行方式有它的特點(diǎn):l)常在深夜電壓高時(shí)運(yùn)行。人們用水高峰在晚土、為補(bǔ)充水池水量,水泵常運(yùn)行至深夜。這時(shí)電源電壓較高,電機(jī)電流大、容易使熔絲燒斷。2)水泵自動(dòng)運(yùn)行,無(wú)人值班。一般采用交流接觸器控制電機(jī)開(kāi)停,接觸器觸頭燒傷或接觸不良做成缺相時(shí),人們不易發(fā)現(xiàn),使電機(jī)發(fā)熱燒毀。3)一般的水泵電機(jī)定子繞組是么接線,一但缺相運(yùn)行,比星形接法的電機(jī)更易燒毀。
水泵電機(jī)運(yùn)行是利用三相交流電通入電機(jī)的三相繞組,在定子腔內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子導(dǎo)體相對(duì)地切割磁場(chǎng)的磁力線,產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),使電機(jī)轉(zhuǎn)起采。為保證電機(jī)的電氣性能,要求定子三相電勢(shì)大小相等,相位互差120”.三相電壓相等、電流平衡。當(dāng)三相電壓不平衡有5%時(shí),電流不平衡會(huì)達(dá)25%,使電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩減少,電磁噪聲增大,繞組發(fā)熱等。現(xiàn)簡(jiǎn)單分析電機(jī)缺相運(yùn)行的情況。正常情況下.Y型接線的電機(jī),線電流等于相電流。線電壓等于!.7倍相電壓。△型接線電機(jī),相電壓等于線電壓,每相繞組的相電流只承受線電流的0.58倍。當(dāng)B相電源斷開(kāi)時(shí),(見(jiàn)圖1)Y型接線電機(jī)阻抗不變,但b相繞組沒(méi)電流,另兩相電流增大。△型接線電機(jī)缺相時(shí),a、b兩繞組串聯(lián)后與C繞組并聯(lián)在電源A,C兩相上,電阻變小,電流增大。在負(fù)載不變時(shí),c相繞組的電流最大,為原電流的兩倍。線路上的線電流增大為原電流的1.73倍。另外,缺相運(yùn)行使繞組三相電動(dòng)勢(shì)不對(duì)稱,電動(dòng)勢(shì)矢量和不為零,繞組會(huì)產(chǎn)生很大的環(huán)流,使電機(jī)發(fā)熱燒毀。作水泵保護(hù)的熔斷器是按額定電流值的1.5一2.5倍來(lái)選取熔絲,而熔絲熔斷電流是熔絲額定電流的1.5倍。即1.5、15=225倍額定電流。當(dāng)缺相時(shí),線電流還沒(méi)達(dá)到熔絲的熔斷值,短路保護(hù)不起作用。熱繼電器的過(guò)載保護(hù)是靠串聯(lián)在主電路的雙金屬片受熱變型來(lái)切斷電源,按電機(jī)額定線電流值米整定。Y型接線電機(jī)缺相運(yùn)行也能保護(hù),而△形接法的電機(jī)因流過(guò)繞組的相電流小于線電流,缺相時(shí)線電流還末達(dá)到整定電流值,熱繼電器不動(dòng)作。但C相繞組因電流過(guò)大而過(guò)熱燒毀。因此,水泵電機(jī)應(yīng)有缺相保護(hù)。
防范措施
對(duì)水泵加裝缺相保護(hù)有多種方法,如:換裝帶缺相保護(hù)的熱繼電器;零序電壓繼電器缺相保護(hù);電子式缺相保護(hù)等器件。下面作簡(jiǎn)略介紹:
選取帶缺相保護(hù)的熱繼電器。JR16系列及JR20系列熱繼電器帶缺相保護(hù)。既可作三相過(guò)載保護(hù),又有缺相運(yùn)行保護(hù)。熱繼電器雙金屬熱元件1、2、3串接在主電路中,當(dāng)過(guò)載電流達(dá)到整定值時(shí),雙金屬片彎曲較大,把外導(dǎo)板5和杠桿8推向左面,繼電器動(dòng)作。(見(jiàn)圖2)當(dāng)一相斷相時(shí),該相熱元件溫度由正常發(fā)熱狀態(tài)下降,雙金屬片伸直,推動(dòng)內(nèi)導(dǎo)板4右移,而另二相因電流增大,雙金屬?gòu)澢哟?加劇外導(dǎo)板5左移,使杠桿扭轉(zhuǎn),加速觸頭分離,起斷相保護(hù)作用。(1、2、3雙金屬熱元件,4內(nèi)導(dǎo)板,5外導(dǎo)板,6、7鉸鏈,8杠桿)。
零序電壓缺相保護(hù)。在中性點(diǎn)接地的三相系統(tǒng)中,正常運(yùn)行的電機(jī)是三相負(fù)載平行的,三相電動(dòng)勢(shì)之和為零,中性點(diǎn)沒(méi)電壓。當(dāng)發(fā)生缺相運(yùn)行,定子繞組三相電壓極度不平行,從而產(chǎn)生零序電壓,升高可達(dá)到25一4 SV。利用這個(gè)電壓,可用一個(gè)24V的小型中間繼電器作零序保護(hù),使串聯(lián)在控制電路的中間繼電器常閉觸頭J斷開(kāi),切斷電源。對(duì)于△型接法的電機(jī),可利用接在電機(jī)三條引出線上的電容器接成△型,作人為中性點(diǎn),(見(jiàn)圖3)電容中性點(diǎn)器選取耐壓4OOV,2uf即可。
電子式缺相保護(hù)。市面上有多種利用集成電路制成的電子式缺相保護(hù)。其中一種用555時(shí)基電路組成的單穩(wěn)態(tài)電路,具有制作容易、靈敏度高、工作可靠的特點(diǎn)。電路見(jiàn)(圖4)。這種電路是利用三相全波整流輸出的電流是否連續(xù)不斷來(lái)作電機(jī)保護(hù)。正常情況下,三相全波整流輸出電流連續(xù),不出現(xiàn)零電流點(diǎn)。PC輸人連續(xù)電流、輸出端一直導(dǎo)通。555集成電路第2腳高電位,第4和6腳在開(kāi)機(jī)延時(shí)作用復(fù)位。第3,7腳輸出低電平,繼電器Jl不動(dòng)作。缺一相后、三相全波整流變單相全波整流輸出,有電流零點(diǎn)出現(xiàn)。當(dāng)電流為零時(shí),PC輸出截止,555第2腳出現(xiàn)下跳脈沖置位、第3,7腳輸出高電平,繼電器J1吸合,使電機(jī)失電保護(hù)。
(CI一電容400v0.l,f,CZ一電容25V0.l似f。R一電阻l/ZW100K。PC一光電開(kāi)關(guān)4N25,J一12V繼電器,C一380V交流接觸器)。
結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)以上介紹,電機(jī)加裝缺相保護(hù),所花費(fèi)用不多,但能有效保護(hù)水泵電機(jī),建議推廣應(yīng)用。
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