防止交流接觸器觸頭熔焊、缺相和噪聲裝置的製作方法
2023-12-04 20:13:16
專利名稱:防止交流接觸器觸頭熔焊、缺相和噪聲裝置的製作方法
本裝置屬於低壓電器技術領域：
。
現有的過流保護和短路保護只能防止通過超額電流引起的觸頭熔焊，而觸頭汙損、觸頭壓力不足及觸頭電弧等電器本身故障造成的觸頭熔焊迄今尚無較完善和實用的保護方法。「電子技術應用」雜誌84年第6期第45頁介紹的電路只能防止觸頭間電弧引起的觸頭熔焊。
防止觸頭熔焊是電器方面的一項重要研究課題，目前國內外側重於改善觸頭材質的研究，而本裝置則採用精密電阻和雙端輸入求和的集成運算電路構成的電子保護裝置來防止電器故障引起的觸頭熔焊。
因觸頭故障造成的A、B、C三相觸頭電壓降
△A、
△B、
△C不僅是不平衡的，即｜
△A+
△B+
△C｜＞O，而且不平衡值較顯著。即使出現機率極小的近乎平衡的情況，但此時觸頭熔化速率不一致，因此勢必出現短暫的顯著不平衡。本發明的主要部分就是取得可靠的觸頭三相不平衡接觸電壓信號及缺相信號的方法。
保護電路如附圖所示，在接觸器JC三相主觸頭兩側接線端上，分別連接6隻等值精密電阻(R1-6)，接法如附圖。當集成運算放大器(BG1)的輸入阻抗很大時，輸入電壓U(即圖中P、Q兩點之間的電壓)為
＝ 1/3 (
1+
2)。
1為三相觸頭電壓降 △A、 △B、 △C的矢量和，即 1＝ △A+ △B+ △C。
2為精密電阻(R1-6)相對誤差引入的幹擾電壓，其極限值UL為UL＝4UφS，Uφ為額定相電壓，S為電阻精度。
設觸頭軟化電壓為US，觸頭熔化電壓為UM，則選擇保護裝置起動值UK應符合下述要求。對於單斷點觸頭為1/3 UM＞UK＞ 1/3 (US+UL);
對於雙斷點觸頭為2/3 UM＞UK＞ 1/3 (2US+UL)。
這樣，即使處於極限幹擾(機率為無窮小)情況，只要觸頭尚未軟化，保護裝置決不誤動作，即對接觸器的正常運行不產生任何幹擾。另外UK在符合上述原則下取值越小，則防止熔焊的保護可靠性越高。為此，也要求UL越小越好，故精度S取在0.05%-0.01%。
觸頭三相接觸電壓不平衡信號是由雙端輸入求和的集成運算電路(BG1)取得的。輸入端(P、Q)上反向並聯兩隻二極體(D1、D2)，用於保護集成電路。在集成運算電路的負載電阻(R10)上並聯電容(C2)，以濾去高頻幹擾信號，取得可靠的工頻信號。該信號經三極體(BG2)放大，二極體(D3、D4)整流後，對電阻(R14)電容(C5)並聯迴路充放電，這一部分具有反時限動作特性和抗幹擾能力。當輸入端(P、Q)電壓值｜ ｜等於或大於U
時，充電電容(C5)上的電壓將超過約1.4伏，複合管(BG3、BG4)導通，靈敏繼電器(J)得電，其常閉接點斷開，接觸器(JC)跳閘。
觸頭在合閘過程中的短暫彈跳是允許的，保護裝置可通過電容器(C6、C5)的充電延時來避開由此引起的脈衝幹擾。但彈跳時間過久，極易引起觸頭熔焊，然而彈跳過程中的三相觸頭不同步產生的不平衡電壓數值很大，保護更為可靠。
本保護電路的直流電源必須浮空，零線通過兩個反向串聯的穩壓管(DW1、DW2)接地(G)。當中性線接地電源三相電壓嚴重不平衡或缺相時，兩穩壓管(DW1、DW2)呈反向擊穿狀態，擊穿電流在電阻(R10)上產生缺相信號，同樣經放大、整流等環節去控制靈敏繼電器(J)，用於缺相保護。為防止正常三相不平衡電壓及三次諧波電壓的幹擾，穩壓管的反向電壓宜選擇在14伏以上。
