三相交流電動機保護器的製作方法
2023-06-21 15:49:41
專利名稱：三相交流電動機保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是為避免三相交流電動機啟動或工作中出現異常現象時，遭受損壞以致影響其它電子設備的一種多功能電子保護裝置。
背景技術：
為保護三相交流電動機不受啟動峰值電流、工作過流、過載、斷相等異常突發情況的損壞，現有技術中存在多種電動機保護裝置設計，以期能夠及時實施電動機保護措施，以免電動機及電動機系統的相關電子設備損壞。
電動機保護裝置種類很多，其中多數是以被控的中間繼電器和交流接觸器為制動部件來達到保護控制作用的。其開關器件設置多、電消耗很大。在這些現有技術中，其中一類是利用壓線端子銅排的電阻效應所產生的電壓差變化來實現控制電路的設計，其工作電源取自於接線端子的380V交流電，既使在帶電等待中也存在不可忽視的功耗，而且一旦失去端線電源供電，整套保護裝置則形同虛設；另一種類技術實現手段，也由進線端子取供電電源，以電流互感器為採樣部件，該技術手段同樣存在上述的能源消耗大和電源供電等技術弊病；再一種類技術是以電壓互感器為採集部件的電動機保護裝置，該技術雖解決了電源電壓的接入問題，但其電子電路產生動信號驅動的電磁繼電器或固態繼電器，其分離時間短，不能實現有效地動作時差控制，給其它電子設備的配合設計和使用帶來許多不便，如果採用固態繼電器現制動，其通流量受局限，而且無法實現觸點轉換特性。綜上所述，現有的電動機保護技術仍非理想。
實用新型內容為解決現有電動機保護技術存在有功耗大、工作可靠性低、動作時差難以控制的技術弊病，本實用新型提供了一套新型的三相交流電動機保護器的技術方案，該技術方案的主要技術內容是該三相交流電動機保護器以雙穩態脈衝繼電器為控制對象，該雙穩態脈衝繼電器的結構構成為它包括有組裝於殼體中的電磁磁路部分和開關觸點都分，其電磁磁路部分的軛鐵為單端開口的U型框架式軛鐵，形成開口的兩軛鐵框架上分別繞制相互獨立的電磁線圈，兩線圈分別作為觸點吸合或分斷線圈和復位線圈，兩電磁線圈之間的軛鐵上、向軛鐵開口側垂直延伸固定一永磁體，設置於軛鐵開口處、與永磁體頂端磁接觸設有一槓桿銜鐵，該銜鐵以其永磁體接觸點作為該槓桿的槓桿支點，其兩側分別與軛鐵框架的端面吸合或彈離，開關觸點部分的靜觸頭設置於銜鐵的一端處，與銜鐵的動觸點開關配置；其電路部分的組成包括有信號採集電路、斷相保護電路、過電流保護電路和反時限執行電路，信號採集電路為分別設置於三相線上的各路電壓互感器和其整流濾波電路構成的，其反時限執行電路是由設置於電壓互感器整流濾波輸出端的繼電器驅動電路構成，並聯於繼電器分斷線圈執行迴路設置蓄能電容器，其控制端設有由雪崩管構成的觸發電路，其斷相保護電路是由設置於電壓互感器整流輸出端的正常情況下工作於飽合放大區的三極體和設置於其輸出端與執行電路負極輸出端之間的為燈光顯示電路提供開關通斷信號的開關管構成，其過電流保護電路為設置於電壓互感器整流輸出端的壓控振蕩器構成，其輸出端經單通二極體與上述開關管控制端連接。
在上述的整體技術方案中，信號採集電路輸出端還設有自動復位執行電路，該電路包括有設置有繼電器復位線圈的驅動管驅動迴路、並聯於驅動迴路的電容器充電迴路、和設置於驅動管控制迴路由充電迴路與驅動管控制端之間形成電壓比較的電壓比較電路構成。
