摘要：電(diàn)源缺相(xiāng)易(yì)造(zào)成電(diàn)動機燒(shāo)損(sǔn)，不(bù)僅嚴重危害電動(dòng)機的運(yùn)行，而(ér)且(qiě)造成維護(hù)困(kùn)難(nán)。在不(bù)添(tiān)加缺相(xiāng)保護(hù)器前(qián)提下(xià)，同(tóng)時(shí)不(bù)改變原有設備性能，對電(diàn)動(dòng)機(jī)控製電路(lù)做適當調整(zhěng)，實(shí)現(xiàn)缺相(xiāng)保護(hù)功(gōng)能，有效(xiào)保(bǎo)護電動(dòng)機(jī)。該(gāi)法簡(jiǎn)單(dān)易行，成本極(jí)低(dī)。

關鍵詞(cí)：三相電動機；缺相故障；保護(hù)電路；電(diàn)路改進；故(gù)障對比(bǐ)

0 引言

    三相(xiāng)電動機(jī)作為一種(zhǒng)*的(dí)設(shè)備，在(zài)天車，消防(fáng)泵(bèng)，水泵(bèng)，風(fēng)泵(bèng)，油(yóu)泵，空(kōng)氣(qì)壓縮(suō)機，大(dà)型(xíng)車床(chuáng)等(děng)有著廣(guǎng)泛的(dí)應用。三(sān)相電(diàn)動(dòng)機(jī)為大多數(shù)設(shè)備提供(gōng)著動(dòng)力，一(yī)個現(xiàn)代(dài)化(huà)的(dí)工廠(chǎng)甚至需要(yào)幾百到(dào)上萬(wàn)台電動機，因此三相電動機的(dí)事(shì)故率嚴重(zhòng)影(yǐng)響(xiǎng)著工業生(shēng)產的(dí)效(xiào)率，安(ān)全(quán)和(hé)維護(hù)成本。然而(ér)在(zài)各種設(shè)備在(zài)出廠設計(jì)和(hé)製造(zào)過(guò)程(chéng)中(zhōng)，三相電動(dòng)機啟動和(hé)運行控製(zhì)電路(lù)，大部分采(cǎi)用(yòng)降(jiàng)壓啟動（即(jí)星(xīng)三角形(xíng)啟動，自耦變(biàn)壓器降(jiàng)壓(yā)啟(qǐ)動(dòng)等(děng)），決大多(duō)數(shù)在(zài)控製(zhì)方(fāng)麵僅僅考(kǎo)慮電壓(yā)不足(zú)時(shí)的保護(hù)，沒有考(kǎo)慮當(dāng)三(sān)相交(jiāo)流電(diàn)出現缺(quē)相時(shí)如何對(duì)電(diàn)動(dòng)機(jī)進行控(kòng)製保護。然而，電源(yuán)缺相，對(duì)三相電動機的(dí)啟動和運行(háng)危害很大，極易(yì)造(zào)成(chéng)電動機燒(shāo)損，常常(cháng)給(gěi)生產帶(dài)來(lái)不便，造成企(qǐ)業(yè)損失。

    在長期實(shí)際維(wéi)護中(zhōng)，對(duì)三相電(diàn)機故障原(yuán)因(yīn)進行了(liǎo)統(tǒng)計(jì)分析(xī)，故障原(yuán)因(yīn)占比如圖(tú)1所示。

圖(tú)1三(sān)相電(diàn)機故(gù)障分(fēn)

    其中，三相電機(jī)缺(quē)相故障(zhàng)占比(bǐ)達到(dào)71%，三相電機(jī)缺(quē)相(xiāng)是造成電(diàn)動(dòng)機(jī)損(sǔn)毀(huǐ)的(dí)主(zhǔ)要原因，其造成(chéng)的安(ān)全(quán)隱(yǐn)患和經(jīng)濟損失不可輕(qīng)視。如(rú)何(hé)進行三相電(diàn)機(jī)的(dí)缺(quē)相保(bǎo)護是工業(yè)維(wéi)護的重(zhòng)中之重(zhòng)。

    現在，對(duì)三(sān)相電動機的(dí)缺相保護已(yǐ)較(jiào)多(duō)采(cǎi)用電(diàn)子電(diàn)路(lù)缺(quē)相保(bǎo)護，集成電路(lù)缺(quē)相保護等，但這些保(bǎo)護方法，電路復雜價(jià)格較貴，不利於降(jiàng)低(dī)企業成本(běn)。本文(wén)選擇一種三相電(diàn)機缺(quē)相啟動(dòng)和運行(háng)的控(kòng)製綫路應(yīng)用(yòng)在三(sān)相電機中，在(zài)不添加缺相保護器的(dí)前提下，同(tóng)時(shí)不改(gǎi)變原有設(shè)備(bèi)性(xìng)能(néng)，對(duì)三相(xiāng)電動(dòng)機(jī)控(kòng)製電(diàn)路(lù)稍調(tiáo)整，就(jiù)達到(dào)缺相(xiāng)保護功能的(dí)方式，有(yǒu)效保(bǎo)護(hù)三相電(diàn)動(dòng)機。

1 缺相(xiāng)保護原理

    根(gēn)據三(sān)相交(jiāo)流異步電(diàn)機啟動(dòng)和(hé)運(yùn)行(háng)控製原(yuán)理(lǐ)要(yào)求，在(zài)原有(yǒu)三相電機控製綫(xiàn)路(lù)基(jī)礎(chǔ)上稍作調整(zhěng)，使(shǐ)其綫路具(jù)有缺保(bǎo)相護(hù)作用(yòng)，電路如(rú)圖(tú)2（a）所示。

圖(tú)2係統原理圖(tú)

    圖 2(a)中(zhōng) SB1啟動常(cháng)開按(àn)鈕(niǔ),SB2停(tíng)機(jī)常閉(bì)按鈕，KA繼電器(qì)，KM接(jiē)觸器(qì)，FU熔(róng)斷(duàn)器，FR熱繼(jì)電(diàn)器。

    1）啟(qǐ)動原理(lǐ)

    如圖2所示(shì)，先(xiān)將按鈕(niǔ)（SB1）觸頭閉合(hé)，A相電源流經(jīng)繼(jì)電器（KA）綫圈(quān)B相電源得(dé)電，使得串聯(lián)在繼電器(qì)（KA）觸(chù)頭(tóu)閉合(hé)，同(tóng)時A相(xiāng)電(diàn)源經(jīng)過接觸器（KM）綫圈(quān)與繼電(diàn)器(qì)（KA）閉合觸頭(tóu)取(qǔ)C相(xiāng)電源得電，接(jiē)觸器（KM）工(gōng)作，電(diàn)機(jī)就啟動運轉(zhuǎn)。

    2）停止原理

    按下按(àn)鈕(niǔ)（SB2）觸頭斷開(kāi)，A相電(diàn)源就斷開。繼電器(qì)（KA）與接(jiē)觸器（KM）的綫圈無法(fǎ)取A相電(diàn)源而失電，則(zé)接觸(chù)器無法工作，電(diàn)機無(wú)法啟(qǐ)動運轉(zhuǎn)。

    3）缺相(xiāng)停(tíng)機原理

    若A，B，C缺A相，KA，KM的綫圈(quān)電源(yuán)取(qǔ)A，C相，接(jiē)觸器繼電器(qì)失電，電機就無(wú)法(fǎ)啟動(dòng)運轉(zhuǎn)。若A，B，C缺B相，KA的綫(xiàn)圈(quān)電源(yuán)取(qǔ)A，B相，KA失(shī)電無(wú)法工(gōng)作，常開觸頭(tóu)不動作，KM綫圈就無法通過KA常開觸(chù)頭取(qǔ)C相電源，電(diàn)機就(jiù)無(wú)法(fǎ)啟動運(yùn)轉。若A，B，C缺C相(xiāng)，接觸器KM綫圈(quān)電源(yuán)是(shì)取(qǔ)C，A相電源，接觸器失電電(diàn)機就(jiù)無(wú)法啟(qǐ)動運轉。

    總(zǒng)之，三(sān)相(xiāng)交流(liú)電源缺任何(hé)一(yī)相(xiāng)，電(diàn)機都(dū)無法啟(qǐ)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當電源缺相(xiāng)時(shí)達到(dào)有(yǒu)效(xiào)控(kòng)製(zhì)電(diàn)動(dòng)機(jī)，使(shǐ)電(diàn)動機停止(zhǐ)運行，起到缺相保(bǎo)護器作用。

