一种三相交流电动机启动器缺相保护电路的设计

　　常规三相电动机大多数是采用磁力启动器来实现远程启动控制(图1)，它只具有短路、过载保护功能，对缺相引起烧电动机是毫无防范的。主电路从熔瞬器开始向下的任何部位缺相，控制电路都不会作任何对应反应。

　　经研究、分析，在电动机运行主电路回路里会出现三相电源进线缺相；熔断器熔断或接触不良缺相；接‘触器压线端松动，或由于振动导致导线接触不良，最终导致大电流发热烧断导线的缺相，过载保护FR热元件过热膨胀系数不稳定、不一致，而驱动机构又失灵，不能断开控制回路导致缺相而烧坏电动机。显然，不管哪种缺相，过载保护FR放在了电动机的进线端是最后一道防线，越过这道防线，电动机就会烧坏。

　　所谓缺相保护就是要保证电源到电动机终端的三相电压保持不缺相，为达到这个目标，在控制方式上需要作巧妙的设计、安排。既要使用同类器件(全触点电路)，又要简单、稳定、可靠。既要保证在正常的运行过程中任何部位出现缺相能起到保护作用，又要保证带缺相故障时不能投入运行。为此笔者提出了图2、图3、图4所示的电动机缺相保护电路图的设计方案来表示设计构思和缺相保护的理念和方法。

　　图2首先把电动机的主电路进行重新组合，器件之间的顺序串联关系为：三相电源L1、L2、L3；隔离开关SQ,三相熔断器FU1、FU2、FU3；三相热继电器FR；接触器KM!三相电动机M。显然，这种新建连接关系把能基本保障三相传输功能的器件FU、FR放在KM与隔离开关SQ之间。主电路以接触器KM为界，从KM前端引接三相作为相互牵制启动电源，从三相电源源头上就起到了缺相保护作用;KM后端接电动机及控制、缺相保护执行部分，KM后面继电器KA2的应用达到了保障电动机运行时三相电源正常及控制电源的维持作用。控制电源经过KA2串联的常开动合触点，到过载保护控制触点FR、停止按钮SB1、接触器辅助触点KM、接触器线圈KM。控制部分与电动机主电路处于同一得电工作、不得电停止的状态，本缺相保护设计的应用实施图与常规控制器在方法上存在着根本的不同。

　　设计中所用器件与传统磁力电器同类、同寿、同性能，自成一体，贯通性强。过载保护器FR的位置设置是明显的标志之一；三相牵制性启动电源、妙趣的取电方式和双路触点启动按钮SB2的应用是明显标志之二；控制部分设在电动机负荷端来作为最终检测缺相手段是本缺相保护电路明显的标志之三。特点是构思较独特、所选用器件较少，适用性强，功能可靠。但图2的不足是在单相控制要求的回路中不能使用，同时对控制回路有相位要求。因此在图2缺相保护理念的基础和要求上又进一步设计出了图3。

　　图3和图2主电路相同，但把控制电路移到KM前端，适应了交流220V的控制回路条件。在KM上端A，B、C点接熔断器FU4、FU5、FU6，FU5、FU6之间串联连接KAl、SB2构成启动部分；FU4与继电器KA2，KA3(缺相保护)相互串联的常开动合触点、过载保护触点FR、停止按钮SB2，主接触器KM的辅助自锁触点KM、主接触器线圈KM相串联连接，构成控制回路，相互串联连接的启动继电器KA1常开动合触点与G、H点相并接。在KM下端D、E、F点上引接了KA2、KA3继电器线圈(缺相检测器)。D点接线圈KA2，E、F之间串联连接线圈KA3，再由KA2、KA3的常开动合触点接通KA2线圈的回路不能正常启动的控制电路最后还是由SB2的取电启动方式来激活、完善控制电路。当按下(接通)、松开(断开)图3中SB2瞬间，KM线圈通过KAl动合触点强制得电，主电路上接触器主触头KM打通电动机M、缺相检测器电源。而此时KA2、KA3线圈必须都得额定吸合电压后，控制电路中对应的触点KA2、KA3(缺相保护电路)一致动合，继续经FR过载保护触点、SB1停止按钮、KM自锁触点控制整个电路。这时除电动机本身外，在电路任何部位缺相，控制电路都会监测、保护电动机正常运行。其对应触点KA2、KA3串接在控制回路中，如任一相缺相都会使线圈失电释放，控制回路上对应触点断开。

　　如由图3交流220V控制回路再回到380V控制回路要求，只需轻巧地改变KM线圈的回路线，即断开图3中的N点，连接到FU6为图4中的1点。

　　以图4为例作缺相假设性的分析：1、遇启动前缺相：(1)合上SQ，在FR输出处W1缺相。按下SB2虽然继电器KA1能动作，但由于A点没有电，使整个控制电路无法工作；(2)在FR输出处U1、或V1缺相，KA1因不得电将无法启动控制系统。上述两点在正常运行中发生缺相同样会停止运行保护。2、遇正常运行后的缺相：(1)D点缺相，继盅器线圈KA2失电，引起串联在控制回路中相互串联的KA2动合触点断开整个控制回路，(2)E点缺相，继电器线圈KA3失电，引起串联在控制回路中相互串联的KA3动合触点断开整个控制回路；(3)F点缺相，继电器线圈KA2、KA3同时失电，引起串联在控制回路中相互串联的KA2、KA3动合触点断开整个控制回路，即触点表决不一致而关闭控制系统，保护了电动机。从控制电路到主电路都设置了防止各种原因导致的缺相可能性方案。在启动、运行过程中任何环节出现缺相，电路都将回到待启动状态，有待排除缺相故障才能正常启动、运行。

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