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1、三相异步电动机缺相分析及其保护电路的设计目 录第一章 绪论1第二章 三相异步电动机缺相运行分析42.1 缺相情况概述 42.2 三相异步电动机缺相运行 42.3 缺相的各种原因 42.4 判断缺相的正确分析方法 62.5 星型接法电动机的缺相分析 72.5.1 星型电动机起动前某电源线或绕组相断开 72.5.2 星型电动机起动后某电源线或绕组相断开 82.6 三角形接法电动机的缺相分析 112.6.1 起动前某绕组相断开 112.6.2 起动前某电源线断开 112.6.3 起动后某绕组相断开 122.6.4 起动后某电源线断开 132.7 公用母线一线断开 14第三章 三相异步电动机缺相保护方
2、案153.1 电流传感型缺相保护 153.1.1 新中兴数显智能电动机保护器 153.1.2 根据热继电器的特有性能来保护电动机 173.1.3 速饱和零序电流传感器来保护电动机 173.1.4 负序电流过滤器保护法 193.1.5 不平衡时零序电流的缺相保护法 203.1.6 欠电流或过电流信号的缺相保护法 223.2 电压传感型缺相保护 233.2.1 简单可靠的电机缺相保护电路 243.2.2 采样中性点电压的缺相保护法 253.2.3 可控硅的开关特性缺相保护法 283.2.4 负序电压过滤器的缺相保护法 283.2.5 熔断电压控制的缺相保护电路 293.3 补充说明几种常用的缺相保
3、护电路 303.3.1 逻辑控制电路的缺相保护法 303.3.2 农用电机的缺相保护电路 323.3.3 挖掘机的缺相保护电路 323.3.4 厚膜集成电路的缺相保护法 343.3.5 缺相保护的改进 35第四章 设计总结38参考文献 42致谢 43附录 44摘 要本课题是根据电动机缺相运行的各种情况,研究设计出符合生产要求的保护电路。我们知道,三相异步电动机三相绕组通入三相交流电时产生均衡的旋转磁场。这是三相异步电动机运行的基本条件。所谓缺相,即三相供电电源中缺少一相(如三根相线中的任何一根断开)或三相绕组中有任何一相断开。发生上叙任何一种情况,都不具备三相异步电动机运行的基本条件,统称为缺
4、相运行。而在工矿企业生产运行中,异步电动机因缺相而烧毁的数量惊人。故本设计就缺相原因,断相运行时的理论分析进行探讨,以此作为寻求与评定合理的缺相保护措施的基础, 在此次设计中,我们采用对称分量法分析缺相运行,并分电动机起动前就缺相和电动机起动后发生缺相两种情况进行分析。另外对于电动机的主要控制电路,断相故障信号提取电路等等都加以分析,选择。力求做到最经济实用,安全有效，并进一步设计出适合实际生产的保护电路。关键词：三相异步电动机；缺相；对称分量法；保护电路；传感型 AbstrcctThis subject is to lack various kingds of situationsopera
5、ted according to the motor,study and design the protection circuit with accords whit the production demand.we know ,three different step motor three-phase winding coherent to enter three-phase produce the balanced rotatory magnetic field at the alternating current.these are the primary canditiong th
6、atthree different step motors operate.Namely supply powerand lack a phase in the power in three phases.or there is a want on a phase on a phase disconnection in the three-phase winding .chat any kind of situation on happening,dont possess the primary condition that three different step motors operat
