三相四功能自動保護開關的製作方法

2023-05-31 06:52:46

專利名稱：三相四功能自動保護開關的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三相四功能自動保護開關，屬電氣開關類，適用於三相電源時具有相序保護、缺相保護、欠壓保護和過流保護四功能保護開關，是現實「空氣自動開關」的換代產品。
公知的「空氣自動開關」僅有過流保護功能，其結構一般有兩種一種是在三相電源中串入脫扣機構和電磁鐵，利用電磁力控制脫扣機構；另一種是採用感溫雙金屬片代替電磁鐵，當超電流時金屬片發熱變形而推動脫扣機構，實現保護電器設備。經檢索中國專利，已有不少單相功能保護開關專利申請，如斷相保護裝置((7－43卷)；單相漏電自動開關(6－09)；斷相脫扣開關保護器(6－05)；一種斷相保護器(6－32)；漏電保護開關(5－16)等等共23例，但未見本發明涉及的結構、功能。
本實用新型的目的是在原空氣自動開關內增加一塊控制電路板和一個電磁鐵，實現相序、缺相、欠壓和過流四功能保護的開關，且成本低廉、設計科學合理，安裝方便、使用安全可靠。
本實用新型具體解決方案可用以下附圖詳細說明。


圖1是本實用新型結構示意圖；圖2是本實用新型控制電路板線路圖。
一種三相四功能自動保護開關，它包括原空氣自動開關，其特徵在於在原空氣自動開關的外殼蓋內空隙處粘固一塊能控制電磁鐵(2)的控制電路板(3)，並保證電磁鐵(2)裝在原空氣自動開關(1)中的脫扣轉軸(4)旁，經原鐵芯與轉軸相互吸引實現吸、脫控制；而控制電路板(3)，由11個電阻器(R1－R11)、4個可控矽(T1－T4)8個電容器(C1－C8)、6個普通整流三極體(D1－D6)和3個穩壓管(D7－D9)以及一個紅外發光二極體和一個光電三極體組成。控制電路板(3)的各元件連接如下三相電源中第一相(如B相)串接R1、R2、T1的觸發極，T1的陰極接第2相(如C相)並作公共地線，形成T1的觸發迴路；C1一端接R1和R2的串聯點上，另一端接地；D1和R3並聯，其負極接T1的觸發極、正極接地；三相電源中第3相(如A相)一路串接R4、紅外發光二極體、T2陽極，T2的陰極接T1的陽極)；另一路串接R6、R7至T1的陽極形成T1的負載迴路；穩壓管D7負極接在R6、R7的串聯上，正極接T2的觸發極形成T2的觸發電流通路；C2和R5並聯，在T2的觸發極和陰極之間；C3與R7並聯；第1相和第2相電壓分別經C7、C8降壓限流後接入D3、D6和D4、D5組成的橋式整流，再經過D7和C4穩壓、濾波，形成＋24V電源；光電三極體集電極接＋24V，發射極接C6正極，C6負極接地形成C6的充電迴路；R10、R11和D2串聯在光電管發射極與公共地間，而T4基極接R10、R11串聯點，T4的發射極接地，集電極與R9一端相接，R9另一端接＋24V電源，D8負極也接T4集電極，正極接T3觸發極，其串聯點與地間接並聯C5和R8；電磁鐵(2)的線圈接在＋24V電源與T3的陽極間形成T3的負載，T3陰極接地。
上述的三相四功能自動保護開關，與現有技術相比，增加了三相功能，實現一機四功能，它具體有(1)相序保護——當相序發生變化時，開關自動跳閘；(2)缺相保護——三相中缺少任一相時，開關自動跳閘；(3)欠壓保護——三相電壓偏低時，開關自動跳閘；(4)過流保護——三相中任一相過流均自動跳閘。此外，它具有不改變原自動空氣開關三條進線和三條出線；不改變原自動空氣開關體積形狀；每臺只增加幾元錢成本便徹底解決問題，實現了本實用新型發明目的。
本實用新型的控制電路板(3)的各元件選型實施例表如下
當相序正常，但電壓過低，T1導通電流在R7的壓降過低，不足以擊穿D7，這樣T2同樣不導通，光電管也不導通，C6得不到補充充電，T4由飽和轉為截止，T3導通電磁鐵得電工作帶動脫扣機構工作，切斷電源開關，使負截以保護。
電路圖中，C7、C8、D3～D6、D9、C4這幾個元件為電磁鐵DC24V電源。
