Ці пристрої призначені для постійного контролю параметрів напруги мережі й керування трифазними електроустановками шляхом відімкнення їх від електричної мережі у випадку аварійних режимів: недопустимі перепади напруги (стрибки й провали напруги); обриви, злипання, перекоси, порушення послідовності фаз і наступне автоматичне повторне вмикання електродвигуна після повернення параметрів мережі в норму, якщо інше не передбачено технологічним процесом.
Більшість із присутніх на ринку реле напруги не мають зазначеної універсальності. Одні з них контролюють тільки обриви фаз, інші - перевищення або зниження напруги, треті - перекіс фаз тощо. Це призводить до необхідності використання декількох аналогічних реле одночасно, що невиправдано ускладнює й здорочує схему, підвищує енергоспоживання й тепловиділення, зменшує надійність.
Дані реле умовно можна розділити на дві групи: аналогові й цифрові. Про переваги цифрової техніки перед аналоговою сказано досить багато. Відзначимо тільки, що характеристики аналогових реле напруги дуже сильно залежать від параметрів самої вимірюваної напруги й температури навколишнього середовища. Їх вирізняє низька надійність, більші габарити й підвищене енергоспоживання, робота з піковими значеннями напруги, тому що засобами аналогової техніки практично неможливо обчислити діюче значення напруги.
Мікропроцесорні монітори напруги здатні в одному малогабаритному пристрої поєднати більшість функцій, працюють з діючими значеннями напруги, розрізняють види аварій, мають безліч регулювань і параметрів, що налаштовуються. Спеціально для захисту АД кращі зразки реле мають незалежну регульовану (або «зашиту») уставку за мінімальною напругою для налаштування від впливу пускових спадів напруги.
Поєднувати цю уставку із часом реакції (спрацьовування) реле неприпустимо, тому що точно з такою самою затримкою реле буде реагувати й на важкі аварії, якот обрив фаз або сильний перекіс. Такі монітори мають регулювання АПВ у широких межах, а також можливість контролю контактів магнітного пускача. Остання функція найбільш актуальна для потужних двигунів або для двигунів, що працюють у старт-стопному режимі.
Підсумовуючи вищевикладене, можна зробити висновки про загальні недоліки традиційних захисних пристроїв:
невиправдана вибірковість спрацювання, що не піддається коректуванню;
відсутність налаштування від впливупроцесу пуску;
неможливість відімкнення загальмованого ротора за певний мінімальний час;
відсутність сигналу про початок перевантаження;
непогодженість струмо-часової характеристики з перевантажувальною кривою двигуна;
нездатність точного визначення критичного тепла, накопиченого двигуном.
Навіть найкращі пристрої захисту не вирішують повністю завдання захисту АД від механічних перевантажень, ушкоджень силового кабелю живлення, перекосу фазних струмів, пов'язаних із внутрішніми аваріями двигуна або з погіршенням опору ізоляції обмоток.
Повноцінний захист здатен здійснювати пристрій, що буде не тільки контролювати напругу мережі, фазні струми, що протікають в обмотках АД, але й співставляти обидва ці параметра між собою робити висновки про наявність тої або іншої аварії.
Пристрій фазочутливі захисту ФУЗ-М складається з двох триобмоткових трансформаторів, фазового детектора з косинусной характеристикою, електронної схеми контролю перезавантаження і вихідного контактного реле. Пристрій контролює величину струму обмотки електродвигуна і кут між струмом і напругою. Кожен фазоповертаючий трансформатор має дві первинні струмові обмотки з різним числом витків, включених зустрічно в різні фази живлення електродвигуна. Це забезпечує певний заданий кут фазового зсуву між вторинними вимірюваними напруженнями. При роботі електродвигуна на всіх трьох фазах кут фазового зсуву між вимірюваними напруженнями близький до 900. При обриві фази кут фазового зсуву стає 0 або 1800, залежно від того, в якій фазі стався обрив, при цьому на виході фазового детектора струм значно збільшиться і вихідний реле спрацює. При виникненні технологічних перевантажень і режимів загальмування ротора, електродвигун відключається за допомогою електронної схеми контролю перевантаження.
Фазочутливі пристрій практично миттєво відключає електродвигун при обриві фази і затормаживании ротора, а також при короткому замиканні в електродвигуні. Тим самим виключається непотрібний нагрів обмоток електродвигуна. Надійність спрацьовування при неповнофазному режимі і затормаживании ротора не залежить від експлуатаційних факторів.
Стенд призначений вивченню режимів роботи асинхронного двигуна і способів захисту від обриву або зникнення фази . Стенд зібраний на древесностружачном підставі, на якому розміщені автоматичний вимикач ВА77 - 29 - 1, два магнітних пускача ПМЕ - 071У3В, проміжне реле РП - 21 - УХЛ4Б, кнопкова станція ПКЄ 122 , дві клемних колодки, пристрій захисту. Даний л стенд використовується в навчальному процесі при вивченні дисциплін: «Релейний захист», «Електричні машини», . Стенд працює при підключенні до нього ~ U = 380 В f = 50 Гц і асинхронного електричного двигуна. У разі зникнення напруги в одній з фаз двигуна спрацьовує пристрій захисту та двигун відключається, тим самим забезпечена його захист від неповнофазного режиму роботи і перевантаження.