電機斷相過載保護器的製作方法
2023-04-26 03:53:36
專利名稱：電機斷相過載保護器的製作方法
技術領域：
三相電動機在啟動和運行過程中，由於電氣元件或機械裝置的故障，往往造成缺相或過載。在這種情況下，只有通過可靠的斷相過載保護裝置，迅速切斷電源，才能使電動機免於燒毀。
人們研製電機斷相過載保護器已有許多年的歷史，五十年代就出現了用於電機過載保護的熱繼電器，它是利用熱元件，在過流情況下使金屬片變形，驅動機械接點動作來切斷電機控制電路。六十年代開始生產的DZ10型空氣開關，也是利用熱元件的形變，驅動機械脫扣機構動作，來實現電機過載保護的。電於熱量不能突變，金屬材料的形變也需要時間，所以熱元件的保護功能有很大的惰性。另外，因起動衝擊電流的影響，熱元件的動作值又不能定的太小，所以在過流兩三倍的情況下，還不能立即動作切斷電源，往往造成電機絕緣受到損害甚至燒毀。再者，熱元件規格繁多，保護容量範圍不大，使用時選擇很麻煩。
目前國內生產的JS1系列電動機斷相保護器，採用三個速飽和電流互感器作為斷相鑑別器。它們的一次線圈串在主迴路中，二次線圈首尾相聯結成開口三角形，兩個輸出端通過橋式整流電路與靈敏繼電器線圈相聯接。該保護器採用電流參數平衡控制，當無斷相故障時，靈敏繼電器動作，電機正常運行；在斷相時，靈敏繼電器釋放，切斷控制迴路，電動機停止運行。該保護器雖具有較好的斷相保護功能，但繼電器長期處於導電狀態下，影響其使用壽命。
國內生產的JS2型斷相保護綜合起動器，把交流接觸器、熱繼電器和JS1型斷相保護器組合在一起。它同時具有斷相保護和過載保護功能，但由於上述分立元件存在的弱點，該裝置的可靠性和耐久性尚不理想。且該裝置造價較高，控制功率範圍較小。
近期的專利公報上相繼出現了一些斷相或過載保護器，但尚末能很好地解決啟動電流、瞬間衝擊電流和過載電流的識別問題，對於繼電器長期通電影響使用壽命的問題也沒有很好的解決方案。
本設計吸收了現有技術中的優點，對現有技術中存在的問題提出了相應的對策。本設計同時具有斷相保護和過載保護功能，能識別啟動電流、瞬間衝擊電流和過載電流，動作迅速，耐久性好，是一種全電子電路的電機斷相過載保護器。
本設計包括信號變換電路、信號補償電路、整流電路、穩壓電路、電壓信號取樣電路、電流信號取樣電路、門電路和執行電路，為了鑑別啟動電流、瞬間衝擊電流和過載電流，專門設計了一個電流識別電路。這是本設計的顯著特點。
附圖是本設計的一個實施例。
圖1是本設計的安裝接線圖圖2是本設計的結構框圖圖3是本設計的電路原理圖圖1中，abco表示三相四線制電源；Ra、Rb、Rc、Rk、表示熔斷器，QA、TA分別表示啟動摁鈕和停止摁鈕，CJ為交流接觸器，D為電動機，MDG為本設計的電機斷相過載保護器。
圖3中，B1、B2、B3為信號變壓器，它們組成信號變換電路，它們一次線圈串接在主迴路中，二次線圈分別輸出三相交流信號。D1～3為三個規格相同的二極體，R1、R2、R3為三個阻值相等的電阻，它們組成三相半波整流電路。C1、C2、C3為三個等值電容，它們組成信號補償電路。電阻R7、R8、電容C7、C8、C9、穩壓管DW和三極體BG1組成穩壓電路。二極體D4、D12、電容C4和電阻R4為一個分支，二極體D5、D11、電容C5和電阻R5為一個分支，二極體D6、D10、電容C6和電阻R6為一個分支，它們組成三相電壓取樣電路。二極體D7～9，變阻器W，電阻R9、R10和電容C10組成電流信號取樣電路。電容C11、C12，二極體D13，電阻R11、R12和三極體BG2、BG3組成電流識別電路。CH2001為一個雙迴路的或非門集成電路晶片，它作為門電路。二極體D14、D15，電容C13、C14，電阻R13，可控矽3CT和繼電器J組成執行電路。