本實用新型提供的三相交流電動機保護器技術方案，利用電壓互感器具有高內阻的特性，除作為本裝置中的感應電動機能否正常工作的一信號採集部件外，還將其設計應用為本保護裝置的供電電源，實現了無源工作的電動機保護裝置設計，同時為解決該感應電源的電流信號微弱、不能直接作為開關器件的制動信號的實際問題，本技術方案中採用了具有積分蓄能的反時限執行電路，並且與其配合設計了具有特殊結構構成的雙穩態脈衝繼電器，由於該繼電器具有脈衝功耗低、制動靈敏、通流量大的技術優點，而且還具有記憶保持功能，本技術將該繼電器配置上述電路構造，最終實現了保護器無源工作、由微弱感應信號制動開關器件完成制動保護的技術功能，不存在任何熱功耗部件，因而大人提高其工作可靠性和穩定性，是能夠真正實現免維護的產品本技術簡化了保護器產品的結構，降低了保護器的產品成本，其保護過程的工作功耗也大大減少，與傳統的JR16型熱繼電器相比，本保護器的節電效率高達99.5％。另外，其自動復位電路的設計可實現制動後的自動復位的技術功能，其應用起來更為方便。
圖1為本三相交流電動機保護器的機械結構構造示意圖圖2為本保護器中的雙穩態脈衝繼電器的內部結構示意圖圖3為本保護器的電路部分的電路組成框圖圖4為本保持器電路部分的電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型的三相交流電動機保護器的構成如圖1所示，其產品殼體1內裝配有雙穩態脈衝繼電器6，電路線路板2和分別以穿芯結構布置於電動機三相線上的電壓互感器7，在電動機三相線穿芯設有由矽鋼片繞製成三個導磁環5，電壓互感器7繞制於該導磁環5上構成，其導磁環5分別穿過三相供電線設置，本電動機保護器以雙穩態脈衝繼電器6為被控繼電器，該雙穩態繼電器6的結構構成如下其殼體60內設置有繼電器的電磁磁路部分和開關觸點部分，其電磁磁路部分設置有單端開口的U型框架式軛鐵61，形成單端開口的兩軛鐵框架62上分別繞制有相互獨立的繼電器電磁線圈63、64，分別作繼電器觸點的吸合或分斷線圈和復位線圈，位於兩線圈之間的軛鐵橫向連接框架65上的中央空間中向開口側延伸設置一永磁體66，永磁體66的頂端磁接觸設有槓桿式銜鐵67，該銜鐵以永磁體接觸點68作為其槓桿支點，其兩側分別與軛鐵框架62的端面吸合或彈離，帶動觸點部分69實現開關動作。
其構成電路線路板2的電路部分主要包括有信號採集電路、斷電保護電路、過電流保護電路、反時限執行電路，在本實施例中還包括有自動復位執行電路，其信號採集電路是由分別設置於三相供電線上的各路電壓互感器的次級互感線圈和各路整流濾波電路構成的，其輸出端是為本保護器電源供電的正極輸出端和負極輸出端，反時限執行電路設置於信號採集電路輸出端上，其結構構成主要為繼電器分斷線圈L1的驅動電路，其並聯於驅動迴路設有充電電容器C5，其控制端設置有由雪崩管BG6和積分電路R8、C6構成的觸發電路。
電壓互感器信號採集電路輸出端還設置有自動復位動作的自動復位執行電路，復位線圈L2設置於由複合驅動管BG8、BG7構成的驅動迴路中，其驅動管的控制端設有由電阻R9和電容C7構成的放電延時迴路，並聯於驅動迴路設有由電容器C8構成的充電迴路，驅動管的控制迴路中設有充電迴路點B與放電延時迴路點A之間電壓比較的電壓比較電路。
其斷相保護電路和過電流保護電路是與反時限執行電路結合工作的前部信號處理電路，其中的斷相保護電路是由設置於信號採集電路的整流輸出端的兩級飽合放大三極體BG1、BG2構成，其輸出端與執行電路的負極輸出端之間設有構成燈光顯示電路開關支路的開關管BG3過電流保護電路為設置於信號採集電路整流輸出端壓控振蕩器構成，其輸出端與上述的開關管BG3經單向二極體D9相連接構成。在本實施結構中，燈光顯示電路是由發光二極體LED構成。