7、e,referred to as running scarcly,andproduce while running in the industrial and mining enterprises,asynchronous quantity that motor burns because of being lacks the looks surprising.so design according to the reason which is short of protective measure to regard according to situation these as and d
8、esign the suitable protection circuit that produce actually fnrther.In this design,we adopt the symmetrical weight method analyse that runs scarcly.before dividing motor start on lack looks and is it analyses to lack phase two kinds of situations to happen after starting.Main control circuit to the
9、motor in addition,lack the trouble signal of the looks and draw the circuit ,etc.analyse in addition.it is most economical and most practical to make every effort to accomplish,safe and effective.Keywords: three different step motor；lacking phase；symmetrical weight method；protection circuit；sensorty
10、pe 第一章 绪论三相异步电动机是国民经济各部门广泛应用的动力设备，据资料统计，我国每年由于电动机的损坏而造成的经济损失，估计要达数亿元,由于电动机缺相导致烧毁的比率占总数的58%。随着我国经济的高速发展，电动机在各个领域的应用将更加广泛，因此保护电动机的安全可靠运行更加迫切，而三相异步电动机损坏的主要原因，就是由于缺相造成的。我们已经学过三相异步电动机运行的基本条件是：三相异步电动机三相绕组通入三相交流电时，产生均衡而稳定的旋转磁场。所谓缺相，是针对三相交流电源而言，工业电机一般都是三相火线，因为工业用电是380V，每相相差120度的三相电，缺少一根火线。（如三根火线中任何一根断开）或三相绕
11、组中有任何一相断开。当发生缺相的时候，相当于三相异步电动机在不对称的电压下运行，未缺相的那相电流会急剧增大，其现象表现为：电机嗡嗡直叫、发热、转速较慢或者不转动。这样将发生过热而使电动机烧毁。为此对三相异步电动机的缺相运行进行保护是非常重要的。根据毕业设计任务书的各项要求，对三相异步电动机的缺相运行进行分析，并根据感应电动机缺相运行的各种情况，分析出具体原因，并针对性的研究设计出符合技术要求的缺相保护电路，包括主电路、操作电路和控制电路。其控制电路又包括检测放大、跟踪比较、执行输出等环节。严格按照设计要求，做到准确分析，正确设计。设计出的电路动作可靠，抗干扰能力强，同类情况的保护电路具有一定的
12、通用性。目前，国内主要采用电子式缺相或错相保护电路，这类电路大多采用了较多的电子元件，结构比较复杂，价格较高，且工作可靠性较差，维护工作量较大。异步电动机控制电路的设计思路，广泛采用三相电源中的两相，来判别缺相和相序问题。或者把取样电路接成星型缺相时，利用星型电路的中性点与电源零线之间的电压不为零的特点，经过一系列变换控制电路，来使执行元件动作，最终达到保护的效果。这样，往往没有把缺相和相序等因素共同考虑，存在一定的缺陷。此外，这些电路的元件多，价格高，可靠性较差，得不到广泛使用和推广。因此，许多专家和学者，以及设计单位都在进一步研究优化电动机的系统控制，综合考虑三相电源的相序和缺相两因素对电
