在三相交流電動(dòng)機(jī)的使用中，越來(lái)越多的用于三相不可逆轉(zhuǎn)的傳動(dòng)設(shè)備(如水泵、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、電梯電機(jī)等)。為使電機(jī)能在斷相、相序、過(guò)壓、欠壓情況下及時(shí)得以保護(hù)，相應(yīng)保護(hù)器應(yīng)有上述保護(hù)功能，以保證電機(jī)和設(shè)備正常安全工作。在電壓取樣型保護(hù)器中，通常通過(guò)保護(hù)器對(duì)電機(jī)工作電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，判斷其電壓狀態(tài)(如過(guò)壓、欠壓、相序、錯(cuò)相，并在保護(hù)器面板上呈現(xiàn)上述故障指示)，如有故障，保護(hù)器則對(duì)三相供電電路中的控制電器(如交流接觸器)進(jìn)行控制，分?jǐn)嘀骰芈冯娫矗瑥亩鴮?duì)電機(jī)和傳動(dòng)設(shè)備進(jìn)行有效的保護(hù)。
電壓取樣型保護(hù)器與電流取樣型比較其大特點(diǎn)：它與被保護(hù)電器設(shè)備的功率大小無(wú)關(guān)，而只根據(jù)電網(wǎng)電源質(zhì)量的情況來(lái)進(jìn)行保護(hù)，使被保護(hù)電器避免因電源質(zhì)量不良造成損壞。
特別是在三相不可逆轉(zhuǎn)設(shè)備或饋電線(xiàn)路中，待確定相序后，因維修或更改供電線(xiàn)路與原認(rèn)定相序錯(cuò)相相接時(shí)，保護(hù)器可鑒別其原定相序，從而對(duì)電機(jī)和相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。
保護(hù)器主要技術(shù)參數(shù)(1)工作電壓：交流三相300～460V，50Hz.
(2)過(guò)壓保護(hù)：380～460V可調(diào)，延時(shí)約0.5～5s可調(diào)。
(3)欠壓保護(hù)：300～380V可調(diào)，延時(shí)約1～10s可調(diào)。
(4)斷相與相序保護(hù)：動(dòng)作時(shí)間≤0.2s.
(5)保護(hù)觸點(diǎn)容量：AC220V(阻性)。
(6)功耗：<>
(7)保護(hù)器欠壓及過(guò)壓動(dòng)作特性如所示。
特性線(xiàn)1為單相過(guò)欠壓特性線(xiàn);特性線(xiàn)2為雙相過(guò)欠電壓特性線(xiàn);特性線(xiàn)3為三相過(guò)欠電壓特性線(xiàn)。
(8)保護(hù)器設(shè)置參數(shù)過(guò)壓值――設(shè)定旋鈕可設(shè)置被保護(hù)對(duì)象允許運(yùn)行電壓的大值(上限)。
欠壓值――設(shè)定旋鈕可設(shè)置被保護(hù)對(duì)象允許運(yùn)行電壓的低值(下限)。
過(guò)壓延時(shí)――當(dāng)運(yùn)行電壓超過(guò)設(shè)定過(guò)壓值時(shí)到達(dá)保護(hù)器動(dòng)作的時(shí)間(s)。
欠壓延時(shí)――當(dāng)運(yùn)行電壓低于設(shè)定欠壓值時(shí)到達(dá)保護(hù)器動(dòng)作的時(shí)間(s)。
以上參數(shù)設(shè)置可在使用前根據(jù)電機(jī)需保護(hù)的情況來(lái)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。
3原理分析3.1設(shè)計(jì)總體原理因考慮保護(hù)器應(yīng)有過(guò)壓、欠壓、斷錯(cuò)相三種保護(hù)功能為一體，采用3輸入端與非門(mén)和電壓比較器來(lái)完成此功能。如果發(fā)生上述故障，在IC4B組輸入端⑧、②、①端分別決定斷錯(cuò)相、過(guò)壓、欠壓故障，此時(shí)信號(hào)輸入為“0”電平，且經(jīng)IC4C組反相(用此組輸出端⑥來(lái)驅(qū)動(dòng)V1的工作狀態(tài))使V1截止，KA1由吸合狀態(tài)變?yōu)獒尫艩顟B(tài)，控制觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換。原理圖中KA1的觸點(diǎn)為釋放狀態(tài)下(V1截止工作情況下)，保護(hù)器如處在正常工作狀態(tài)時(shí)KA1呈吸合狀態(tài)(V1放大工作狀態(tài)下)。
3.2斷錯(cuò)相保護(hù)分析三相電源經(jīng)A、B、C端進(jìn)行檢測(cè)，且三相電源分別加入RC移相電路，如在相序一定，則在n、w兩端Unw矢量較小，通過(guò)對(duì)此電壓整流、濾波、使L3(斷錯(cuò)相)指示無(wú)以驅(qū)動(dòng)，則光耦I(lǐng)C2(對(duì)采樣信號(hào)與工作電壓起隔離)處截止不導(dǎo)通狀態(tài)。從而使IC4A輸入端○11、○12、○13端均為“0”狀態(tài)，則輸出⑩端為“1”此時(shí)主要取決于IC4B輸入②、①端的變化。如有錯(cuò)斷相或缺相故障時(shí)Unw矢量增大，通過(guò)對(duì)此電壓的整流、濾波使L3與IC2工作。IC4A輸入端為“1”則輸出端⑩為“0”，從而致使V1截止，KA1釋放，保護(hù)器呈保護(hù)工作狀態(tài)。
3.3欠壓工作保護(hù)分析當(dāng)IC1A組⑨端(欠壓)電壓與⑩端(由IC4A端經(jīng)R8、R9電阻分壓)，IC1A中⑩端電壓U⑩>U⑨，則⑧端為“1”，欠壓指示燈L1工作。IC1B中○12與○13比較(通過(guò)RP3、R11對(duì)C5充電，設(shè)定欠壓保護(hù)時(shí)間);當(dāng)U○12
3.4過(guò)電壓保護(hù)分析當(dāng)IC1C組⑤端(過(guò)壓)電壓與⑥端比較，U⑤>U⑥時(shí)，⑦端輸出“1”，過(guò)壓指示燈L2工作，IC1D中③端與②端(RP4、R17對(duì)C9充電，過(guò)壓保護(hù)時(shí)間設(shè)定)U③
3.5工作電源部分經(jīng)變壓器(變壓器干燥處理過(guò)程及原理)將A、C兩相變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓提供Vcc與VDD工作電源。
保護(hù)器欠壓以及過(guò)壓取樣的基準(zhǔn)電壓經(jīng)A、B、C三相，通過(guò)R1、R2、R3分壓電阻降壓后，對(duì)其電壓進(jìn)行三相整流，可得到較高的輸出電壓且紋波電壓幅度較小，取樣電壓(過(guò)壓、欠壓)基準(zhǔn)隨著A、B、C三相的變化而變化。
安裝尺寸和外形尺寸及典型應(yīng)用線(xiàn)路安裝尺寸。
使用說(shuō)明將保護(hù)器接入控制回路之中，通過(guò)保護(hù)器的⑧、⑩端的接通和斷開(kāi)控制接觸器線(xiàn)圈KM，從而有效的對(duì)電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行有效的控制和保護(hù)。
按下起動(dòng)按鈕SB2按，此時(shí)A、B、C三端對(duì)三相工作電源進(jìn)行檢測(cè)，判定有無(wú)過(guò)壓、欠壓、相序(錯(cuò)相)。如無(wú)上述故障，則保護(hù)器⑧、⑩端接通，KM得電，電機(jī)主回路得電，電機(jī)正常工作。反之如出現(xiàn)上述故障之一，則⑧、⑩端斷開(kāi)，KM失電，電動(dòng)機(jī)失電得以保護(hù)。
(1)如在原控制回路中接入保護(hù)器后，電動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)，且“錯(cuò)斷相”燈亮，說(shuō)明保護(hù)器相序鑒別已起作用，只需將保護(hù)器接線(xiàn)端的A、B、C三相任意兩相相互調(diào)換一下就能正常起動(dòng)，此時(shí)相序已被認(rèn)定。以后相序如有改變保護(hù)器即能起到保護(hù)作用。
(2)保護(hù)器在正常工作時(shí)，三個(gè)故障指示燈都不亮，保護(hù)器控制觸頭⑧、⑩端接通。如三相電源有輕微不平衡時(shí)“錯(cuò)斷相”指示燈略有微亮，屬正常。
(3)保護(hù)器面板上刻度為示意性刻度，若要準(zhǔn)確設(shè)定，則應(yīng)在正式使用前測(cè)量確定。
(4)保護(hù)器應(yīng)在無(wú)腐蝕性氣體及導(dǎo)電塵埃等場(chǎng)所使用和貯存。
結(jié)束語(yǔ)該電壓取樣電機(jī)保護(hù)器在過(guò)壓、欠壓兩種情況下，因保護(hù)電壓范圍寬，且電壓保護(hù)參數(shù)值以及保護(hù)時(shí)間設(shè)置，保護(hù)時(shí)間也可設(shè)置，這為用戶(hù)在使用上提供了極大的方便。另外對(duì)電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的斷相故障和相序進(jìn)行保護(hù)，又不受電機(jī)設(shè)備功率大小限制，是電壓取樣型保護(hù)器大特點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛使用于上述領(lǐng)域中。