2 三(sān)相(xiāng)電機保(bǎo)護電(diàn)路改進及(jí)應用(yòng)

    三相異(yì)步電動(dòng)機(jī)缺相(xiāng)時，電動(dòng)機將無(wú)法(fǎ)啟動(dòng)。轉子(zǐ)左右擺(bǎi)動(dòng)，有強(qiáng)烈的尖(jiān)叫(jiào)聲(shēng)。對(duì)電(diàn)動機造成磨損。當(dāng)電(diàn)動(dòng)機在運(yùn)行(háng)中電源缺相時，如(rú)不降(jiàng)低(dī)負載(zǎi)，電動(dòng)機的定(dìng)子電(diàn)流(liú)勢必(bì)增加(jiā)，引起(qǐ)過(guò)熱，長時運(yùn)行(háng)致使三相(xiāng)電機燒毀(huǐ)。在分析三(sān)相電機(jī)缺(quē)相(xiāng)保護原理基礎(chǔ)上(shàng)，對(duì)某(mǒu)機務段(duàn)約120台各型(xíng)三相電(diàn)動機(jī)（其中37kW以(yǐ)上(shàng)的三相交流異步(bù)電動機有35台，25kW的三相(xiāng)異(yì)步(bù)電(diàn)動機(jī)85台），運用三相電機(jī)缺相(xiāng)啟(qǐ)動(dòng)和運(yùn)行的(dí)控製綫路技術進行(háng)改造，歷時(shí)一(yī)年(nián)多竣工；經(jīng)性(xìng)能鑒定，*符合各(gè)類大功率三相電(diàn)機的(dí)控製(zhì)要求，已正式(shì)投入(rù)使用。在很大(dà)程度上克(kè)服(fú)了三相(xiāng)電機(jī)缺相時(shí)對(duì)電(diàn)動機(jī)本身的(dí)傷害(hài)，消(xiāo)除(chú)了(liǎo)缺(quē)相損壞三相電動機(jī)對機(jī)車檢(jiǎn)修，日(rì)常(cháng)維護(hù)的(dí)影(yǐng)響。綫(xiàn)路簡單，改(gǎi)造方便，材料(liào)便宜(yí)，該(gāi)技(jì)術實用性較(jiào)強(qiáng)，*可以滿足(zú)大(dà)規模三(sān)相(xiāng)電動機改造的要(yào)求。

    以其空氣壓縮機(jī)為例(lì)，改造(zào)僅僅(jǐn)加(jiā)裝(zhuāng)一(yī)隻繼(jì)電器，不(bù)改(gǎi)變原有(yǒu)設備(bèi)性能(néng)，對三相電動(dòng)機(jī)控(kòng)製電路稍調(tiáo)整(zhěng)，就(jiù)達到(dào)缺相保(bǎo)護功能(néng)的方式，有效保護(hù)電動(dòng)機。如圖(tú)2（b）所(suǒ)示，虛(xū)紅(hóng)框內為改裝部分(fēn)。

3 應(yīng)用效果

    經改(gǎi)造(zào)的綫路簡單(dān)，僅(jǐn)增(zēng)加很少電(diàn)子(zǐ)元件(jiàn)；占(zhān)用(yòng)空(kōng)間小(xiǎo)，不改變原(yuán)有(yǒu)電(diàn)器整(zhěng)體布局；投資(zī)小，有效保(bǎo)護(hù)電機(jī)，使用效(xiào)果良好(hǎo)。

3.1經(jīng)濟(jì)效(xiào)果

    直接(jiē)經濟(jì)效益(yì)：

    該段現有37kW以上的大功率(shuài)三(sān)相交(jiāo)流異步電(diàn)動機有(yǒu)35台(tái)，25kW的(dí)三相異步電動機(jī)85台。如(rú)果(guǒ)從市場重新購買缺相保護(hù)器需(xū)要(yào)成本7.45萬元以上，每台缺(quē)相(xiāng)保護(hù)器(qì)單價為（600~700）元(yuán)。通過技(jì)術(shù)改(gǎi)造，隻需調整(zhěng)電(diàn)機控(kòng)製綫(xiàn)路，加(jiā)裝一隻(zhī)繼(jì)電(diàn)器，每隻(zhī)繼電器單價為95元，共(gòng)計(jì)1.1萬(wàn)元，從而節約設(shè)備配(pèi)件購(gòu)置(zhì)成(chéng)本約6萬(wàn)元(yuán)。