13、动机的影响，设计一种系统控制的辅助逻辑电路，在电源缺相或相序出错的时，自动切断电源达到及时保护电机目的。本文提出三种较为简单实用的控制线路，仅用继电器、附加电容和电阻，便构成了相序测量环节，且具有错相和缺相的保护控制功能。在实际生活中，错相和缺相保护在矿山采掘设备中有着及其广泛和重要的应用，如国产的WK-4，WK-10挖掘机等设备均有错相和缺相保护电路。它避免了这些移动设备在重新接线过程中对设备损害、减少了系统故障和电机烧坏等事故，并大大加快了系统调试速度。在挖掘机中，错相将使旋转磁场逆转，从而造成电动机反转；某相脉冲将触发另一相电压，从而无法把全部机构的零位调出来 。 研究缺相保护的各种方案
14、中，就其原理而言，可分为参数平衡检测、热效应检测两大类。前者属于缺相检测保护，缺相发生后，立即把检测到的电压、电流信号传达给执行元件，把电机的电源立即断开并警报；后者属于过热保护，缺相发生后，电动机依然继续运行，直到温升超过极限值时才停止运转，属于传感器类型的保护。执行缺相保护的元件一般可分为：利用缺相信号直接推动继电器动作的电磁式缺相保护；利用缺相信号，通过晶体管电子线路动作的电子式缺相保护；利用热继电器或热敏元件的缺相保护等。在早先的缺相保护方法中，利用电磁继电器较多，现有逐步向晶体管控制的方向发展的趋势；或将过载、缺相保护合为一体的综合保护器。随着设备的集中控制及自控、程控程度的提高，电
15、机缺相保护的集中监视的探讨，也具有很大的实用价值。由于本次设计的课题是：三相异步电动机缺相分析及其保护电路的设计。所以本设计的正文部分也分为两大部分，即三相异步电动机的缺相运行分析和三相异步电动机缺相保护电路的设计。在第一部分中，主要运用对称分量法对三相异步电动机的缺相运行进行分析。分析三相异步电动机缺相运行的目的，在于了解缺相状态下电压或电流的变化规律。这也是取出缺相故障信号，拟定缺相保护方案和衡量缺相保护方案的有效性、合理性的理论依据。而三相异步电动机的缺相情况，从大体上来分即三相异步电动机起动前缺相和起动后缺相两种情况，另外再根据电动机绕组接法Y/不同来进行分析。对于每一种三相异步电动机
16、不同的缺相情况，都深入的分析其缺相后的电压电流情况，是否能够继续工作，是否会烧坏绕组，其缺相情况下的具体的电压、电流的数值也通过分析计算求得。在第二部分中，主要根据对缺相信号的不同检测方法分别讨论一些三相异步电动机的缺相保护电路，例如电流平衡检测、电压平衡检测、逻辑控制等。其中电流平衡检测的缺相保护方案有6种，电压平衡检测的缺相保护方案有5种。对于设计出的缺相保护电路，都从原理和电路图作出详细的分析比较说明。最后是对全文的总结，从整体上概括了三相异步电动机的缺相保护的方案。比较分析了文中所介绍的缺相保护电路，指出它们各自的适用情况，优劣情况，并作出一张汇总表，力求做到形象直观地反映各种缺相保护
17、方案的特点，适用的电动机情况等等。第二章 三相异步电动机缺相运行分析2.1 缺相情况概述 缺相是针对三相交流电源而言的，工业电机一般都是三相火线，因为工业用电是380V，每相相差120度的三相电，缺少一根火线即为缺相。其现象表现为：电机嗡嗡直叫、发热、转速较慢或者不转动。电动机缺相时其发热绝对不是正常的3倍，而是68倍，主要不是定子发热而是转子发热，异步电动机的转子散热总是很差，转子受热，就会加热轴承，使得润滑变差，形成恶性循环。在缺相时，电动机额定负载下，电流增大1.8倍，一般认为热继电器可以很好的保护电动机。实际上，热继电器基本保护不了电动机，如果整定电流为额定电流，在启动时或者在过载情况
18、下，非常容易误动，电动机偶尔过载一下是没有问题的，而频繁出现将损坏电机。而热继电器设定的电流一般调得偏大，在缺相时基本没有反映，所以热继电器保护电动机是非常不完备的。当电机维持一定的缺相时间后，就会因过热从而烧坏电机。2.2 三相异步电动机缺相运行 当三相异步电动机三相绕组通入三相交流电时，定子绕组产生均衡的旋转磁场，是三相异步电动机运行的基本条件。所谓缺相，是针对三相交流电机而言，工业电机一般都是三相火线，因为工业用电是380V，每相相差120度的三相电，缺少一根火线。（如三相火线中任何一根断开）或三相绕组中有任何一相断开。三相异步电动机在此种情况下运行，属于单相运行，我们称之为缺相运行。2
