三相電機斷相保護器的製作方法
2023-11-06 05:59:57
專利名稱：三相電機斷相保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於對偏離正常供電工作情況的有害變化直接起反應的自動斷開緊急保護電路裝置，特別用於電機相間斷。
目前，電機損壞原因的20％～80％是由於電機斷相而單相運轉所致。為解決這個問題已有幾種三相電機斷相保護器裝置，但它們均有一些缺點。如欠電流繼電器保護只能按電機型號配套，不可通用，造價也高；零序電壓繼電器保護，其繼電器工作電壓值域局限性較大，對三角型接法的電機還需要建立人為的中點；斷絲電壓繼電器保護，雖然通用性較好，但存在著觸點多、控制線路易出故障、造價較高的缺點；此外，現有的斷相保護器也只在三相電源中任意一相在與該相對應的保護繼電器線圈並聯的區間內斷線或燒壞熔斷器時，該保護器才起作用，因而有很大局限性。
本實用新型的目的在於提供一種改進的電機斷相保護器，它不僅能通用於一般的三相電動機，而且避免了以往電流取樣保護器採用三個繼電器互鎖繁鎖的缺點。
本實用新型包括啟動按鈕、停止按鈕、交流接觸器、熔斷器和電子互鎖驅動電路。其特徵在於電子互鎖驅動電路包括三個相信號檢測器和一個過流信號檢測器，它們均帶有一個小型電流互感器，三相電源線分別有一相穿過三個相信號檢測器的小型電流互感器的OD鐵芯，三相電源線中任一相穿過過流信號檢測器的小型電流互感器的另一個OD鐵芯，這樣三個相信號檢測器可獲得感應電流並共同向電路提供工作電源，而過流信號檢測器則由此獲得感應電壓向過流信號比較器和讓峰電路提供電壓信號，該信號提供給互鎖電路，同時三個相信號檢測器與互鎖電路相接並向其提供三個電壓信號，這四個電壓信號就確定了互鎖電路輸出電平的高低。根據其所輸出的電平高低決定了互鎖電路與向其相接的功率驅動電路輸出的電平高低，從而決定了功率驅動電路的導通與截止，進而決定了交流接觸器動圈有無電流，也就決定了是否電機供電。
本實用新型所提供的保護器適用的電機容量可從1kw到7.5kw(或從4kw～30kw)，而且使用方便，可作為工具機或三相電機動力裝置的附件直接裝入工具機或三相電機動力裝置控制器內，對電機實行斷相和過流保護。
下面以1kw至7.5kw電機容量的斷相保護器為例結合附圖對本實用新型做進一步描述。
圖1為本實用新型的框圖；圖2為本實用新型的最佳實施例；圖3為本實用新型的小型電流互感器原理圖。
如圖2，正常情況下本實用新型工作過程如下按動啟動電鈕K1，交流接觸器的動圈JC1有電流通過，於是交流接觸器常開點JC2吸合，其輸出端有電壓，通過電機D則三相A、B、C均有電流通過，此時，完全相同的三個相信號檢測器(圖中僅示出一個，它包括LA、D1A、C1A、R1A、D2A)中的小型電流互感器LA、LB、LC的次級有感應電流輸出，所輸出的電流分為兩路。一路分別經過二極體D2A、D2B、D2C(未示出)整流，再經穩壓管D3穩壓後向電路提供工作電源；另一路分別經二極體D1A、D1B、D1C(未示出)整流，再分別經電容C1A、C1B、C1C(未示出)濾波後，再分別經電阻R1A、R1B、R1C向構成互鎖電路的四與或門IC1B的三個輸入端9、10、11提供高電平(此時另一路IC2B也是高電平)，其輸出端以低電平輸出，此時與其相接的另一與或門IC1A則以高電平輸出，從而經電阻R2、R3後使可控矽SCR導通，此時由橋式整流器D4、D5、D6、D7和可控矽SCR組成的功率驅動電路導通，進而代替啟動按鈕K1完成自鎖在該過程中只要電機通過的相電流大於1A(相應電機容量大於1KW)，小型電流互感器LA、LB、LC(未示出)次級的電流就足以提供電路所需功率。
當按停止按鈕K2時，交流接觸器動圈JC1內電流被切斷，交流接觸器的常開接點JC2斷開，小型電流互感器LA、LB、LC就無電流，電路電源中斷，可控矽SCR截止，此時功率驅動電路亦斷開。停止按鈕K2復原後，由於啟動按鈕K1是常開觸點，因此動圈JC1內也無電流，所以對電機是不供電的。