    設(shè)備(bèi)改進前該機務(wù)段全年總(zǒng)計(jì)發生(shēng)大小(xiǎo)三相電機(jī)故障71起，其中三(sān)相電(diàn)機缺(quē)相造成的設備故障總計(jì)51起占到了(liǎo)電機(jī)故障(zhàng)的71%，該段設備車間在(zài)維修(xiū)該類電機的技術(shù)力量薄(báo)弱，一般(bān)外(wài)委修理(lǐ)，一台37kW三(sān)相電機修(xiū)理(lǐ)費用(yòng)為(wéi)2000元(yuán)以(yǐ)上(shàng)(每(měi)千(qiān)瓦(wǎ)的維修(xiū)費用(yòng)為60元）每(měi)年(nián)直接(jiē)造(zào)成(chéng)的經濟損(sǔn)失就(jiù)約(yuē)8萬元，其(qí)中部分三相電(diàn)機用於機車上需檢修(xiū)的(dí)重要(yào)設(shè)備，如(rú)天車(chē)，空(kōng)氣壓(yā)縮機等。在技(jì)術(shù)改(gǎi)造前(qián)，此(cǐ)類電機(jī)共發(fā)生(shēng)故障(zhàng)12起，造(zào)成的(dí)誤(wù)工(gōng)停(tíng)時(shí)費用(yòng)為2000元/d台。修(xiū)復(fù)一(yī)台故障三(sān)相電機需要3d，產生的誤工(gōng)停時(shí)費6000元，間接(jiē)因電機故障(zhàng)產生(shēng)的(dí)誤工停時(shí)費每(měi)年約7萬(wàn)元。

    可見(jiàn)，改造後效(xiào)益顯著。

    安全(quán)效益(yì)：技術改造以(yǐ)前(qián)，由於(yú)各類設備上的(dí)三相電(diàn)機，在(zài)電(diàn)源缺(quē)相情況下(xià)，發生各(gè)類(lèi)電機故(gù)障甚(shèn)至發生(shēng)三相(xiāng)電(diàn)機燒毀，嚴(yán)重(zhòng)影響設備(bèi)的安全運(yùn)行。而技術改造後，設(shè)備(bèi)正(zhèng)常運(yùn)行得到(dào)了有效(xiào)的(dí)保證，從根本上(shàng)杜絕了因為電源(yuán)缺(quē)相而引(yǐn)起(qǐ)的各類(lèi)三(sān)相電機(jī)事(shì)故(gù)。技(jì)術(shù)改造產生了良(liáng)好(hǎo)的(dí)安(ān)全效(xiào)果。

3.2改進前後三(sān)相(xiāng)電(diàn)機故障(zhàng)對比

    三(sān)相電(diàn)機(jī)控製(zhì)綫(xiàn)路(lù)改造(zào)前(qián)，各(gè)類設備(bèi)因(yīn)電(diàn)源缺相，頻繁(fán)發(fā)生電機燒損的(dí)現象，在(zài)三相電機中(zhōng)各類故(gù)障中占約71.4%。通過認真(zhēn)執行(háng)三(sān)相(xiāng)電動(dòng)機缺相(xiāng)保(bǎo)護(hù)改(gǎi)進(jìn)工(gōng)作，初步(bù)改造後電動(dòng)機缺相故障降(jiàng)到了全(quán)年26件，三(sān)相電(diàn)機缺相故(gù)障占比降(jiàng)至約54%。之(zhī)後，經(jīng)過(guò)了(liǎo)全(quán)麵(miàn)改造三(sān)相電動機(jī)的(dí)質量有(yǒu)了(liǎo)顯(xiǎn)著(zhù)提(tí)高，效果十分(fēn)明(míng)顯(xiǎn)，試行(háng)階段統(tǒng)計，全年三相(xiāng)電機缺相故障共(gòng)發生(shēng)3件(jiàn)（占比約(yuē)12%），其中臨(lín)修(xiū)2件，超範圍修(xiū)1件（燒損1件，技(jì)術(shù)故(gù)障2件），故障件(jiàn)數大(dà)幅(fú)度下(xià)降(jiàng)，設(shè)備(bèi)改(gǎi)進完畢並(bìng)通過(guò)，全(quán)麵(miàn)性(xìng)能鑒定後（約120台(tái)），正式(shì)投(tóu)入(rù)使用，全年(nián)未(wèi)發(fā)生(shēng)一次(cì)因缺相(xiāng)造成的(dí)三相電機損毀(huǐ)，三相電機(jī)缺相(xiāng)故障(zhàng)率(shuài)降(jiàng)至0%，總(zǒng)計減(jiǎn)少開(kāi)支(zhī)15萬元，改造(zào)前(qián)後，各(gè)種(zhǒng)原因下(xià)的三相電(diàn)動機(jī)故障(zhàng)次數分布如圖(tú)3所(suǒ)示。

