控斷和取電電路及其應用的製作方法
2023-11-11 20:26:37 3
專利名稱：控斷和取電電路及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及電力的發電、變電或配電技術中的緊急保護電路裝置，是一種對偏離正常電工作情況的不希望有的變化直接起反應的自動斷開緊急保護電路裝置。還涉及基本電氣元件中的電開關、繼電器，是一種電開關的電路裝置;或者說是一種非適用於繼電器特定用途的，用於獲得所需工作特性或提供激磁電流的電路裝置，具體地說，是一種用來改進繼電器操作的、產生繼電器延時動作的電路裝置。
現有的定時(延時)、程控、及故障保護裝置中所採用的控制通斷等動作的電路中均需要設置帶變壓器及複雜的穩壓電路的電源，而且還需在外部設置專用的線路與電源相連，不僅消耗電能，增加了裝置的體積和安裝難度，而且還需根據不同的電壓場合，不同的電設備功率等設計和選擇不同的電路結構方案，電路複雜，適應性差，成本也較高。而且還存在工作的可靠性問題。
本發明的目的是提供一種體積小、成本低、適應性好、性能穩定、工作可靠的控斷和取電電路及其應用。
本發明的技術解決方案是一種控斷和取電電路，具有與現有技術完全不同的設計;有一個與兩個串聯於外部交流接觸器線圈上的接線端相接的整流電路，整流電路後接有穩壓控制電路，一個繼電器與穩壓控制電路相接，繼電器受一個與外部控制信號產生電路相接的放大器控制，繼電器的一個常閉觸點接在穩壓控制電路中，穩壓控制電路輸出還由輸出接點外接。
本發明中的穩壓控制電路中包括一個可控矽，可控矽的控制極接有一個三極體，三極體受一個穩壓管的控制，繼電器的常閉觸點位於可控矽與三極體之間。當然，穩壓控制電路也可採用其他合適的電路結構形式。
一種應用了前述控斷和取電電路的三相異步電機通用保護器，包括用於採樣的三相電流互感器，其與現有技術的不同之處是有三組放大及整流電路分別接受三相電流互感器送出的信號，放大及整流電路將信號送至信號比較電路，信號比較電路輸出信號經一脈衝形成電路控制控斷和取電電路，控斷和取電電路為其餘電路提供所需電源。
本發明中的信號比較電路包括過載信號比較器和斷相信號比較器。當然，也可是其中一種信號比較器或還包括其他信號比較器。
本發明中的斷相信號比較器輸出端接有抗幹擾電路。過載信號比較器輸出信號與一個啟動電流避讓電路輸出信號相與後接脈衝形成電路。當然，上述電路結構形式也可用其他合適的電路結構形式替代。
本發明中的放大及整流電路包括與電流互感器相接的放大電路，及接在放大電路之後的整流電路。當然，放大及整流電路也可採用其他合適的電路結構形式。
本發明中的啟動電流避讓電路中包括一個電壓比較器，電壓比較器的一個輸入端接有一個RC充電迴路和二極體放電迴路，電壓比較器的另一個輸入端接有一個提供比較器電壓基準的穩壓電路。當然，也可採用其他合適的電路結構形式。
本發明的優點是體積小、電路結構簡單，性能穩定、適用範圍廣，可用於定時(延時)、程控、及各種故障保護電路裝置中，安裝使用方便，不論電壓大小、電器設置的功率大小，均可適用。與現有技術相比，不需另設專門的電源線路，外部接線少，耗電小。具有高可靠性和高抗幹擾能力。
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明
圖1為本發明的一種控斷和取電電路結構示意圖。
圖2為應用本發明的控斷和取電電路的三相異步電機通用保護器電路原理框圖。
圖3為應用圖1的控斷和取電電路的三相異步電機通用保護器電原理圖。
圖1描述了本發明的一種控斷和取電電路。二極體D1、D2、D3、D4組成了一個橋式整流電路。接點A、B用來串聯於控制外部電器或線路等通斷的交流接觸器的吸引線圈迴路中。在交流接觸器吸合的瞬間，電容器C1上無電荷。接點A、B兩端間呈短路狀態，交流接觸器順利吸合，吸合後，電容器C1上充得一定的電壓，當該電壓超過穩壓二極體W1的穩壓閥值時，三極體BG1導通，繼而可控矽TD導通，給電容器C1的充電停止，交流電流的後半周到來時，重複上述過程，從而電容器C1上有一穩定的直流電壓。當外部控制信號令繼電器J吸合時，繼電器J的常閉觸點JK開路，而由於可控矽TD的過零斷開的特性，觸點JK在斷開時將不產生火花，因此繼電器J的體積可小於現有技術中採用的繼電器，而使用壽命卻更長。壓敏電阻RY是用於保護可控矽TD。電路中還包括二極體D5，電阻R1等。由於上述控斷和取電電路的作用，在交流接觸器吸合後，交流接觸器線圈的維持吸合的電壓比實際的供電電壓要偏低幾伏，由於交流接觸器的吸合電壓遠大於釋放電壓，適當減小線圈的壽命。由此可見，該控斷及取電電路產生了交流接觸器延壽所希望的壓降，並且該壓降提供給其後的保護器、定時(延時)器，控制器等電路，整個電路因此比現有技術中所採用的供電電路要簡單、小巧得多，而且省去了外部的供電線路，也不消耗額外的電能，還可應用於不同的工作電壓環境。
圖2描述了應用控斷和取電電路的三相異步電機通用保護器的工作原理。接線端A、B是其唯一的兩個外部接線端，它既負責在發生故障時自動斷開控制電機通斷的交流接觸器的吸引線圈，又用於在電動機運行時提供整個保護器所需的電能。三個電流互感器分別穿套著電機的三相線，與三個電流互感器分別相連的是三個階梯式放大及整流電路，三個階梯式放大及整流電路經一個模擬「與」門接斷相信號比較器，再經抗幹擾電路接脈衝形成電路，脈衝形成電路接控斷及取電電路。三個階梯式放大及整流電路還經一個模擬「或」門接一個過載信號比較器，其輸出信號和一個啟動電流避讓電路的輸出信號經一個「與」門送至脈衝形成電路。
整個電路的工作原理是當電動機啟動後，保護器得電開始工作，在電動機還處於啟動狀態時，由於啟動電流避讓電路的作用，過載保護暫不工作，而斷相保護電路則開始工作，電動機的三相電流經三個電流互感器檢出送給階梯式放大及整流電路，三路輸出經模擬「與」送斷相信號比較器，當有斷相故障發生時，模擬「與」輸出電平極小，斷相信號比較器有輸出，並經抗幹擾迴路到脈衝形成電路，然後使控斷和取電電路成開路狀，交流接觸器隨後動作，電動機斷電被保護。如果沒有斷相故障發生，則斷相比較器無輸出，放大整流輸出的三路信號經模擬「或」送過載信號比較器，當發生過載時，該過載信號比較器有輸出，也經脈衝形成電路實現電動機的斷電保護。
圖3描述了應用本發明的控斷和取電電路的三相異步電機通用保護器的實例。由二極體D1、D2、D3、D4、D5、W1，可控矽TD、三極體BG1、BG2，繼電器J，電阻R1、RY，電容C1等組成了控斷和取電電路，三個電流互感器L1、L2、L3用來檢出故障電流，分別由集成電路IC5、IC6、IC7及附屬元件組成了三個階梯式放大器，由集成電路IC4及附屬元件組成了斷相信號比較器，由集成電路IC3及附屬元件組成了過載信號比較器，由集成電路IC2及附屬元件組成了脈衝形成電路，由集成電路IC1及附屬元件組成了啟動電流避讓電路。電路中的其他元件包括電阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29，電容C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C41，二極體D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D22、W2、W3、W4、W5、W6、W7等。集成電路IC1-IC7採用二塊四運放(MC324)，當然，也可代之以其他合適型號的集成電路元件。
由於本發明保護器中的取電電路串聯於交流接觸器線圈迴路中，其電源的有無與電動機的運行與否是同步的，因此採用了完全不同於現有技術的由電源形成而觸發延時的電路，實現了自動避讓啟動電流的目的，使過載保護功能既靈敏又可靠。為了減小電流互感器的體積，降低成本，本實例的電流檢出電路採用了先放大後整流的電路方案。為了使本發明能對不同功率的電機都同樣具有可靠的斷相保護功能，電流信號放大電路採用了階梯式放大電路，過載保護敏度也有很寬的調整範圍。
使用本實例的保護器時，只需將接電機的三相電源線從保護器的三個檢測孔(電流互感器)中穿過，然後將兩個引線串聯於交流接觸器線圈迴路的任一位置即可。為了保證過載保護的靈敏度和可靠性，先調電阻R8使靈敏度最低，然後啟動電機，在可能的最大負荷狀態下調節電阻R8到保護動作為止，然後反向微調少許。
權利要求
1.一種控斷和取電電路，其特徵在於有一個與兩個串聯於外部交流接觸器線圈上的接線端相接的整流電路，整流電路後接有穩壓控制電路，一個繼電器與穩壓控制電路相接，繼電器受一個與外部控制信號產生電路相接的放大器控制，繼電器的一個常閉觸點接在穩壓控制電路中，穩壓控制電路輸出由輸出接點外接。
2.根據權利要求1所述的控斷和取電電路，其特徵在於穩壓控制電路中包括一可控矽，可控矽的控制極接有一個三極體，三極體受一個穩壓管的控制，繼電器的常閉觸點位於可控矽與三極體之間。
3.一種應用權利要求1所述的控斷和取電電路的三相異步電機通用保護器，包括用於採樣的三相電流互感器，其特徵在於有三組放大及整流電路分別接受三相電流互感器送出的信號，放大及整流電路將信號送至信號比較電路，信號比較電路輸出信號經一脈衝形成電路控制控斷和取電電路，控斷和取電電路為其餘電路提供所需電源。
4.根據權利要求3所述的三相異步電機通用保護器，其特徵在於信號比較電路包括過載信號比較器和斷相信號比較器。
5.根據權利要求4所述的三相異步電機通用保護器，其特徵在於斷相信號比較器輸出端接有抗幹擾電路。
6.根據權利要求4所述的三相異步電機通用保護器，其特徵在於過載信號比較器輸出信號與一個啟動電流避讓電路輸出信號相「與」後接脈衝形成電路。
7.根據權利要求3或4、5、6所述的三相異步電機通用保護器，其特徵在於放大及整流電路包括與電流互感器相接的放大電路，及接在放大電路之後的整流電路。
8.根據權利要求6所述的三相異步電機通用保護器，其特徵在於啟動電流避讓電路中包括一個電壓比較器，電壓比較器的一個輸入端接有一個RC充電迴路和二極體放電迴路，電壓比較器的另一個輸入端接有一個提供比較器電壓基準的穩壓電路。
全文摘要
公開了一種控斷和取電電路及其應用。控斷和取電電路中有與串聯於交流接觸器線圈上的外部接線端相連的整流電路，整流電路後為穩壓控制電路、繼電器，繼電器受與外部控制信號相接的放大器控制，穩壓控制電路輸出外接。應用了上述電路的保護器中有電流互感器，三組放大及整流電路接電流互感器，放大及整流電路接信號比較電路，信號比較電路經一脈衝形成電路接控斷和取電電路，控斷和取電電路為上述電路提供電源。
文檔編號H02H7/085GK1074560SQ9211526
公開日1993年7月21日 申請日期1992年12月22日 優先權日1992年12月22日
發明者徐洪 申請人:徐洪