缺相保护热继电器——机床主轴电机回路标准用法



一、缺相保护热继电器的作用

| 保护功能 | 说明 |
|--||
| 过载保护 | 电机长时间过载时，双金属片弯曲触发脱扣 |
| 断相/缺相保护 | 任一相断电时，不平衡电流导致差动机构动作 |
| 三相不平衡保护 | 电压/电流不平衡超过设定值时保护 |

> ⚠️ 主轴电机是机床核心动力，缺相运行会导致电机烧毁、主轴损伤，必须可靠保护。



二、常用型号与选型

1. 常见型号系列
| 品牌/系列 | 典型型号 | 特点 |
||||
| 施耐德 TeSys | LRD / LR2-D | 集成缺相保护 |
| 西门子 SIRIUS | 3RU 系列 | 差动式缺相保护 |
| ABB | TA / T7 系列 | 模块化设计 |
| 正泰 | JR36 / JRS2 | 性价比高，含断相保护型 |
| 德力西 | JRS2D | 带断相保护功能 |

2. 选型要点

选型公式：
热继电器额定电流 I_n ≥ 电机额定电流 I_e
整定电流范围覆盖：0.95~1.05 × I_e（一般）

示例：
主轴电机：7.5kW / 380V / Y接 / Ie ≈ 15.4A
→ 选 JRS2D-25（整定范围 10~16A 或 13~18A）


| 电机功率(kW) | 额定电流(A) 380V | 推荐热继电器规格 |
|-|--|-|
| 1.5 | 3.4 | 4~6A |
| 2.2 | 4.8 | 6~8A |
| 4.0 | 8.4 | 9~13A |
| 5.5 | 11.8 | 12~18A |
| 7.5 | 15.4 | 16~25A |
| 11 | 22.6 | 23~32A |
| 15 | 30.4 | 30~40A |



三、标准接线方式（完整回路）

主回路


三相电源 L1 L2 L3
│ │ │
▼ ▼ ▼
┌──────────────┐
│ QF（断路器） │ ← 短路保护 + 隔离
└──────┬───────┘
│
┌──────▼───────┐
│ KM（接触器） │ ← 由控制回路控制通断
└──────┬───────┘
│
┌──────▼───────┐
│ FR（热继电器）│ ← 串在主回路，带缺相保护
│ (主触点) │
└──────┬───────┘
│
U V W
│ │ │
┌─▼──▼──▼─┐
│ 主轴电机 M│
└──────────┘


控制回路（典型启停控制）


控制电源 (220V/380V)
│
┌────▼────┐
│ SB1(停止)│──常闭
└────┬────┘
│
┌────▼────┐
│ SB2(启动)│──常开
└────┬────┘
│
├─── KM 线圈 ───┤
│ (自锁) │
│ │
└─── FR 常闭触点 ──┘ ← 缺相/过载时断开此触点
切断 KM 线圈，电机停转


热继电器辅助触点接线


FR 常闭触点(95-96) ──→ 串联到 KM 线圈控制回路
FR 常开触点(97-98) ──→ 可接故障指示灯/PLC输入报警




四、具体接线端子图（以 JRS2D-25 为例）


主回路端子 控制回路端子
┌─────────────────┐ ┌──────────────┐
│ 1 3 5 │ │ │
│ ▲ ▲ ▲ │ │ 95 96 │ ← 常闭（串控制回路）
│ │ │ │ │ │ ▲ ▲ │
│ 2 4 6 │ │ │
└─────────────────┘ │ 97 98 │ ← 常开（报警/PLC）
└──────────────┘

端子1-2：L1相输入/输出
端子3-4：L2相输入/输出
端子5-6：L3相输入/输出


> ⚡ 注意：不同厂家端子编号不同，务必查对应手册！



五、关键安装与整定要求

1. 整定电流设定

方法一（拨盘式）：直接旋转到电机额定电流刻度
方法二（旋钮式）：I_set = 电机额定电流 I_e

┌────────────────────┐
│ 整定值 = 1.0 × Ie │ ← 满载运行场合
│ 整定值 = 0.95 × Ie│ ← 重载/频繁启停场合
└────────────────────┘


2. 手动/自动复位选择
| 复位方式 | 适用场合 | 说明 |
|-|||
| 手动复位 | 机床主轴（推荐） | 故障排除后需人工按复位按钮，防止自动重启 |
| 自动复位 | 通风机等辅助设备 | 断电恢复后自动复位 |

3. 安装要求
- ✅ 热继电器必须与接触器配套使用（同一系列，有机械联锁/电气联锁）
- ✅ 安装在接触器出线端与电机之间
- ✅ 环境温度补偿：与电机在同一环境
- ✅ 垂直安装，倾斜不超过5°
- ❌ 不能用于频繁正反转（反接制动）场合（需型号）



六、典型主轴电机保护回路完整图


三相380V ──QF(断路器/短路保护)
│
┌────▼────┐
│ KM主触头│
└────┬────┘
│
┌────▼────┐
│FR(热继电器│← 缺相+过载保护
│ 主触点串入│ (JRS2D/LR2-D)
└────┬────┘
│
┌────▼────┐
│ 主轴电机 │
│ M (Y/Δ) │
└─────────┘

控制回路：
L ── SB1(停止NC) ── SB2(启动NO) ──┬── KM线圈 ── N
│
FR(95-96 NC触点) ← 缺相/过载断开
│
KM辅助常开(自锁)

FR(97-98 NO触点) ──→ 指示灯HL(故障报警)
──→ PLC输入点 I0.0 (报警信号)




七、注意事项

1. 星三角(Y-Δ)启动的主轴电机

★ 热继电器必须装在 KM₂（三角形运行接触器）之后
或装在主回路总出线端（整定值按线电流设定）
★ 不能装在星接接触器之后（电流不匹配会误动作）


2. 变频器驱动的主轴

→ 变频器自身有电子热保护，外部热继电器作后备保护
→ 热继电器装在变频器输出端到电机之间
→ 整定值按电机额定电流，不按变频器输出电流
→ 注意：变频器输出谐波可能导致热继电器误动作，选型需确认兼容性


3. 主轴电机频繁正反转

→ 选用专门适用于正反转的热继电器（如 JR36-20Z）
→ 或用两个热继电器分别保护正/反转回路
→ 不能用普通双向热继电器（会失去缺相保护功能）




八、故障排查要点

| 现象 | 可能原因 |
|||
| 电机不转，FR 跳闸 | 缺相/过载，检查电源、机械卡死 |
| FR 频繁误跳 | ① 整定值太小 ② 电源谐波大 ③ 接触器主触头接触不良 |
| 缺相不保护 | ① 热继电器损坏 ② 接线错误（漏接一相） ③ 选型不对（非缺相保护型） |
| 复位后反复跳 | 机械堵转、轴承损坏、负载过大 |



九、相关标准参考

| 标准编号 | 内容 |
|-||
| GB/T 14048.4 | 低压开关设备和控制设备 - 机电式接触器和电动机起动器 |
| GB/T 14048.5 | 控制电路电器和开关元件 - 热继电器 |
| GB 5226.1 | 机械电气安全 - 机械电气设备 |
| JB/T 10820 | 热继电器技术条件 |



> 总结核心要点：选对带缺相保护型 → 正确整定额定电流 → 串入主回路 KM 之后 → 常闭触点串入控制回路切断线圈 → 手动复位 → 定期检查校验。

如需针对具体电机功率、控制方式（直接启动/Y-Δ/变频）进一步细化，请提供参数！