19、.3 缺相的各种原因在众多的人为和自然因素中，缺相也有着明显的划分种类，首先根据星形接法和三角形接法电动机的缺相情况不同，可以归为两类。星形接法电动机，无论电源一线断开或绕组一相断开，即成单相交流电源供电、其他两相绕组串联的情况，通称为单相运行。对三角形接法电动机，电源缺相和绕组缺相需分开考虑，当供电电源一线断开时，三个绕组通入单相交流电，电动机单相运行；当绕组一相断开时，另两相接在三相电源上，由两相交流电供电，可称为两相运行。无论单相运行或两相运行，都称为缺相运行。由上可见，造成缺相运行的原因有两个方面，即供电电源和电动机本身，这样可归纳为下述四种缺相故障情况： （1）星形接法电动机电源线或
20、绕组断开；（2）三角形接法电动机电源一线断开；（3）三角形接法电动机绕组一相断开；（4）多台电动机公用供电母线一线断开。上述四种情况中3较少，1、2、4可能性较大。对于中小型三相异步电动机造成供电电源一线断开的原因是：低压熔断器或刀闸（包括铁壳开关）接触不良；电磁接触器由于长期频繁动作，触头烧毛，以至不能可靠接通；熔丝由于使用过长而氧化腐蚀，以至受起动电流冲击烧断；电动机出线盒或接线端子松脱等等。此外，由于现代供电系统容量增加，采用电力熔断器作为短路保护，结果也使电动机缺相运行的可能性增大。为此，国际电工委员会（IEC）规定：凡使用熔断器保护的地方，应设有防止缺相的保护装置。表1 缺相运行的情
21、况比较缺相种类电路图星型连接，电源线或绕组线一相断开三角形连接，电源线一相断开三角形连接，绕组线一相断开公共供电母线一相断开2.4判断缺相的正确分析方法怎么判定缺相呢？电力系统有负序电流的量，平常负序电流为0，缺相或者不平衡，立即就有负序电流，是特征量。这样原理的保护不仅可以保护低压缺相还可以保护高压缺相。而靠判别电流大小的方法也是不可靠的，这就是为什么电子式保护器也不好用的原因。负序电流是反映不平衡故障的特征量，正常情况下，三相供电平衡，负序电流值为0，由于测量误差，可能会有非常小的数字。当三相供电不平衡时就会有较大的负序电流出现。对于缺相运行的具体分析方法，我们可采用对称分量法。分析异步电
22、动机缺相运行的目的，在于了解缺相运行状态下电压或电流的变化规律。这是取出缺相故障信号，拟定缺相保护方案和衡量缺相保护方案的有效性、合理性的理论依据。对称分量法：任何一个不对称的三相系统都可以分解成三个对称的，即正序，负序和零序对称分量的三相系统。用、表示三个不对称分量，则可分解成正序电压、负序电压和零序电压，它们的关系是： (1) 算子。 反之，若以对称分量表示一个不对称三相系统时，其关系为： (2)对称分量电压与对称分量电流的关系是：、 (3)式中：、分别是零序、正序和负序电流； 、分别是零序、正序和负序阻抗。2.5星型接法电动机的缺相分析根据星型电动机的缺相是否出现在运行状态，我们可以分为
23、起动前和起动后，下面将详细介绍这两种情况。2.5.1 星型电动机起动前某电源线或绕组相断开定子绕组是星型联接，当电源一线断开时，定子绕组通入单相电源，产生脉动磁场。它可以分解为正序和负序两个大小相等、方向相反的旋转磁场，根据对称分量分析，相应地产生两个相反方向的电磁转矩。 (4)式中：、分别是正序转矩、负序转矩； 、分别是最大正序转矩、最大负序转矩； 、分别是最大转差率、转差率。起动时合成转矩，由式（4）可以知道，因时，故。可见星型接法电动机起动前就缺相时，因没有起动转矩而不能自行起动。此时，其他两相绕组串联后接到线电压上。正常运行时的起动电流，而缺相运行时通过的起动电流。式中：、分别是每相绕
24、组阻抗、相电压。则有： (5)由式（5）可知，星型接法电动机起动前缺相，所通过的起动电流为正常时的86.6%。因三相运行时的起动电流为电动机额定电流的67倍，故起动前缺相除断开的一相绕组外，其他两相绕组将很可能被烧坏。2.5.2 星型电动机起动后某电源线或绕组相断开其原理图如下所示 图1星型接法电动机起动后缺相缺相运行时的功率。若输出保持不变，由于三相运行时的功率，则缺相运行时的线电流。一般缺相运行时的，即可得 (6)式（6）说明，星型接法电动机缺相运行时，当电动机负载不变，通电的两相绕组中流过的电流将增加为正常三相状态时的1.9倍。如图1中A相断开后，在不对称电压作用下中性点O的电压产生偏移
