赣州西门子S7-200代理商

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在自耦变压器降压起动的控制线路中，限制电动机起动电流是依靠自耦变压器的降压作用来实现的。自耦变压器的初级和电源相接，自耦变压器的次级与电动机相联。自耦变压器的次级一般有3个抽头，可得到3种数值不等的电压。使用时，可根据起动电流和起动转矩的要求灵活选择。电动机起动时，定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压，一旦起动完毕，自耦变压器便被切除，电动机直接接至电源，即得到自耦变压器的一次电压，电动机进入全电压运行。通常称这种自耦变压器为起动补偿器。这一线路的设计思想和串电阻起动线路基本相同，都是按时间原则来完成电动机起动过程的。 

 图：定子串自耦变压器降压起动控制线路

线路工作原理：

闭合开关QS。

起动 按下按钮SB2，KM1和时间继电器KT同时得电，KM1常开主触点闭合，电动机经星形连接的自耦变压器接至电源降压起动。

       时间继电器KT经一定时间到达延时值，其常开延时触点闭合，中间继电器KA得电并自锁，KA的常闭触点断开，使接触器KM1线圈失电，KM1主触点断开，将自耦变压器从电网切除,KM1常开辅助触点断开，KT线圈失电，KM1常闭触点恢复闭合，在KM1失电后，使接触器KM2线圈得电，KM2的主触点闭合，将电动机直接接入电源，使之在全电压下正常运行。

停止 按下按钮SB1，KM2线圈失电，电动机停止转动。

       在自耦变压器降压起动过程中，起动电流与起动转矩的比值按变比平方倍降低。在获得同样起动转矩的情况下，采用自耦变压器降压起动从电网获取的电流，比采用电阻降压起动要小得多，对电网电流冲击小，功率损耗小。所以自耦变压器被称之为起动补偿器。换句话说，若从电网取得同样大小的起动电流，采用自耦变压器降压起动会产生较大的起动转矩。这种起动方法常用于容量较大、正常运行为星形接法的电动机。其缺点是自耦变压器价格较贵，相对电阻结构复杂，体积庞大，且是按照非连续工作制设计制造的，故不允许频繁操作。

一、三相异步电动机断相运行，会烧损电动机的原因 
三相异步电动机在断相情况下运行（俗称单相），会造成电动机定子绕组烧毁的事故。
造成断相运行的原因有多种，如：供电变压器的初级或次级的一相熔断器熔断，电动机供电线路有故障，熔丝螺钉未拧紧或拧得过紧；熔丝选择不合适或熔芯质量不好，个别提早拧断；电动机绕组一相断线或接线处接头接触不良，铜铝接头处发生电化反应，造成接触电阻增大等等。
三相异步电动机断相运行，会烧损电动机的原因是；一相断电后，逆序磁场产生较大的制动力矩，减少了电动机的输出力矩，当外加负载不变时，转差率增大，定子绕组中电流比正常运转时增大很多(如负载为时，电流将增大到额定电流的1.7—2.0倍)，致使铜损增大。此外电动机转子被接近于100赫兹的逆序磁场交变磁化，铁損也增大。由于铜损、铁损都增大，结果使电动机温度增高，终导致定子绕组烧毁。
实践中经常发现，虽然在电动机电源线路中加装了热继电器， 但电动机仍因缺相运行烧坏了绕组，而热继电器却未动作。这是因为普通的热继电器不能可靠地保护三角形接法电动机的缺相运行。其原因可用图22001和22002来分析。
     

