浅析三相异步电动机控制的电气保护

安科瑞 华楠

摘  要：要求三相异步电动机的控制系统不仅要保证电机正常启动和运行，完成制动操作，还要通过相关保护措施维护电动机的安全使用。基于此，本文以电动机电气保护作为研究对象，结合三相异步电动机的机械特点，分别从短路保护、过载保护、过电流保护、失电压与欠电压保护等方面阐述电动机控制的电气保护工作。

关键词：三相异步电动机；电气保护；欠电压保护

0引言

电气控制系统不仅可以满足正常机械生产和加工工艺的需要，还要保证电动机与相关设备可持续稳定的运行，当系统出现运行故障或异常工作的情况下，电气保护环节可对电动机迸行实时保护。由此可见，电气保护是电气控制系统的重要组成部分，它可以保护三相异步电动机、电气设备以及操作人员的人身安全。

1关于三相异步电动机的机械特点

与其他电动机相比，三相异步电动机是一种新型电动机，它的转子转速与磁场之间产生相互作用，从而实现电磁转矩，使能量完成转换。三相异步电动机主要有笼式电动机和绕线式电动机两种，不仅价格便宜且具有高运转性能，目前已被广泛应用于各行各业。三相异步电动机在工作时，其机械性能主要呈现为非线性曲线工作方式，并根据线段性稳定运行。同时，三相异步电动机在运行时也会受到外界的影响，导致设备工作时出现不同程度的故障。面对这类问题，有必要对三相异步电动机转矩和相关参数迸行计算，寻找设计参数和实际参数之间的差异性，并采取针对性解决措施，保障设备稳定正常工作[1]。

2三相异步电动机控制的电气保护环节

2.1短路保护工作

当前三相异步电动机的电气控制系统在运行时常见的就是短路故障。一旦短路问题出现，电动机将无法迸行正常生产工作，导致设备生产效率下降。电动机发生短路故障的原因有很多，比如在使用时导线绝缘层磨损或线路运行时出现故障，三相异步电动机发生损坏。要求相关人员加强对三相异步电动机电气控制系统的短路保护工作，出现短路故障时立即将电源电线切除，并为系统安装断路器、熔断器，这些保护装置可以维持电动机正常工作。要求工作人员对控制系统安装保护装置时，严格按照具体的流程安装，确保每相都有熔断器或断路器。

2.2过载保护工作

如果三相异步电动机运行了较长一段时间，设备就有可能出现超载运行的现象。如果不及时发现并制止，电动机绝缘层将会逐渐老化，设备温度过高，影响电动机的使用寿命。建议相关人员加强对电动机的过载保护，使三相异步电动机在工作时的电流数值处于正常范围，降低电流对设备的影响。

一般情况下，可以从两方面迸行电动机电气控制系统的过载保护：

（1）三相异步电动机在工作时会发生热量上升的情况，如果热量达到一定值，电动机就会出现瞬间短路的情况。这时，有必要开展电动机过载保护工作，除了安装熔断器以外，还要保证系统电流数值处于安全范围内。

（2）三相异步电动机的过载保护和过电流保护环节有着明显的差异性，人们在迸行过载保护工作时应使用专用保护措施，确保热继电器相关发热元件的额定电流不超过临界值。

2.3过电流保护工作

虽然三相异步电动机是电动机的一种，但三相异步电动机有很多种类，所产生的电流值也会不一样。如果三相异步电动机工作时所经过的电流过大，设备将会发生负载情况，迸而引发短路问题，导致设备无法正常运行。为了加强对三相异步电动机电气控制系统的过电流保护工作，以下建议可供参考：

（1）完善三相异步电动机相关控制系统的电线和电流，制定设备故障预防制度，及时解决故障问题。

（2）三相异步电动机在使用过程中应避免重复启动，保证电流流经数值正常。

比如三相笼型异步电动机，短时过电流虽然不会对电动机产生严重的后果，很多人也不会设置过电流保护装置，但过电流保护就是因为非正常启动与过大负载而引起的故障问题，过电流比短路电流小，但更容易发生短路现象，特别是在频繁启动电动机的情况。短路保护、过电流保护、过载保护都属于电流保护，但是故障电流与动作值不同，保护要求和应用的元件也不同，这几种故障问题的解决方法是不能相互替代的。

2.4失电压与欠电压保护工作

三相异步电动机正常工作时，如果电源电压突然消失，应查看电源电压在恢复时电动机是否正常启动，生产设备是否会出现损坏，如果不加以制止，将有可能出现人身事故。对于供电系统电网，很多三相异步电动机或其他设备启动时会出现过电流与瞬间网络电压下降的现象。为了避免电压恢复时三相异步电动机自行启动，或元件自动投入工作的保护措施就是失电压保护。应避免三相异步电动机和其他设备一同工作，规范接触器和按钮等环节操作，保证经过三相异步电动机的电流和电压都能符合要求。与失电压相对应的是欠电压，可以在三相异步电动机上安装欠电压继电器，做好电源电压的调控操作。如果电源电压过高，继电器可以降低其数值，保障电源电压处于安全范围内。

3 安科瑞ARD系列智能电动机保护器介绍与综合选型

3.1产品简介

ARD该系列低压电动机保护器，具有过载、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转等保护功能。可与接触器、电动机起动器等电器元件构成电动机控制保护单元，具有远程自动控制、现场直接控制、面板指示、信号报警、现场总线通信等功能。应用范围：可广泛应用于煤矿、石化、冶炼、电力、建筑等行业的配电领域。

3.2产品选型

产品功能

说明：“√”表示具备“■”表示可选

4结语

总而言之，为了保障三相异步电动机的正常运行，维护电气控制系统的可操作性，有必要加强对三相异步电动机控制的电气保护，对不同故障情况加以区分，采取具有针对性的解决措施。通过采取过载保护、过电流保护等方式保障三相异步电动机运行安全。

【参考文献】

[1] 余志勇，雷艳．三相异步电动机断相分析及保护[J]居舍，2020（04）：28.

[2] 李静文.试析三相异步电动机控制的电气保护环节[J].科技风，2020(21):78.

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.