圖3中，總電路共有9個引出端，其中a、b、c接380V三相電源a1、b1、c1、接負載電機，O點接零線，繼電器的兩個引出端串入控制迴路。
本設計各部分的功能及工作原理如下整流電路向穩壓電路和執行電路提供直流電源。
穩壓電路向門電路和電流識別電路提供平穩的直流電源。
信號變換電路向電壓信號取樣電路和電流信號取樣電路提供電壓、電流信號。
信號補償電路對電流，電壓信號進行補償，消除幹擾信號。
電壓信號取樣電路向門電路輸入端提供電壓信號。正常時，提供高電位信號「1」；當某一相斷路時，向門電路對應的輸入端，送去低電位信號「0」。
電流信號取樣電路將電流信號變成電壓信號，提供給電流識別電路。W用於調節信號幅值大小，使R9、R10分壓信號值略低於BG3閥壓。
電流識別電路用於鑑別是正常啟動電流，或是瞬間衝擊電流，還是故障過載電流。啟動時，BG2在由C12設定的時間(略大於啟動時間)內導通，BG3截止，向門電路對應的輸入端送去高電位信號「1」；超過設定時間，BG2截止，BG3處於準備導通狀態，因基極電位略低於閥壓，BG3仍截止；當有瞬間衝擊電流時，在C11設定的時間內，BG3的基極電位達不到閥壓，仍截止；當出現故障過流時，R9、R10分壓信號將達到或超過BG3閥壓，BG3導通，向門電路對應的輸入端送去低電位信號「0」。
門電路是一個多端輸入的雙迴路或非門集成電路。當輸入端全為高電位信號「1」時，經或非邏輯運算，向執行電路輸出低電位信號「0」；當任一輸入端為低電位信號「0」時，則經或非邏輯運算，向執行電路輸出高電位信號「1」。
執行電路用於切斷電機控制迴路。當門電路送來高電位信號時，可控矽觸發導通，繼電器J吸合，其常閉觸點斷開，切斷電機控制迴路，從而切斷主迴路電源。
本設計全部採用電子元件，檢測準確，反應迅速，克服了傳統熱元件的弱點；本設計採用雙迴路或非門集成電路進行邏輯控制，增加了動作的可靠性；本設計採用繼電器的常閉觸點實現執行動作，大大延長了該裝置的使用壽命；由於本設計的結構特點，它既可以實現斷相保護，又可以實現過載保護或三相不平衡保護；本設計還具有電流識別功能，不會因啟動過流或瞬間衝擊電流的影響而誤動作；本設計體積小，可密閉組裝，造價較低，適用功率範圍廣，適用於多種規格的三相電機，適用於各種惡劣的工作環境。
本設計的產品一旦投入市場，將會取得明顯的經濟效益和社會效益。
權利要求1.一種電機斷相過載保護器，包括信號變換電路、信號補償電路、整流電路、穩壓電路、電壓信號取樣電路、電流信號取樣電路、門電路和執行電路，其特徵是該裝置內設有一個用於鑑別啟動電流、瞬間衝擊電流和過載電流的電流識別電路。
2.按照權利要求1所述的電機斷相過載保護器，其特徵是所說的門電路採用了一個雙迴路的或非門集成電路晶片。
3.按照權利要求1所述的電機斷相過載保護器，其特徵是在執行電路中，採用繼電器的常閉觸點來連接電機控制電路。
專利摘要一種斷相過載保護器，屬於工業電氣設備，包括信號變換電路，信號補償電路、整流電路、穩壓電路、電壓信號取樣電路、電流信號取樣電路、電流識別電路、門電路和執行電路。本裝置採用全電子電路，具有檢測準確、反應迅速、動作可靠、保護功能全、適用範圍廣和耐久性好等特點。
文檔編號H02H7/08GK2102576SQ9122548
公開日1992年4月22日 申請日期1991年9月19日 優先權日1991年9月19日
發明者李 權 申請人:李 權