三角形接法的电动机在满载运行时，如果一相断电，则其余两根电源线中的线电流约为额定电流的173%，热继电器能动作，可以起到断相保护作用。如果电动机在55%—67%额定负载下运行，电源一相断电(见图22002)，这时两相绕组的电流为38% 额定线电流。一相绕组的电流为74%额定线电流，大于原额定相电流(58%I额)，这相绕组的过电流为：
74% I额-58% I额=16% I额 
但这时流过热继电器热元件上的电流只是112%额定线电流。热继电器整定电流一般为电动机的额定线电流，所以热继电器长期不动作。因此，这相绕组就会因长时间过载而烧坏。
根据以上分析，普通型号的热继电器，对于三角形接法的电动机不一定能起到断相保护的作用。所以三角形接法的电动机，必须采用带断相保护机构的热继电器(如JR16-口/3D型) 才能比较可靠地保护电动机。对于星形接法的电动机，采用普通型号的热继电器，只要正确使用，是可以起到断相保护作用的。
二、三相异步电动机断相运行的保护 
三相异步电动机断相运行的保护方法有多种，除采用带断相保护机构的热继电器外，还可以采用以下几种简单易行的方法：
一）零序电压继电器保护 
1、星形接法的电动机，零序电压继电器保护线路. 
星形接法电动机星中点对地电压，理论上为零。实际上，因三相电源电压不平衡；电动机三相绕组阻抗不平衡，电动机星中点电压将大于零，多为几伏( 一般为相电压的3%-4%左右).当一相断电时，由于零序电压的影响，使电动机中点偏移，中点电压要升高到几十伏(25-45伏左右)。如在电动机星中点至中性线N部分，接一只继电器，则这时继电器会动作，从而起到断相保护的作用，这种保护的缺点是电动机在空载时断相运行可靠性差。但电动机一般是在40%额定负载以上时，断电运行才会造成危害，因此空载断相运行，不会烧坏电动机。此外，在断电时，电动机中点偏移方向可能与电网中点偏移方向相反。电网中点偏移是由于各相负载不平衡造成的。这种偏移一般在10伏左右。但将继电器工作电压整定在25伏—10伏=15伏左右，也能保证可靠工作。一般将继电器工作电压整定在12~24伏为宜。
图22003所示为星形接法的电动机之零序电压继电器保护线路。

2、三角形接法电动机零序电压继电器保护线路
三角形接法的电动机可采用三只电阻或三只电容(阻值或容量三只一定相等)，将这三个电阻（或电容）接成星形，来形成一个人为的星中点。
图22004所示为三角形接法电动机零序电压继电器保护线路。
 

当电动机断相运行时，继电器KA吸合，KA常闭触头切断交流接触器KM线圈回路，KM 断电释放，电动机停转。使电动机获得保护。
二）熔丝电压保护
熔丝熔断后，熔丝的两端必然产生电压，此电压是由断路的一相绕组的感应电势与电源电压的向量差所形成的。
断丝电压的大小与电动机负载情况有关。 在三相熔断器两端分别并接一只继电器(也可以用一只继电器铁芯上套三只线圈，每只线圈并连一只熔断器)，如图22005所示：

 
利用断丝电压可使继电器动作。继电器的电压一般选在60伏左右。
断丝电压保护方法，只适用于因熔丝熔断而产生的断相运行。

三）普通热继电器的保护方法 
把普通热继电器的三个热元件分别与电动机每相绕组相串联，如图22006所示。

热继电器的电流整定为电动机额定“相”电流，将热继电器常闭触头，串接在控制线路中（图中没有画出）。如果电动机断相运行，热断电器动作，及时切断电动机电源。（信息来源：www.dqjsw.com.cn电气自动化技术网）
这种方法能起到较好的保护作用，但电动机要多引出三根导线。

四）用欠电流继电器保护
用欠电流继电器保护的线路，如图22007所示。
 

如果发生断相运行，则接在断相上的欠电流继电器动作，立即切断控制线路电源，接触器KM断电释放，电动机失电，从而得到保护。
以上是几种比较简单易行的断电保护方法. 在自制三相异步电动机断相保护装置时，可参考以上方案，要因地制宜，讲究实效。断相保护装置完成后，要进行多次试验，以求安全可靠。
据国内的不完全统计，断相事故占电动机事故总数50％—85% 。因此，电动机的断相保护要引起我们的足够重视。