电机过流保护和三相电缺相保护

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1、word格式文档目录一、方案论证1二、方案设计11.过流保护12.缺相保护1三、具体内容21.过流保护21）电流的检测方案比较22）方案的选择23）信号处理24）基准比较电压32.缺相保护31）缺相信号检测方法的比较32）方案选择43）信号处理44）控制开关电路45）自锁的实现4四、方法步骤41、查找文献42、电路的设计与仿真5五、设计结论8六、附表及元件明细8七、参考文献8八、附图一10附图二11专业整理word格式文档电机过流保护及三相电缺相保护一、方案论证随着各行业现代化步伐加快，煤矿企业如今也慢慢步入电气化时代，尤其是近几年煤矿企业加大了对矿井的设备投入，这就为保障

2、井下的各种电器设备安全正常的运行提出了更高的要求。电器设备的正常运行直接关系到煤矿的生产和井下工人的生命安全！为此，我们提出设计相关电器设备的保护电路。而在井下常发生的电器事故中，设备的过载运行和三相电机的缺相运行是最常见的电器事故，且井下的大部分由外因素引起的火灾都是由上述两个因素造成的。特别是缺相运行的检测，因三相负载在缺相时仍能工作，且不易被发现，例如三相电动机。如果不及时发现故障电路采取相应的措施，会严重影响井下设备的正常运行，更严重着则会引发火灾，设备永久损坏！所以，我们设计与这两个方面相关的电路保护——“过流保护”、“三相电缺相保护”。这两个保护电路在井下对电器

3、设备的安全运行是必不可少的，具有很强的实用性！二、方案设计1.过流保护过流保护首先要检测井下供电电缆的电流，而检测电流有多种方案——电阻分压、电流互感器、电流继电器。然后经采集的信号进行处理，若信号本身是直流则直接接相应的保护动作电路，若是交流则要多加一级交流有效值转换电路。而后就是实现电路的电器自锁，保证电路稳定可靠工作。流程图如下：2.缺相保护缺相保护首先要实现的是相位缺失的检测，这里同样有多种方案可供选择，主要的常用类型为：电容中性点检测法、电阻中性点检测法（只适用于三相四线制）、二极管整流法、互感器+二极管整流法。它们都是为了实现一个开关信号的检测去实现驱动开关元件

4、动作。流程图如下：专业整理word格式文档三、具体内容1.过流保护1）电流的检测方案比较l电阻分压原理：将精密电阻串于负载电路，把电阻上的电压作为检测信号，然后接后级电路。优点：电阻相比较而言便宜且工作相当稳定可靠。缺点：温漂对电阻影响较大l电流互感器原理：经互感器检测交流信号，然后接放大电路。优点：检测精度高。缺点：体积稍大、成本高。l电流继电器原理：靠电磁耦合，驱动继电器触点动作。优点：可靠，安全，容易实现自锁缺点：体积大2）方案的选择首先，电阻分压法只适用于小功率电路保护，若用于大功率电路，则要求电阻的功率非常大，不合实际，所以排除电阻分压法。其次，虽然电流继电器适用

5、电流范围比电阻分压法大，但要用于矿井下高达数十安、数百安的电流，则需要用到大功率（数百安）电流继电器，如此则继电器体积太大，所以也被排除。最后，电流互感器为最佳选择，它能实现电流初级与次级的变比，将大电流转化为小电流，非常适合于大电流的检测。这使得它的成本相对于它所控制的设备来说成本几乎可以忽略。3）信号处理专业整理word格式文档互感器检测到的信号为交流电流信号，需转化为电压控制信号，所以要加一级流压转换电路。然后，将再将其转化为直流信号。传统方法交直转化为整流桥直接整流，这种方法精度低，动态性差。这里选用真有效值转换电路，其原理为，电压真有效值转换公式为：4）基准比较电

6、压基准比较电压的实现可以利用德州仪器公司（TI）生产的TL431。TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。他的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从Verf（2.5V）到36V范围内的任何值。TL431可等效为一只稳压二极管。1)驱动及自锁自锁实现了过载发生时能及时断开电路，电路断开后能保证电路不再闭合，保证电路安全可靠工作，不会出现电路反复动作。2.缺相保护1）缺相信号检测方法的比较l电容中性点检测法原理：在三线制三相电中，从三相线路中，每相通过电容各引出一根线。并接在一点，形成人为的中性点。当三相负载正常工作时，中性点对地电压为零。当负载缺相运行时，中性

7、点发生偏移，中性点对地电压发生变化。利用这个开关量来检测负载是否在正常工作。优点：原理简单、检测电路简单、改善了电路的功率因数缺点：后级需加整流电路l二极管整流法原理：从三相线路中，每相通过二极管各引出一根线。并接在一点，形成人字形的整流电路。当三相负载正常工作时，人字形节点电压为三相电的相电压有效值当三相电中任意一相断开时，人字形节点电压为三相电的相电压有效值通过上述两个电压大小的不同可以用来判断设备是否缺相运行。优点：简单、可靠、减少后级整流电路l电阻中性点检测法原理：，从三相线路中，每相通过电阻各引出一根线。