25、。若偏移电压用表示，各相电压以 、表示，显然A相断开时，。由图1可知， ；于是可得： 用对称分量法，经计算可得中性点偏移电压与相电压和正序、负序阻抗的关系为： (7)同样可得：则开断点电压 (8)由式（8）可见，星型接法电动机缺相运行时开断点两端电压是中性点偏移电压的3倍。三相异步电动机正常运行时由相电压和线电压构成的矢量图是对称的；缺相运行时电动机绕组中性点间出现偏移电压，如图2。为了画出缺相运行时的矢量图，可先由计算方法求得中性点电压，再从正三角形ABC的顶点A画平行于的射线，并截取线段，从而决定缺相后的新顶点，则三角形就构成缺相运行时端电压位形图。由点分别向、连线，则线段、分别是电动机端
26、子间的电压。图2正常运行与缺相运行的各点电压比较关于缺相运行时电动机缺相点间电压和中性点偏移电压的变化规律的理论推导较复杂，通过教材可知电动机的等值电路，当忽略励磁阻抗、后，则有： (9)、定子绕组的电阻与电抗，正序与负序电流其值相同；、励磁电路的电阻与电抗，正序与负序电流其值相同；、频率为时，转子折算到定子的正序电阻与电抗；、频率为时，转子折算到定子的负序电阻与电抗。由式（9）可知，与随转差率S而变。当，即转子不动时，;当，即转子处于理想空载时，为某一数值，故在S很少时，远大于。将式（9）代入（7），得 (10)式中：A、B、C、D（复）常数。式（10）是圆的方程式，表示星型接法电动机缺相运
27、行时电动机绕组中性点的 变化轨迹为圆。这个圆可由转差率与决定的直径画出来。当时，则，这时与重合；当时，则，这时中性点偏移电压的最大值为相电压的一半。可见，星型接法电动机缺相运行时电动机绕组中性点电压偏移，随负荷增大（即S增大）而增加。也由式（9）可知，当很小时，由于很大，呈电阻性质，而呈电感性质，则领先与。同理，按式（8）关系，可知星型接法电动机缺相运行时电动机缺相点变化的轨迹也是圆。我们知道，缺相运行时的相电压与三相运行时的相电压相比，旋转了一个角度，其值下降了，下降程度依负荷大小而变。在极端情况，即时，电动机的端电压，则开断点两端电压为： (11)值得注意的是，当转差率较小时，电动机各端子
28、间电压下降得很少，即缺相时负荷较轻的情况下，电动机端电压几乎不变。实验结果表明只要，则星型接法电动机端子间感应电压高于额定电压的73。这说明利用电压变化实现断相保护的方案，在轻负荷情况下往往是不可靠的。电动机中性点偏移电压的方向可能与变压器中性点偏移电压方向相反，结果电动机运行时，不是预期的偏移电压急剧增加，而是大幅度减少，这样保护将更不可靠。2.6三角形接法电动机的缺相分析 电动机起动后缺相，三相异步电动机实际上处于单相或两相状况下继续运行。只要过载转矩倍数大于2的电机，甚至在满载状态下缺相也能继续运行。但由于负序转矩的存在，合成电磁转矩下降，因而转差增大，导致转矩和定子电流明显上升，各相电
29、压亦发生变化。下面我们分五种情况进行讨论。2.6.1起动前某绕组相断开因未断开的两相绕组接到相位差的交流电源上，在空间上又不在同一位置，因此产生移进磁场作用下，就产生一定的起动转矩，即。可见，三角形接法电动机起动前绕组一相断开，有一定的起动转矩而可能自行起动。此时， (12)由式（12）可见，三角形接法电动机起动前绕组一相断开，通过的线电流为三相运行时起动电流的57.7。2.6.2起动前某电源线断开 因定子绕组通入单相电源，故也产生脉动磁场，因此，三角形接法电动机起动前电源一线断开，也因没有起动转矩而不能自行起动。此时，其中两相绕组串联后与第三组并联接到单相电源上，这时线电流 (13)由式（1
30、3）可知，三角形接法电动机起动前电源一线断开，通过的线电流为三相运行时起动电流的 86.6。2.6.3起动后某绕组相断开其原理图如下所示 图3 三角形接法电动机绕组一相断开缺相运行时，线电流可用对称分量法求得，略去繁复计算可得、绝对值不相等，但相差不大。则 、 (14)由式（14）可见，三角形接法电动机与断开绕组相联的两个线电流相等，都等于相电流，另一个线电流为相电流的倍。缺相运行时的功率，若输出保持不变，由于三相运行时的功率，又由于一般缺相运行时的，即得： (15)同理， (16)由式（15）说明，三角形接法电动机绕组一相断开时，当负载不变，通电的两相绕组中相电流都将达正常三相状态时的1.6
