电机过流保护及三相电缺相保护
17页1、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 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
2、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动作。流程图如下: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:
3、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 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Ve
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