本裝置彌補了過流保護、短路保護無法防止電器本身故障引起觸頭熔焊的缺陷。本裝置採用高級精密電阻構成的雙端輸入求和集成運算電路，從而能夠採集微弱的觸頭三相不平衡接觸電壓交流信號，而「電子技術應用」雜誌84年第6期公開的保護電路鑑於電阻精度低、線路簡單且通過二極體取半波信號，因此無法辨別微弱的觸頭接觸電壓的不平衡信號，也就難以防止觸頭壓力不足，觸頭汙損等原因導致的觸頭熔焊。鑑於一方面觸頭熔焊和斷相事故較多，另一方面銀價格大幅度上升，又要求觸頭節約用銀，因此實施本發明具有明顯的經濟價值。
利用本裝置的電源變壓器(B)供給交流接觸器低壓電源，可以防止電源變壓器的空載損耗，交流接觸器直流運行所需的降壓電容器可省去，續流二極體被橋式整流電路取代，但構成橋式整流的二極體(D14-17)耐壓應高於原續流二極體耐壓值的一半。
將電子元件焊裝在一塊印刷線路板上，然後固定在帶有接線端的塑料或膠木外殼內。整個裝置可固定在大容量電器的底板上，或者開關櫃內。
權利要求
權利要求
1—9 1、一種防止三相交流接觸器本身故障或不對稱大電流引起觸頭熔焊的裝置，其特徵是採用由6隻分別連接於接觸器三相主觸頭兩側接線柱的精度為0.05%-0.01%的等值電阻(R1-6)構成的雙端輸入求和的集成運算放大器(BG1)電路，其直流電源浮空，以取得接觸器三相主觸頭接觸電壓不平衡的交流信號。
2.按照權利要求
1所說的裝置，其特徵是精密電阻(R1-6)採用金屬膜電阻或線繞電阻。
3.按照權利要求
1所說的裝置，其特徵是精密電阻(R1-6)的阻值範圍為100千歐-500千歐。
4.按照權利要求
1所說的裝置，其特徵是集成運算放大器(BG1)的輸入端並聯兩隻反向的二極體(D1、D2)，以達到對交流信號的限幅，保護集成電路。
5.按照權利要求
1所說的裝置，其特徵是按以下原則選擇保護整定值UK對於單斷點觸頭，UK應符合1/3 UK＞UK＞ 1/3 (US+4U2S)，式中UK為觸頭熔化電壓，US為觸頭軟化電壓，US為額定相電壓，S為精密電阻(R1-6)的精度;對於雙斷點觸頭，UK應符合2/3 UK＞UK＞ 1/3 (2US+4U2S)。
6.按照權利要求
1所說的裝置，其特徵是浮空直流電源零線通過兩個反向串聯的穩壓管(DW1、DW2)接地，以取得中性線接地電源三相電壓嚴重不平衡或者缺相的交流信號。
7.按照權利要求
1和6所說的裝置，其特徵是穩壓管(DW1、DW2)的反向擊穿電壓應取在14伏及以上，以防止正常的三相電源電壓不平衡及三次諧波電壓的幹擾。
8.按照權利要求
1所說的裝置，其特徵是利用保護裝置的電源變壓器(B)供給接觸器低壓保持電流，避免了變壓器(B)的空載損耗。
9.按照權利要求
1和6所說的裝置，其特徵是該裝置也適用於其它三相交流開關，如三相自動開關。
專利摘要
本發明名稱是防止交流接觸器觸頭熔焊、缺相和噪聲的裝置，屬於低壓電器技術領域：
。本發明採用由等值、精密電阻構成雙端輸入求和的集成運算電路，以取得接觸器三相觸頭接觸電壓的不平衡信號。直流電源零線通過兩個反向串聯的穩壓管接地，以取得電源缺相信號。這些信號經放大、整流及抗幹擾環節後去控制繼電器，以防止電器故障引起的觸頭熔焊和斷相事故。另外利用裝置變壓器供給接觸器直流運行的保持電流，裝置電路見附圖。
文檔編號H02H3/34GK85103168SQ85103168
公開日1986年4月10日 申請日期1985年4月24日
發明者章凡傑 申請人:章凡傑導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan