綜合保護(hù)器的工作原理及接線(xiàn)圖分析

電機(jī)星三角啟動(dòng)方式主要的保護(hù)是熱繼電器。若使用熱繼電器對(duì)大型電機(jī)作保護(hù)，就會(huì)使大電線(xiàn)出現(xiàn)斷點(diǎn)（即進(jìn)出熱繼電器的螺絲接線(xiàn)）問(wèn)題，容易出現(xiàn)發(fā)熱點(diǎn)和故障點(diǎn)。

如果不用熔斷器和熱繼電器，而采用電機(jī)綜合保護(hù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殡姍C(jī)綜合保護(hù)器是穿心式，就可以減少大電線(xiàn)的斷點(diǎn)，從而減少發(fā)熱點(diǎn)和故障點(diǎn)，且價(jià)格比兩者便宜。

使用電機(jī)綜合保護(hù)器時(shí)必須注意控制線(xiàn)路的接線(xiàn)問(wèn)題。以確保正常運(yùn)行。

有的電機(jī)綜合保護(hù)器注明：“一定要接上負(fù)載才能正常工作，不接負(fù)載時(shí)處于缺相工作狀態(tài)。因此，綜合保護(hù)器是拒絕合閘的，電動(dòng)機(jī)將無(wú)法啟動(dòng)”。這說(shuō)明電機(jī)綜合保護(hù)器內(nèi)部，是依靠電流互感器，檢測(cè)三相電流的有無(wú)，來(lái)判斷缺相否。在未接通電源和沒(méi)有負(fù)載時(shí)。這個(gè)閉點(diǎn)實(shí)際上是開(kāi)點(diǎn)，所以沒(méi)法合閘。如型號(hào)為JD-6-300A的電機(jī)綜合保護(hù)器。接線(xiàn)如上圖所示。

圖1電路中，利用按鈕的動(dòng)作，錯(cuò)開(kāi)了保護(hù)器電流檢測(cè)的開(kāi)閉點(diǎn)問(wèn)題。在時(shí)間繼電器的線(xiàn)包前面串并接了KM01和KM02兩個(gè)輔助閉點(diǎn)，是為了在啟動(dòng)結(jié)束后，關(guān)斷時(shí)間繼電器（因?yàn)闀r(shí)間繼電器繼續(xù)通電沒(méi)有意義）。 、JD-6型電機(jī)綜合保護(hù)器的原理如下圖所示。具有缺相、過(guò)載的反時(shí)限特性保護(hù)功能。

電路主要由雙時(shí)基IC芯片NE556與電壓電流取樣環(huán)節(jié)組成比較電路、多諧振蕩電路、單穩(wěn)態(tài)電路等。

簡(jiǎn)述如下：

1.缺相保護(hù)L1~L3.三個(gè)電流互感器取樣，經(jīng)三個(gè)三極管U9~U11組成的與門(mén)，在電阻R4上獲得門(mén)限電位。

缺相時(shí)，只要其中一個(gè)三極管截止，在R4上形成低電位時(shí)，紅色發(fā)光二極管亮，便表示缺相。同時(shí)電容C6快速充電，NE556的左邊555時(shí)基組成比較單元。

NE556的OUT1輸出端⑤腳是高電位，繼電器K1斷開(kāi)，對(duì)外的保護(hù)點(diǎn)也斷開(kāi)，從而使接觸器回路跳開(kāi)，電機(jī)斷電而受到缺相保護(hù)。

不缺相時(shí)，在R4上形成高電位時(shí)，電容C6不能充電，NE556的OUT1輸出端⑤腳變成低電位，K1吸合。對(duì)外的保護(hù)點(diǎn)是閉點(diǎn)，電機(jī)具備啟動(dòng)的條件。

2.正常運(yùn)行電機(jī)啟動(dòng)后，在正常運(yùn)行時(shí)，電流互感器的取樣電位不會(huì)高于時(shí)基內(nèi)部比較電位。多諧振蕩電路也變成一個(gè)比較電路。NE556的OUT2輸出端⑨腳變成高電位，綠色發(fā)光二極管常亮，表示運(yùn)行正常。

3.過(guò)載保護(hù)過(guò)載時(shí)，R4上的取樣電位高于時(shí)基內(nèi)部比較電位。隨著過(guò)載量的加重或時(shí)間的增長(zhǎng)，R4上的取樣電位會(huì)相對(duì)增加。因而，多諧振蕩電路頻率也會(huì)隨著增高。對(duì)應(yīng)NE556的OUT2輸出端⑨腳電位，高低交替變化（唯一不足的是：這種電機(jī)綜合保護(hù)器的電流取樣只有一相），一旦⑨腳電位變低，單穩(wěn)態(tài)電路電容C6開(kāi)始充電，按照變化的頻率充電。當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載電流倍數(shù)較大時(shí)，對(duì)應(yīng)多諧振蕩脈沖中，低電平所占時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，這時(shí)C6充電速度較快；相反，當(dāng)過(guò)載電流倍數(shù)較小時(shí)，C6充電速度較慢。這使得電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)具有反時(shí)限特性。達(dá)到整定的電流和時(shí)間后。

單穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)，NE556的OUT1輸出端⑤腳變成高電位，繼電器K1斷開(kāi)，即對(duì)外的保護(hù)點(diǎn)也斷開(kāi)。使接觸器回路跳開(kāi)，電機(jī)不能再運(yùn)轉(zhuǎn)而受到過(guò)載保護(hù)。

電位器r1對(duì)過(guò)載保護(hù)電流進(jìn)行整定，電位器r2可對(duì)過(guò)載保護(hù)的反時(shí)限特性進(jìn)行調(diào)整。在啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流比正常運(yùn)行后的過(guò)載電流倍數(shù)大得多。很容易使單穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)。按正常過(guò)載的整定。往往不能兼顧啟動(dòng)（這也是這種保護(hù)器的又一缺陷）。

所以，調(diào)節(jié)好星三角啟動(dòng)方式的切換時(shí)間，限制啟動(dòng)電流，才能使電機(jī)綜合保護(hù)器定性的使用好。

過(guò)載時(shí)，NE556的OUT2輸出端⑨腳電位不斷地進(jìn)行高低變化。使接在輸出端的峰鳴器B1和黃色過(guò)載指示燈開(kāi)始間歇鳴叫或閃光，可提示電動(dòng)機(jī)過(guò)載。

1、按照說(shuō)明書(shū)方法進(jìn)行位置整定

（1）將代表時(shí)間和電流的兩個(gè)電位器順時(shí)針旋到底。即時(shí)間值和電流值最大。

（2）在電機(jī)和控制線(xiàn)路均為正常的前提下。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，待其運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，綠色指示燈亮。這時(shí)，將右邊電流電位器反時(shí)針緩慢減小，直至過(guò)載黃色報(bào)警燈閃爍。然后，再稍微順時(shí)針增加一點(diǎn)，在1分鐘內(nèi)黃色過(guò)流指示燈不閃爍一次的臨界狀態(tài)為止。

（3）將左邊時(shí)間電位器反時(shí)針逐漸減小。大于電機(jī)的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間。

2.大電機(jī)的過(guò)流整定有條件時(shí)可用低電壓大電流整定，如下圖所示。

T1為1kVA單相調(diào)壓器，12為500VA、380W36V工作燈變壓器。導(dǎo)線(xiàn)在電機(jī)綜合保護(hù)器內(nèi)纏繞10圈。用鉗形電流表卡在變壓器T2的36V二次則內(nèi)。緩慢增加電壓。并觀(guān)察鉗形電流表讀數(shù)。如對(duì)應(yīng)電機(jī)為110kW，為250A左右。

從220A到250A的變化中過(guò)載黃色指示燈由閃爍變?yōu)殚L(zhǎng)亮，達(dá)到了過(guò)流保護(hù)。電機(jī)過(guò)流倍數(shù)整定在額定電流的1.25～1.5倍間，時(shí)間整定為反時(shí)限特性。即電流大時(shí)間就短些，但整個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度應(yīng)大于啟動(dòng)時(shí)間。

整個(gè)調(diào)試過(guò)程時(shí)間要短，因?yàn)樽儔浩鳌⒄{(diào)壓器元件是處在安全短路狀態(tài)的。使用電機(jī)綜合保護(hù)器終歸是有些麻煩。所以，有些人就喜歡用熱繼電。器這種熟悉的形式。作成下圖的形式，雖然是熱繼電器的結(jié)構(gòu)形式。但是“以小代大”的?？朔舜鬅崂^電器必須使大線(xiàn)“斷點(diǎn)”這一缺點(diǎn)。這種方式，是以電流互感器采樣電流信號(hào)。來(lái)表征電機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)的電流情況。與電機(jī)的大電線(xiàn)是非接觸式的。

再通過(guò)小熱繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)熱過(guò)載保護(hù)功能。還是做到了減少大線(xiàn)的“斷點(diǎn)”發(fā)熱和故障多的問(wèn)題。

這種方式和電機(jī)綜合保護(hù)器一樣，也具備非接觸式的特點(diǎn)，而且節(jié)能。這里順帶提一句，生產(chǎn)廠(chǎng)家能否把大熱繼電器改成這種形式呢？如生產(chǎn)廠(chǎng)家把它作成一體化，再把熱繼電器容量減小到0.1—1A，這樣既方便又節(jié)能。因?yàn)椋瑹崂^電器中的熱雙金屬片在動(dòng)作的過(guò)程中，具有反時(shí)限的功能。

完全正好作電機(jī)的過(guò)流熱保護(hù)。