31、6倍。式（16）说明，与断开绕组相联的两个线电流小于正常三相状态时的线电流，但另一个线电流将达正常三相状态时的1.66倍。负载率为60时缺相运行，通电的两相绕组中的相电流由式（15）得 (17)与断开绕组不相联的那个线电流由式（16）可知， (18)综上所述，当三角形接法电动机绕组一相断开、负载率为60时，仅一个线电流达正常三相状态时的额定电流，其他两个线电流小于正常额定电流，此时通电两相绕组中的相电流为正常三相状态时的额定相电流。此时，若只用一个三极结构热继电器保护，通常会不动作，所以应该采用三个单极结构的热继电器。2.6.4起动后某电源线断开其原理图如下所示图4三角形接法电动机电源一线断开
32、首先我们来分析线电流与相电流的变化情况。断相运行时线电流，。相电流可用对称分量法求得，可得：， (19)由（19）式可见，三角形接法电动机电源一线断开时，受全部线电压作用的那相（图中是BC相）电流是其他两相的2倍，并等于线电流的。缺相运行时由于各相电流差别较大，所以各相绕组的发热情况相差悬殊。对于受全部线电压作用的那相损耗将是另外两相的4倍。缺相运行的功率为。若输出保持不变，由于三相运行时的功率，又由于一般缺相运行时的，即可得： (20)式（20）说明，三角形接法电动机电源一线断开运行时，当电动机负载不变，线电流和相电流将均有增加，接全部线电压的那相绕组中相电流将达正常三相状态时的2.2倍。设
33、负载率，式中：-三相正常运行时的额定功率。则当时缺相运行，接全电压的那相绕组中，相电流由式（20）可知 (21)式中： 三相正常运行时的额定相电流。当时，缺相运行时线电流由式（19）、（20）可知 (22)式中：三相正常运行时的额定线电流。此时由式（21）、（22）说明，三角形接法电动机电源一线断开运行时，当负载率大于45%时相电流已超过三相运行时的额定相电流；当负载率小于52时，线电流低于三相运行时的额定线电流。因电源供电线上装有的热继电器如整定在额定电流，则可能不会动作，而其中一相电流已为额定相电流的1.14倍，电动机可能烧坏。可见负载率为4552的范围是危险区。考虑缺相保护时，应予以特别
34、注意。2.7 公用母线一相断开在表1中，当单独的电动机运行发生缺相时，与前面两项的电源一线断开情况相同。如多台电机同时运行，当运行时发生缺相，由于定子绕组中存在感应电压，使电机三根进线中都有电流通过，其中除单独一台电机引起的断相电流外还附加一电流分量，其大小视两台电机感应电压、相位、绕组阻抗值而定。如电机容量N1N2，附加电流分量对容量较小的电机N2影响较大，使它在同样负荷的情况下，较单台运行断相时更易烧毁。第三章 三相异步电动机缺相保护方案电流型和电压型的保护方案在有着很大的差异，通过采样电动机缺相时的电压信号，来设计保护方案，具有一定的局限性，因电动机在运转时发生单相故障，它将继续运转，其
35、反电动势的存在使三相电压值与缺相前的电压值不甚明显，因此其保护可靠性较差，但对电动机起动前的缺相保护则很可靠。相比之下，我们一般采用电流型的缺相保护方案。3.1电流传感型缺相保护通过对电流信号的采样，这种方法一般可靠性比较高，保护范围也比取出电压的方法广泛，下面分别详细介绍6种关于电流传感的保护方案。包括工作原理和电路设计两部分。3.1.1新中兴数显智能电动机保护器GDH30系列电动机保护器是济南新中兴电器有限公司最新研制的数显式、智能化电动机保护器。它是为保护中、大型电动机而设计的。它采用国际最先进的单片计算机做中央处理器、12位A/D转换器为信号采样，因而具有显示直观、控制精度高、保护功能
36、齐全、性能可靠、工作稳定等显著特点。用户可以任意设定各类参数，使其具有更高的灵活性。而故障预报警功能保证了用户能及时处理故障，避免因过多停机而造成的不必要的损失。该机还具有三相电流的动态监视、三相电流不平衡度监视，最大电流值、起动时间监视等功能。因此，在电气系统中可直接替代同规格的热继电器，是热继电器理想的更新换代产品。表2 保护器功能及工作范围保护项目使用范围推荐设定范围动作时间推荐动作范围断 相1A5s过电流19999A501000A19999s1060s欠电流19999A501000A19999s210s堵 转19999A3009999A19999s25s起动时间19999s1060s三
