試析三相異步電動機控制的電氣保護環節

李靜文

摘要：要求三相異步電動機的控制系統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。

關鍵詞：三相異步電動機;電氣保護;欠電壓保護

電氣控制系統不僅可以滿足正常機械生產和加工工藝的需要，還要保證電動機與相關設備可持續穩定的運行，當系統出現運行故障或異常工作的情況下，電氣保護環節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的重要組成部分，它可以保護三相異步電動機、電氣設備以及操作人員的人身安全。

1 關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，它的轉子轉速與磁場之間產生相互作用，從而實現電磁轉矩，使能量完成轉換。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性能，目前已被廣泛應用于各行各業。三相異步電動機在工作時，其機械性能主要呈現為非線性曲線工作方式，并根據線段性穩定運行。同時，三相異步電動機在運行時也會受到外界的影響，導致設備工作時出現不同程度的故障。面對這類問題，有必要對三相異步電動機轉矩和相關參數進行計算，尋找設計參數和實際參數之間的差異性，并采取針對性解決措施，保障設備穩定正常工作[1]。

2 三相異步電動機控制的電氣保護環節

2.1 短路保護工作

當前三相異步電動機的電氣控制系統在運行時最常見的就是短路故障。一旦短路問題出現，電動機將無法進行正常生產工作，導致設備生產效率下降。電動機發生短路故障的原因有很多，比如在使用時導線絕緣層磨損或線路運行時出現故障，最終三相異步電動機發生損壞。要求相關人員加強對三相異步電動機電氣控制系統的短路保護工作，出現短路故障時立即將電源電線切除，并為系統安裝斷路器、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安裝保護裝置時，嚴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，設備就有可能出現超載運行的現象。如果不及時發現并制止，電動機絕緣層將會逐漸老化，設備溫度過高，影響電動機的使用壽命。建議相關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值處于正常范圍，降低電流對設備的影響。一般情況下，可以從兩方面進行電動機電氣控制系統的過載保護：（1）三相異步電動機在工作時會發生熱量上升的情況，如果熱量達到一定值，電動機就會出現瞬間短路的情況。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，還要保證系統電流數值處于安全范圍內。（2）三相異步電動機的過載保護和過電流保護環節有著明顯的差異性，人們在進行過載保護工作時應使用專用保護措施，確保熱繼電器相關發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，所產生的電流值也會不一樣。如果三相異步電動機工作時所經過的電流過大，設備將會發生負載情況，進而引發短路問題，導致設備無法正常運行。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控制系統的電線和電流，制定設備故障預防制度，及時解決故障問題。（2）三相異步電動機在使用過程中應避免重復啟動，保證電流流經數值正常。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生嚴重的后果，很多人也不會設置過電流保護裝置，但過電流保護就是因為非正常啟動與過大負載而引起的故障問題，過電流比短路電流小，但更容易發生短路現象，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，應查看電源電壓在恢復時電動機是否正常啟動，生產設備是否會出現損壞，如果不加以制止，將有可能出現人身事故。對于供電系統電網，很多三相異步電動機或其他設備啟動時會出現過電流與瞬間網絡電壓下降的現象。為了避免電壓恢復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。應避免三相異步電動機和其他設備一同工作，規范接觸器和按鈕等環節操作，保證經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，做好電源電壓的調控操作。如果電源電壓過高，繼電器可以降低其數值，保障電源電壓處于安全范圍內。

3 結語

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節[J].電子測試，2018（02）：89+85.