抗幹擾固態斷相保護器的製作方法
2023-10-30 04:36:17 2
專利名稱：抗幹擾固態斷相保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三相異步電動機斷相保護器，特別是一種能消除諧波幹擾的固態斷相保護器。
斷相運轉是低壓三相異步電動機最常見的故障，很難及時發現，而熱繼電器對於斷相保護的有效性很差，致使因斷相運轉而燒壞的電動機不計其數，至今國內外尚未找到簡單易行的解決辦法，因此，斷相保護已成為電工行業最感頭痛和急待解決的問題。國際電工委員會IEC明文規定，凡使用熔斷器的電動機均應設有防止斷相的保護裝置。目前，國內的異步電動機普遍缺少斷相自動保護裝置，在市場上雖能見到形形色色的斷相保護器產品，但是多數體積大、通用性差、安裝不便、動作不靈，甚至經常誤動作！例如，現有的「固態斷相繼電器」(中國專利CN2072290U)、「電機缺相保護器」(中國專利CN2105132U)、「三相交流電缺相保護器」(中國專利CN2111580U)、「相序指示兼三相缺相保護器」(中國專利CN2118360U)等，普遍採用了三相對稱負載的人工中性點在斷相時產生偏移電壓的原理。當電動機發生斷相故障時，由於人工中性點對地的偏移電壓升高，超過了穩壓管的擊穿電壓，觸發晶閘管，斷相保護器動作，切斷接觸器線圈的電源，使電動機停止運轉而得到保護。但是，人們不曾知道，當電動機正常運轉時，由於供電變壓器鐵芯飽和的影響，人工中性點對地存在著嚴重的諧波幹擾電壓，實驗證明，這個電壓的峰值通常為8～10V，但很不穩定，有時竟能上升到13～15V，而3KW以上的電動機在空載狀態下發生斷相故障時，人工中性點對地偏移電壓的峰值僅為16V左右，這樣，為了使斷相保護器對不同容量的電動機在空載狀態下發生斷相故障時，都能進行可靠的保護，應留出一些裕量，即應選擊穿電壓為13V的穩壓管，顯見，電動機正常運轉時，諧波幹擾電壓就有可能超過穩壓管的擊穿電壓，勢必引起晶閘管的誤觸發，造成斷相保護器的誤動作，使電動機無故停車，影響正常生產。事實已經證明，現有的這幾種斷相保護器對於大多數生產生現場都是不能使用的！
本實用新型的目的就是針對上述現有技術的不足而研製出的一種能消除諧波幹擾的固態斷相保護器。
本實用新型是這樣實現的在斷相保護器的電路設計中，增加了能消除諧波幹擾的選頻濾波電路，即對稱形雙T濾波電路，它接在斷相信號檢測電路與斷相信號鑑別電路之間。當電動機正常運轉時，選頻濾波電路幾乎將諧波幹擾電壓完全消除，故不會發生誤動作；而當電動機在空載狀態下發生斷相故障時，其信噪比可達到26db以上，故斷相保護器能夠快速、可靠地動作，有效地起到斷相保護作用。
本實用新型與現有技術相比，具有如下特點①能有效地消除電動機正常運轉時的諧波幹擾電壓，不會發生誤動作。
②斷相信號與直流穩壓電源相互分離，既增大了信號強度，又減少了跳閘時間。
③所有接線端子均位於斷相保護器的頂部，安裝接線十分方便。
④所選用元件的功率裕量大，即使電動機長期運轉，斷相保護器也無明顯溫升。
⑤斷相保護器內部不含接插件和機械運動部件，故沒有機械故障。
⑥主要元件平時無電流，元件不易老化，使用壽命長。
⑦體積小，耗能少，安裝不佔地方，使用不需調整。
⑧通用性強，可配合各種線圈電壓的接觸器，保護0.1～75KW任何接法的三相異步電動機。(如有要求，所保護電動機的容量可以加大)附
圖1是抗幹擾固態斷相保護器的原理電路圖，附圖2是抗幹擾固態斷相保護器的使用接線圖。圖中，斷相保護器的接線端子U、V、W分別接到電動機的三相電源端子上，不需區分相序，端子N接供電變壓器的中性線，端子P、Q串接在控制電動機通斷的接觸器線圈迴路中。
以下結合附圖，對本實用新型的具體實施方案作進一步說明。
三個完全相同的電阻1，2，3作星形連接，組成斷相信號檢測電路，其人工中性點接到由三個電容4，5，9和三個電阻6，7，8組成的選頻濾波電路，而選頻濾波電路的輸出，接到由二極體10與穩壓管14組成的斷相信號鑑別電路，再經放大電路，連接執行電路。
當電動機正常運轉時，人工中性點對地的諧波幹擾電壓幾乎全部被選頻濾波電路濾掉，使諧波幹擾電壓的輸出近於零，電容12上也無整流電壓，穩壓管14不會擊穿，晶閘管15不能觸發導通，光電耦合器的發光二極體21無電流通過，其光敏三極體22的輸出端呈高阻狀態，晶閘管28觸發導通，橋式整流電路29、晶閘管28、電阻30便流過較大的電流，電阻30上也有較大的壓降，雙向晶閘管31被觸發導通，外接的接觸器便能正常吸合，電動機正常運轉。
電動機發生斷相故障時，人工中性點對地輸出較高的偏移電壓，經過選頻濾波電路濾掉諧波幹擾，又經半波整流，不斷對電容12充電，在很短的時間內擊穿穩壓管14，使晶閘管15觸發導通，直流穩壓電源向電阻20、發光二極體21、晶閘管15組成的串聯電路供出電流，光敏三極體22的輸出端呈現低阻狀態，使晶閘管28關斷，橋式整流電路29，電阻27、25、30迴路中只流過很小的電流，導致雙向晶閘管31阻斷，於是，斷相保護器動作，使外接的接觸器釋放，自動切斷電動機的電源。
實施例按附圖電路製成的抗幹擾固態斷相保護器，在某廠主要設備1KW電動機上連續運轉八個多月，從未發生過一次誤動作。經實測，在斷相狀態下起動電動機時，其接觸器80ms自動釋放，電動機在半載狀態下發生斷相故障時，其接觸器60ms自動釋放。故這種斷相保護器簡單可靠，值得推廣。
權利要求1.一種抗幹擾固態斷相保護器，它是由斷相信號檢測電路、選頻濾波電路、斷相信號鑑別電路、放大電路、執行電路和直流穩壓電源組成的。其特徵在於在斷相信號檢測電路與斷相信號鑑別電路之間，增加了選頻濾波電路。
2.按照權利要求1所述的抗幹擾固態斷相保護器，其特徵在於選頻濾波電路是一個對稱形雙T濾波電路。
專利摘要本實用新型屬於一種三相異步電動機斷相保護器，特別是一種能消除諧波幹擾的固態斷相保護器。解決了以往各種固態斷相保護器不抗諧波幹擾、容易發生誤動作的技術問題，主要技術特徵在於它具有高信噪比的選頻濾波電路，當電動機發生斷相故障時，它能在5秒內通過接觸器自動切斷電動機的電源，達到保護電動機的目的，可廣泛用於0.1～75kW任何接法的三相異步電動機。
文檔編號H02H7/08GK2222409SQ9324593
公開日1996年3月13日 申請日期1993年12月1日 優先權日1993年12月1日
發明者張葆豫, 張葆蘭 申請人:張葆豫, 張葆蘭