37、相不平衡1%100%20%80%5s其原理图如下：当不需要3个电流表时，可以直接将3根线短接；TA1、TA2、TA3为电流互感器，能使其工作时只与主电路的电流有关。图5 新中兴智能电动机保护器应用电路新中兴GDH30动作特性：（1）断相保护动作特性。 当任意一相电流为零，其他两相电流0时，保护器应在5s以内动作。接好电路，将其开关S1（S2、S3）断开，接通电源，将电流设置为任意值，同时计时，应在规定时间内动作。同时有相应的故障提示及动作指示。（2）三相电流不平衡动作特性。 当三相电流不平衡度（%）设定值（%）时，保护器5S内动作。不平衡度的计算按如下公式进行：（3）起动超时保护特性。 当起动
38、时间大于设定时间时，保护器保护动作。起动时间计算方法：当电流由零增至过电流设定值时，开始计时（由零增至过电流的时间应不大于1s），由大于设定值降至设定值，停止计时。（4）过电流保护器特性如下：动特性：当保护器完成起动后，若出现三相电流大于过电流设定电流值，应在设定时间满足动作。定时限动作特性：当电流值大于设定值，动作时间大于0时，按规定时间动作。反时限动作特性：当电流值大于设定值，动作时间设定为0时，按反时限特性动作。（5）欠电流保护特性。 当保护器完成起动后，三相电流小于欠电流设定值，保护器应在满足欠电流设定时间内动作。（6）失电保护。 该项是为防止保护器出现故障，未接好电源而造成电气回路失
39、去保护而设置的。当保护器失电或出现故障时，保护器触点断开，使主电路无法投入运行。3.1.2根据热继电器的特有性能来保护电动机由于此电路构造简单，且容易理解，这里我们就不给出相关电路图。对绕组为星形连接的三相异步电动机系列，三相电源线路上只需在两相上装设热继电器或普通型三相热继电器，则可对电动机任一相断相起保护作用。对绕组为三角形连接的三相异步电动机系列，则应装设三相热继电器。当电动机重载或满载的情况下，三相普通型热继电器可起到断相保护作用；但是当电动机轻载(如58%)的情况时，当电动机一相断路，其线电流不会超过电动机的额定值，而某一相的相电流可超过电动机的额定值(约为额定值的115倍)，运行时
40、间稍长，电动机仍会烧坏。因此，普通型热继电器不能可靠地对所有运行情况下三角形连接的电动机进行断相保护。此时应采用带有差动机构的断相保护继电器(如末尾带D字的JRO203D或JR16603D等)。正确地选配热继电器作为电动机运行中过载或断相保护装置，在目前不失为一种有效而切实达到解决电动机断相保护的措施之一。3.1.3速饱和零序电流传感器来保护电动机三倍频电压工作原理：此鉴别缺相的方法是通过速饱和电流互感器。原边串在主回路中，副边首尾相连，接成开口三角形，在三相对称运行时，产生的三倍频电压经整流滤波使灵敏继电器K动作，电动机正常运行；而当任一相断相时，其余二相的线电流相位相反，则其合成电流等于零
41、，使J释放，断开电动机主回路。由于该线路用继电器通断主回路，受触头容许电流限制，如将JQX型继电器触头参数3A改为5A，则可适用于1.1Kw以下电动机的空载起停。如果既保证灵敏动作，又能经受负载起动电流的继电器，这一方案不失为经济使用的好方法。接线图如下所示：图6 速饱和零序电流传感器保护电路图7 加接触器的速饱和零序电流传感器保护电路加接触器的线路如图7，可用于较大容量三角形或Y型接法的电动机，原理与上类似，其线路简单使用，保护又比较全面。注明：K为常闭开关。分析比较上面2种方案后，图7更加适合使用。3.1.4负序电流过滤器保护法其原理图如下所示：图8 负序电流过滤器保护电路工作原理：上图中
42、，THA、THC为电流互感器。当电动机正常工作时，只有正序电流，保护器不工作；而当发生缺相不平衡时，电路将产生负序分量，保护器开始动作。为使过滤器的输出只与负序电流有关，电阻，及容抗应满足以下关系式：， 滞后60，与同相，过滤器的输出电压为： 对负序分量而言，过滤器的输出电压为： 为负序电流的复系数，为电网负序电流。综合上面2式，过滤器的总输出电压为：上式表明此过滤器的输出电压只与负序电流有关，正常时过滤器输出为零，故障时过滤器有输出。零序过流保护，取零序电流的最大值，当零序电流大于设定值并持续到整定时限，保护出口动作，零序保护的定值，按照躲过电动机支路的对地电容电流整定；负序过流保护，对于三相电源严重不对称、断相、反相、局部匝间短路等故障产生的负序电流，过热保护中虽已能提供一定的保护，但对于严重的不平衡故障，I2很大(例如反相、断相、堵转等)，