試析三相異步電動機控制的電氣保護環(huán)節(jié)

李靜文

摘要：要求三相異步電動機的控制系統(tǒng)不僅要保證電機正常啟動和運行，完成制動操作，還要通過相關(guān)保護措施維護電動機的安全使用。基于此，本文以電動機電氣保護作為研究對象，結(jié)合三相異步電動機的機械特點，分別從短路保護、過載保護、過電流保護、失電壓與欠電壓保護等方面闡述電動機控制的電氣保護工作。

關(guān)鍵詞：三相異步電動機;電氣保護;欠電壓保護

電氣控制系統(tǒng)不僅可以滿足正常機械生產(chǎn)和加工工藝的需要，還要保證電動機與相關(guān)設(shè)備可持續(xù)穩(wěn)定的運行，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障或異常工作的情況下，電氣保護環(huán)節(jié)可對電動機進行實時保護。由此可見，電氣保護是電氣控制系統(tǒng)的重要組成部分，它可以保護三相異步電動機、電氣設(shè)備以及操作人員的人身安全。

1 關(guān)于三相異步電動機的機械特點

與其他電動機相比，三相異步電動機是一種新型電動機，它的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與磁場之間產(chǎn)生相互作用，從而實現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩，使能量完成轉(zhuǎn)換。三相異步電動機主要有籠式電動機和繞線式電動機兩種，不僅價格便宜且具有高運轉(zhuǎn)性能，目前已被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。三相異步電動機在工作時，其機械性能主要呈現(xiàn)為非線性曲線工作方式，并根據(jù)線段性穩(wěn)定運行。同時，三相異步電動機在運行時也會受到外界的影響，導(dǎo)致設(shè)備工作時出現(xiàn)不同程度的故障。面對這類問題，有必要對三相異步電動機轉(zhuǎn)矩和相關(guān)參數(shù)進行計算，尋找設(shè)計參數(shù)和實際參數(shù)之間的差異性，并采取針對性解決措施，保障設(shè)備穩(wěn)定正常工作[1]。

2 三相異步電動機控制的電氣保護環(huán)節(jié)

2.1 短路保護工作

當(dāng)前三相異步電動機的電氣控制系統(tǒng)在運行時最常見的就是短路故障。一旦短路問題出現(xiàn)，電動機將無法進行正常生產(chǎn)工作，導(dǎo)致設(shè)備生產(chǎn)效率下降。電動機發(fā)生短路故障的原因有很多，比如在使用時導(dǎo)線絕緣層磨損或線路運行時出現(xiàn)故障，最終三相異步電動機發(fā)生損壞。要求相關(guān)人員加強對三相異步電動機電氣控制系統(tǒng)的短路保護工作，出現(xiàn)短路故障時立即將電源電線切除，并為系統(tǒng)安裝斷路器、熔斷器，這些保護裝置可以維持電動機正常工作。要求工作人員對控制系統(tǒng)安裝保護裝置時，嚴(yán)格按照具體的流程安裝，確保每相都有熔斷器或斷路器[2]。

2.2 過載保護工作

如果三相異步電動機運行了較長一段時間，設(shè)備就有可能出現(xiàn)超載運行的現(xiàn)象。如果不及時發(fā)現(xiàn)并制止，電動機絕緣層將會逐漸老化，設(shè)備溫度過高，影響電動機的使用壽命。建議相關(guān)人員加強對電動機的過載保護，使三相異步電動機在工作時的電流數(shù)值處于正常范圍，降低電流對設(shè)備的影響。一般情況下，可以從兩方面進行電動機電氣控制系統(tǒng)的過載保護：（1）三相異步電動機在工作時會發(fā)生熱量上升的情況，如果熱量達到一定值，電動機就會出現(xiàn)瞬間短路的情況。這時，有必要開展電動機過載保護工作，除了安裝熔斷器以外，還要保證系統(tǒng)電流數(shù)值處于安全范圍內(nèi)。（2）三相異步電動機的過載保護和過電流保護環(huán)節(jié)有著明顯的差異性，人們在進行過載保護工作時應(yīng)使用專用保護措施，確保熱繼電器相關(guān)發(fā)熱元件的額定電流不超過臨界值。

2.3 過電流保護工作

雖然三相異步電動機是電動機的一種，但三相異步電動機有很多種類，所產(chǎn)生的電流值也會不一樣。如果三相異步電動機工作時所經(jīng)過的電流過大，設(shè)備將會發(fā)生負(fù)載情況，進而引發(fā)短路問題，導(dǎo)致設(shè)備無法正常運行。為了加強對三相異步電動機電氣控制系統(tǒng)的過電流保護工作，以下建議可供參考：（1）完善三相異步電動機相關(guān)控制系統(tǒng)的電線和電流，制定設(shè)備故障預(yù)防制度，及時解決故障問題。（2）三相異步電動機在使用過程中應(yīng)避免重復(fù)啟動，保證電流流經(jīng)數(shù)值正常。比如三相籠型異步電動機，短時過電流雖然不會對電動機產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，很多人也不會設(shè)置過電流保護裝置，但過電流保護就是因為非正常啟動與過大負(fù)載而引起的故障問題，過電流比短路電流小，但更容易發(fā)生短路現(xiàn)象，特別是在頻繁啟動電動機的情況。短路保護、過電流保護、過載保護都屬于電流保護，但是故障電流與動作值不同，保護要求和應(yīng)用的元件也不同，這幾種故障問題的解決方法是不能相互替代的。

2.4 失電壓與欠電壓保護工作

三相異步電動機正常工作時，如果電源電壓突然消失，應(yīng)查看電源電壓在恢復(fù)時電動機是否正常啟動，生產(chǎn)設(shè)備是否會出現(xiàn)損壞，如果不加以制止，將有可能出現(xiàn)人身事故。對于供電系統(tǒng)電網(wǎng)，很多三相異步電動機或其他設(shè)備啟動時會出現(xiàn)過電流與瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降的現(xiàn)象。為了避免電壓恢復(fù)時三相異步電動機自行啟動，或元件自動投入工作的保護措施就是失電壓保護。應(yīng)避免三相異步電動機和其他設(shè)備一同工作，規(guī)范接觸器和按鈕等環(huán)節(jié)操作，保證經(jīng)過三相異步電動機的電流和電壓都能符合要求。與失電壓相對應(yīng)的是欠電壓，可以在三相異步電動機上安裝欠電壓繼電器，做好電源電壓的調(diào)控操作。如果電源電壓過高，繼電器可以降低其數(shù)值，保障電源電壓處于安全范圍內(nèi)。

3 結(jié)語

總而言之，為了保障三相異步電動機的正常運行，維護電氣控制系統(tǒng)的可操作性，有必要加強對三相異步電動機控制的電氣保護，對不同故障情況加以區(qū)分，采取具有針對性的解決措施。通過采取過載保護、過電流保護等方式保障三相異步電動機運行安全。

參考文獻：

[1]余志勇，雷艷.三相異步電動機斷相分析及保護[J].居舍，2020（04）：28.

[2]徐娟，秦緒武.三相異步電動機控制的電氣保護環(huán)節(jié)[J].電子測試，2018（02）：89+85.