圖3三相電機故障(zhàng)情況表(biǎo)

4 安科(kē)瑞(ruì)ARD係列(liè)智能電(diàn)動機保護(hù)器介紹(shào)與(yǔ)綜(zōng)合(hé)選(xuǎn)型

4.1產品簡(jiǎn)介(jiè)

    ARD該(gāi)係(xì)列(liè)低壓電(diàn)動(dòng)機保護(hù)器(qì)，具(jù)有過載(zǎi)，斷相，不平(píng)衡，欠載(zǎi)，接地/漏電，堵轉(zhuǎn)等(děng)保護(hù)功能。可(kě)與接(jiē)觸器(qì)，電動機起動器(qì)等(děng)電器元(yuán)件構成電動(dòng)機控(kòng)製保護(hù)單(dān)元(yuán)，具(jù)有遠程自動(dòng)控製，現場直(zhí)接控製(zhì)，麵板指(zhǐ)示，信號(hào)報警(jǐng)，現場(cháng)總綫(xiàn)通(tōng)信等(děng)功(gōng)能(néng)。應用(yòng)範(fàn)圍(wéi)：可廣泛應用於煤(méi)礦(kuàng)，石化(huà)，冶煉，電(diàn)力，建(jiàn)築等行業(yè)的(dí)配(pèi)電領域(yù)。

4.2產品選(xuǎn)型

產品(pǐn)功能

5 結(jié)語(yǔ)

    理論與實際相結(jié)合(hé)，在分(fēn)析三(sān)相電(diàn)機缺相保護(hù)原(yuán)理基(jī)礎(chǔ)上(shàng)，采(cǎi)取低成(chéng)本(běn)思(sī)路，在原有(yǒu)三相電機控製綫路基(jī)礎上稍(shāo)作調(tiáo)整(zhěng)，使其控製綫(xiàn)路具有(yǒu)缺相保(bǎo)護(hù)作(zuò)用(yòng)。通過這次(cì)技術(shù)改(gǎi)造(zào)，該段(duàn)三(sān)相(xiāng)電(diàn)機(jī)使用情(qíng)況(kuàng)良好(hǎo)，未(wèi)再(zài)發(fā)生因缺相造成(chéng)的故障現象，改(gǎi)造(zào)後電(diàn)機(jī)運(yùn)行穩定(dìng)可靠(kào)。既實現(xiàn)全(quán)電(diàn)機(jī)的缺(quē)相保(bǎo)護，又(yòu)節約(yuē)經濟(jì)成本21萬(wàn)餘元，故這(zhè)種(zhǒng)三相電機缺相保(bǎo)護(hù)電路(lù)簡便，可(kě)靠，成本(běn)極低(dī)，具(jù)有(yǒu)市場(cháng)推廣價(jià)值。

參考(kǎo)文獻：

[1]謝仕勇，羅(luó)雲.一種工頻控製(zhì)的電機(jī)保(bǎo)護電(diàn)路(lù)，裝置及(jí)係統：CN208062777V[P].2018-11-06.

[2]於慶(qìng)，王宏(hóng).三(sān)相異步(bù)電動機缺(quē)相(xiāng)運行(háng)的(dí)危害，原因與(yǔ)對策[J].山東(dōng)工(gōng)業(yè)技術，2017（2）：174.

[3]高(gāo)波(bō)，耿(gěng)芸(yún)仙(xiān).三相(xiāng)電動機缺(quē)相保(bǎo)護在工業維(wéi)護中的應(yīng)用[J].雲南冶(yě)金，2020（49）：119-121.

[4]安(ān)科(kē)瑞企(qǐ)業微(wēi)電(diàn)網(wǎng)設計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2020.06版(bǎn)