本實用新型的工作過程是這樣的先設定雙穩態繼電器的開關觸點為線路吸合連接狀態，電動機被接通工作時，電壓互感器7的次級線圈產生感應信號，該感應信號經整流和濾波電路輸出至執行電路，在沒有出現其它異常情況下，電動機保持正常工作狀態，斷相保護電路中的飽合三極體BG1、BG2的輸出迫使開關管BG3斷開，使整個電路處於非工作狀態；當突然出現斷相時，三極體BG1、BG2由飽合放大狀態轉向放大工作狀態，從而打開開關管BG3、打通執行電路的供電線路，開始為電容器C5充電，當其充電電壓達到雪崩管BG6的雪崩導通點時，反時限執行電路的驅動管BG5被迅速觸發導通，促使繼電器分斷線圈及其觸點分斷動作，拉斷電動機的三相連接線，保護電動機當因持續過載等原因出現過流等異常時，其輸出高電壓值使壓控振蕩器開始振蕩工作，經開關管BG3，其燈光顯示電路開始閃爍，其過流情況越嚴重，其閃爍頻率越快，充電速度也越快，直至達到雪崩管BG6的雪崩導通點時，重複上述工作過程，拉斷電動機的三相連接線。自動或手動復位電路的工作過程當三相線全部失電斷開時，復位電路中電容C7和電阻R9所構成的放電延時迴路逐漸放電，當充電迴路點B電壓高於其驅動複合管BG8、BG7控制端A電壓時，由復位驅動複合管工作，繼電器復位線圈L2得電，帶動繼電器開關觸點復位，自動連通電動機三相電源線；該復位工作過程也可由並聯於繼電器復位線圈L2的手動開關SW來實現。
權利要求1.一種三相交流電動機保護器，以雙穩態脈衝繼電器為控制對象，其特徵在於該雙穩態脈衝繼電器的結構構成為它包括有組裝於殼體(60)中的電磁磁路部分和開關觸點部分，其電磁磁路部分的軛鐵(61)為單端開口的U型框架式軛鐵，形成開口的兩軛鐵框架(62)上分別繞制相互獨立的電磁線圈(63、64)，兩線圈分別作為觸點吸合或分斷線圈和復位線圈，兩電磁線圈之間的軛鐵上、向軛鐵開口側垂直延伸固定一永磁體(66)，設置於軛鐵開口處、與永磁體頂端磁接觸設有一槓桿銜鐵(67)，該銜鐵以其永磁體接觸點作為該槓桿的槓桿支點，其兩側分別與軛鐵框架的端面吸合或彈離，開關觸點部分的靜觸頭設置於銜鐵的一端處，與銜鐵的動觸點開關配置；其電路部分的組成包括有信號採集電路、斷相保護電路、過電流保護電路和反時限執行電路，信號採集電路為分別設置於三相線上的各路電壓互感器(7)和其整流濾波電路構成的，其反時限執行電路是由設置於電壓互感器整流濾波輸出端的繼電器驅動電路構成，並聯於繼電器分斷線圈執行迴路設置蓄能電容器(C5)，其控制端設有由雪崩管(BG6)構成的觸發電路，其斷相保護電路是由設置於電壓互感器整流輸出端的正常情況下工作於飽合放大區的三極體和設置於其輸出端與執行電路負極輸出端之間的為燈光顯示電路提供開關通斷信號的開關管(BG3)構成，其過電流保護電路為設置於電壓互感器整流輸出端的壓控振蕩器構成，其輸出端經單通二極體(D9)與上述開關管(BG3)控制端連接。
2.根據權利要求1所述的電動機保護器，其特徵在於信號採集電路輸出端還設有自動復位執行電路，該電路包括有設置有繼電器復位線圈(L2)的驅動管驅動迴路、並聯於驅動迴路的電容器充電迴路(C8)、和設置於驅動管控制迴路的由充電迴路充電正極(B)與驅動管控制端(A)之間形成電壓比較的電壓比較電路構成。
專利摘要為解決現有三相交流電動機保護器無法實現無電源制動保護、保護電路系統設計複雜等的技術問題，本實用新型提供的一種三相交流電動機保護器，該保護器以雙穩態脈衝繼電器為控制對象，採用電壓互感器作為其信號採集部件，通過電能蓄能實現繼電器制動驅動，實現了無源狀態下完成電動機斷相、過載、過流等保護工作。本技術方案簡化了保護器的結構設計，其繼電器通流量大，具有觸點轉換的功能，大大降低了工作功耗，其工作可靠性和穩定性得到有效地提高。
文檔編號H02H7/08GK2672934SQ200320131279
公開日2005年1月19日 申請日期2003年12月30日 優先權日2003年12月30日
發明者吳光 申請人:吳光