權利要求1.一種三相四功能自動保護開關，它包括原空氣自動開關，其特徵在於在原空氣自動開關的外殼蓋內空隙處粘固一塊能控制電磁鐵(2)的控制電路板(3)，並保證電磁鐵(2)裝在原空氣自動開關(1)中的脫扣轉軸(4)旁，經原鐵芯與轉軸相互吸引實現吸、脫控制；而控制電路板(3)，由11個電阻器(R1-R11)、4個可控矽(T1-T4)8個電容器(C1-C8)、6個普通整流三極體(D1-D6)和3個穩壓管(D7-D9)以及一個紅外發光二極體和一個光電三極體組成。
2.根據權利要求1所述的三相四功能自動保護開關，其特徵在於控制電路板(3)的各元件連接如下三相電源中第一相(如B相)串接R1、R2、T1的觸發極，T1的陰極接第2相(C相)並作公共地線，形成T1的觸發迴路；C1一端接R1和R2的串聯點上，另一端接地；D1和R3並聯，其負極接T1的觸發極、正極接地；三相電源中第3相(如A相)一路串接R4、紅外發光二極體、T2陽極、T2的陰極接T1的陽極；另一路串接R6、R7至T1的陽極形成T1的負載迴路；穩壓管D7負極接在R6、R7的串聯點上，正極接T2的觸發極形成T2的觸發電流通路；C2和R5並聯在T2的觸發極和陰極之間；C3與R7並聯；第1相和第2相電壓分別經C7、C8降壓限流後接入D3、D6和D4、D5組成的橋式整流，再經過D7和C4穩壓、濾波，形成＋24V電源；光電三極體集電極接＋24V，發射極接C6正極，C6負極接地形成C6的充電迴路；R10、R11和D2串聯在光電管發射極與公共地間，而T4基極接R10、R11串聯點，T4的發射極接地，集電極與R9一端相接，R9另一端接＋24V電源，D8負極也接T4集電極，正極接T3觸發極，其串聯點與地間接並聯C5和R8；電磁鐵(2)的線圈接在＋24V電源與T3的陽極間形成T3的負載，T3陰極接地。 其中原自動空氣開關(1)型號DZ－10－100／330，～380V，60A；電磁鐵(2)拆除原線圈，改0.2紫銅線繞2000匝。由此獲得的三相四功能自動保護開關，其響應時間為5秒鐘實現保護電器。三相四功能自動保護開關的工作原理如下(1)相序保護原理當三相相序正確，而且三相電壓也正常時，在三相電壓波形圖的一個周期中，某一時刻第一相電壓高於第二相電壓，第三相電壓也高於第二相電壓，這樣，可控矽T1有觸發電流，T1導通，其導通電流流經電阻R6與R7時，在R7上產生的電壓足以擊穿穩壓管D7，可控矽T2也導通，發光二極體有電流通過而發出紅外光線，其光線照在光電管上，光電管導通向C6充電，C6兩端電壓經過D2向T4基極提供電流，使T4飽和導通，在這個周期的其它時刻，T1、T2光電管均截止，但C6充有電壓，其放電電流以維持T4飽和導通。在下一個周期到來時，某一時刻T1、T2光電管又導通，向C6補充充電，這樣周而復始，C6一直充有電壓，其電壓維持T4飽和，T3一直處於截止狀態，電磁鐵線包沒有電流，電磁鐵不動作。自動開關處於正常工作狀態。當三相相序發生改變後，在三相電壓的一個周期中，T1、T2光電管均一直截止，C6由於得不到補充充電，當其端電壓放電後，電壓下降，不能維持T4飽和導通，其集電極電壓上升擊穿穩壓管D8向T3提供觸發電流，T3導通，電磁鐵動作帶動脫扣機構工作，切斷電源開關，使負載脫離電源，得以實現保護。(2)缺相保護原理當三相電源缺少任一相時，T1、T2光電管均不會導通，這樣C6得不到補充充電，使T3導通，電磁鐵得電工作，帶動脫扣機構工作，切斷電源開關，使負載脫離電源，得以保護。(3)欠壓保護原理
專利摘要本實用新型涉及一種三相四功能自動保護開關，屬電氣開關類，具有一機四功能保護相序、缺相、欠壓和過流保護開關，是現實「空氣自動開關」的換代產品。它是在原自動空氣開關(1)的外殼蓋內空隙處粘固一控制電磁鐵(2)的控制電路板(3)；而控制電路板(3)由11個電阻器、4個可控矽、8個電容器、6個二極體和3個穩壓管以及一紅外發光二極體和光電管組成。它具有科學設計科學合理、安裝方便，使用安全可靠和成本低等優點。
文檔編號H02H3/24GK2202367SQ9321952
公開日1995年6月28日 申請日期1993年7月24日 優先權日1993年7月24日
發明者汪德民 申請人:汪德民