随着工农业生产的迅速发展，电动机的使用数量日益增多，应用最普遍的是三相交流感应电动机。为了保证电机的安全运行，我们试制了晶体管电机缺相保护器。保护器的外形见图1，它和电机磁力开关联用，能有效地防止因缺相运行而烧毁电机的事故。
工作原理
图2是保护器的电原理图。其中L\(_{1}\)～L3称传感线圈，是三个绕在锰锌铁氧体磁环上的线圈，电动机的三相电源线分别从其中心穿过。当电源线中有电流通过时，由于电磁感应，磁环上的线圈两端就会产生感生电动势，经二极管D\(_{1}\)～D3和电容C\(_{1}\)～C9整流滤波，产生直流电压分别加在晶体管BG\(_{1}\)～BG3的基极与发射极之间，使它们呈正向偏置。
电机正常运行时，三根电源线中都有电流通过，则三个磁环线圈同时输出电压信号，使BG\(_{1}\)～BG3三只晶体管同时导通。这时图2中的A点为低电位，U\(_{A}\)＜2伏，这个电压通过R2加到BG\(_{4}\)基极。但晶体管BG4的发射极电位由于稳压管2DW7A的作用，被稳定在6伏，高于基极电位，因而这时BG\(_{4}\)呈反向偏置，处于截止状态。继电器J作为BG4的负载，没有电流通过。它的常闭接点J\(_{1}\)保持闭合，电机正常运转。
当电机电源有一相断电时，这一相的电源线中没有电流，与之相应的磁环线圈两端便没有电压输出，相应的晶体管也因正偏置消失转而处于截止状态。由于BG\(_{1}\)～BG3三只晶体管是射集串联的，任何一只管子截止，都能使A点转为高电位。BG\(_{4}\)的基极电位也随之升高。适当选择R1的阻值，使此时BG\(_{4}\)呈饱和状态，它的集电极电流达到最大值并使继电器J动作，其常闭触点J1断开，切断了电机磁力开关的吸力线圈电源,使开关释放,电机停止运转。
零件制作与选用
保护器中的传感线圈需要自己绕制。磁心选用MXO—2000锰锌磁环，磁环直径大小可根据电机电源线的粗细来决定。每个磁环上用φ0.16高强度漆包线穿心绕500匝左右（图3），线头用软塑料线引出。绕制时一定要注意线间不能有短路。实验表明当电机电源线中电流强度为2安培时，线圈上感生电动势为1.1伏，随着电源线中电流的增强，感生电动势也会有升高，但到一定值（1.6伏）后，由于达到磁饱和，感生电动势不再随电流增加。所以这个保护器不需任何调节就能适用于1.5千瓦以上各种功率的电动机，而不必担心传感线圈输出电压会过高而损坏晶体管。
晶体管BG\(_{1}\)～BG3可选用3DK2、3DG6等小功率硅管，要求选用饱和压降V\(_{ces}\)小的，选测时可按图4线路联接，电压表的读数就是Vces值。BG\(_{4}\)的集电极最大允许电流应大于继电器动作电流，可选用3DK4、3DG12等。晶体管β值要求在40以上。
继电器J可根据手头情况选用，以工作电压6～10伏、工作电流40毫安以下的小型灵敏继电器为宜，否则就要考虑提高电源电压或选用耗散功率较大的晶体管作BG\(_{4}\)。
稳压管2DW7A的稳定电压为5.8～6.6伏，有一定的余量，也可以选用稳定电压为3～4伏的稳压管，这样保护器的电源电压可用得低一些。稳压管的工作电流也应和继电器J的性能结合考虑，以免电流过大烧毁稳压管。但因在电路中继电器动作后，整个保护器工作过程即告结束，稳压管中只有瞬间有较大电流通过，实践证明电流稍超过它的额定值，还不致造成稳压管损坏。
安装和调整
整个保护器装在塑料小盒中，使用时用螺钉固定在配电板上，它与磁力开关的连线用塑料软线引出。
保护器中供晶体管电路的电源，通过磁力开关的吸力线圈取得。这种供电方式不但能省掉一个电源变压器，缩小体积，降低成本，而且能保证保护器工作可靠，不会在电源缺相时因保护器本身得不到供电而失效。线圈L\(_{5}\)用φ0.23漆包线绕在磁力开关的吸力线圈外面。它的输出电压为17伏，大约在200～300匝之间，要根据吸力线圈匝数多少而定。
安装时必须注意接点CJ\(_{5}\)的作用。磁力开关的吸力线圈接通后，L5立即就会有感应电压送出，但磁力开关主接点C\(_{J}\)1～CJ3的接通，即磁力开关衔铁的吸下尚需要一定时间，在这一短时间内电机电源线中还没有电流通过。保护器如果在这时就进入工作状态，那么J将动作，导致磁力开关跳开。这将引起磁力开关衔铁不断跳动，电机无法起动。为此，在L\(_{5}\)向保护器供电端接入磁力开关的辅助常开接点CJ5，使保护器只有在磁力开关吸合、电机接通电源以后，才得到电压，开始工作。
电机起动时，由于起动电流较大，将在磁环线圈两端产生较高感应电动势，为了防止三极管发射结被击穿，线路中接进二极管D\(_{4}\)～D6，安装时应注意二极管极性不要接错。
安装完毕检查无误后，就可以开启电机进行通电调试，具体步骤是：
1．测量整流后保护器电源电压，应在15～18伏左右。
2．测量A点电压，正常时在2伏以下。若U\(_{A}\)＞6伏，说明BG1～BG\(_{3}\)没有导通，应检查传感线圈输出电压（交流1.1伏以上)及各晶体管基极电压是否正常。若UA虽小于6伏，却高于2伏，说明BG\(_{1}\)～BG3虽然导通但未能达到饱和，这会造成BG\(_{4}\)不能很好截止，引起继电器的误动作。这时要逐个测量每只晶体管c、e极间电压降，对性能差的管子应调换。
3．测量BG\(_{4}\)发射极电压，应保持在6伏。
4．将接点J\(_{1}\)暂时用导线接通，然后焊开一个传感线圈的引线，正常时继电器应立即动作。A点电压升到6～8伏，BG4集电极对地电压由15伏降为7伏左右。若在7伏以上，可减小R\(_{1}\)阻值或换BG4管。若电压正常而继电器不动作，应换用高灵敏度继电器或适当提高电源电压。
5．重新接好传感线圈，拆掉接通接点J\(_{1}\)的导线，将电机起动后，人为切断一相电源（如拔出保险丝）造成缺相，保护器应立即动作使电机停止转动。若J动作而电机不停，多数是控制按钮部分接线错误，可检查更正。（北京市通县西集中学）