本實用新型的保護過程是這樣實現的1.過流保護當電機工作時，A相電流IA向過流信號檢測器小型電流互感器LL提供互感器LL的次級電壓V1，其正比於IA，在電機正常工作時，調整電位器W，使它的中心頭取出的電壓Vw＝V2(V2為運算放大器IC2A「2」腳電壓，V2＝R9／R8＋R9Vcc，Vcc為電源電壓)，這時IC2A「3」腳電壓V3＝R7／R6＋R7Vw＝0.8V2，此時，因為V3＜V2，所以IC2A「1」腳輸出電壓V1為低電平，V2經R10。R11分壓後輸入到運算放大器IC2B「6」腳，此時，IC2B「6」腳也為低電平，且低於IC2B的「5」腳電平V5，V5＝R13／R13＋R12Vcc，此時，IC2B輸出「7」腳電壓V7為高電平，其與四與或門IC1B一個輸入端「12」相接，使IC1B保持低電平輸出，則IC1A為高電平輸出，從而可控矽SCR導通，功率驅動電路亦接通，保護器正常工作。
當電機工作不正常造成電流增大到IA』＞1.25IA時，提供小型電流互感器LL的次級電壓V』＞1.25V，此時Vw』＞1.25Vw，使得V3』＞1.25V3，這樣V3』＞V2，IC2A「1」腳輸出電壓V1為高電平，經R10，R11分壓後V6也大於V5，使得IC2B輸出端V7為低電平，從而與其相連的IC1B輸入端為低電平使得四與或門IC1B輸出為高電平，導致IC1A「1」腳輸出為低電平，從而可控矽SCR截止，功率驅動電路截止，交流接觸器動圈Jc1無電流，常開接點Jc2斷開而切斷向電機供電完成對電機的保護。
電容C5，電阻R15和IC2B構成電機啟動時的讓峰電路，其具有延時功能，使得電機啟動時瞬時電流大時保護器不動作。
2.斷相保護工作過程只要三個相線中IA、IB、IC，其中之一無電流，則相應的電流互感器LA、LB、LC次級就無電壓輸出。這樣四與或門IC1B輸入端就有一個以上為低電平，使其輸出為高電平，使得IC1A輸出低電平，可控矽SCR截止。功率驅動電路截止，交流接觸器動圈「JC1」無電流，常開接點JC2斷開而切斷向電機供電，完成對電機的保護。
圖3中的小型電流互感器L(LA、LB、LC、LL)系採用小型冷軋矽鋼片OD鐵芯，次級n2用直徑0.1mm～0.2mm的漆包線纏繞500至1000匝，初級用原動力線n1，穿過OD鐵芯，動力線中有大於1A電流時(電機容量大於1Kw)次級就可有1mA以上電流，這就足以使電路工作。當原動力線中電流超過2A時鐵芯開始飽和，只造成互感器，次級電流電壓波形失真，而平均電流不會增大很多，從而保證不會損壞電路中的電子元件，使保護器工作安全可靠。
權利要求1.一種三相電機斷相保護器，包括啟動按鈕、停止按鈕、交流接觸器、熔斷器和一個電子互鎖驅動電路，其特徵在於所述的電子互鎖驅動電路由三個相信號檢測器、一個過流信號檢測器、互鎖電路、電源電路、過流信號比較器和讓峰電路、功率驅動電路組成，其中三個相信號檢測器共同向電路提供工作電源，同時還與互鎖電路相接並向其提供電流信號，過流信號檢測器則向過流信號比較器和讓峰電源提供電壓信號，過流信號比較器和讓峰電路與電源電路和互鎖電路相接並向互鎖電路輸出電壓信號，與電源電路相接的互鎖電路根據三個相信號檢測器和過流信號比較器獲得的信號向與其相接的功率驅動電路輸出信號以確定功率驅動電路的「通」與「斷」。
2.根據權利要求1所述的保護器其特徵在於三個相信號檢測器和過流信號檢測器均通過原動力線穿過其中的小型電流互感器提供感應電流，並對工作電路提供電源。
3.根據權利要求1或2所述的保護器，其特徵在於小型電流互感器採用小型冷軋矽鋼片OD型鐵芯，次級用直徑0.1mm－－0.2mm的漆包線纏繞500至1000匝，初級用原動力線穿過OD鐵芯的結構來保證當電流大於2A時互感器飽和。
專利摘要一種三相電機斷相保護器，其具有一個電子互鎖驅動電路，該電路由三個帶有一個小型電流互感器的相信號檢測器，一個過流信號檢測器及互鎖電路組成，該電路還包括電源電路、功率驅動電路、過流信號比較器和讓峰電路。該保護器使用方便，可做為工具機或三相電機動力裝置的附件直接裝入工具機或三相電機動力裝置控制器內，對電機實行斷相過流保護。
文檔編號H02H7/08GK2108373SQ92200039
公開日1992年6月24日 申請日期1992年1月6日 優先權日1992年1月6日
發明者王 鋒, 吳秀蘭 申請人:王 鋒, 吳秀蘭