三相電動機多種保護接觸器的製作方法

2023-05-24 10:31:26 2

專利名稱:三相電動機多種保護接觸器的製作方法
本實用新型是一種電動機多種保護安全接觸器，用於控制三相交流電動機的通斷。
現有用於控制三相交流電動機通斷的磁力啟動器系一般交流接觸器和熱繼電器的組合體。交流接觸器工作線圈通常用主觸點前的三相中任兩相交流電使銜鐵吸合和維持吸合。因此，當電動機發生通地、過壓、缺相故障時，交流接觸器可能照常吸合，從而使電動機燒毀或發生觸電事故。由於熱繼電器中雙金屬片的熱慣性作用，雙金屬片不能與電動機同步升溫，加之為了適應電動機啟動電流大的要求，設計時考慮了熱繼電器有一定的延遲動作時間，因此現有的磁力啟動器對電動機過熱保護作用也不很可靠，特別是對快速升溫保護更是如此。
為了使電動機在發生通地、過壓、過熱和缺相故障時不致燒毀和發生觸電事故，必須研製一種具有這四種保護功能的新型接觸器，在上述故障一發生，便能迅速而可靠地切斷電源，本實用新型正是為此目的而研製的。
考慮到在交流電路中對繼電器線圈採取多種控制較困難，因而本實用新型的啟動電流，工作電流及控制電流均為直流，附圖1是三相電動機多種保護接觸器電原理圖。
在接觸器主觸點C0前的三相線路中並聯引出接線，接於整流器3CQ1的三個接點上。由整流器3CQ1、啟動按鈕常開觸點QA2、接觸器直流線圈C、接觸器常閉輔助觸點C1、啟動按鈕另一組常開觸點QA1串聯構成了啟動電路。
本實用新型在接觸器線圈C兩端並聯了分流電路，在電動機發生故障時對線圈C實行分流，從而切斷電動機電源。分流電路的實施方案眾多，從精簡線路元件，降低生產成本出發，採用了由繼電器J2的一對常開觸電J2－1組成的短路電路和由電晶體BG(也可用可控矽)及電阻R6、R7和R8組成的導通電路。有了這分流電路才使得保護電路產生的控制信號能夠可靠地轉變為接觸器的斷開動作。
1.本實用新型的電動機啟動或停止電路如下按下啟動按鈕QA(參照附圖1)，常開觸點QA1、QA2分別接通，接觸器線圈C的兩端A與B之間等於三相全波整流後的全電壓，能保證銜鐵可靠吸合，同時帶動接觸器常開主觸點C0閉合，電動機D就啟動運轉。在銜鐵吸合同時接觸器常閉觸點C1斷開，從而使接觸器線圈C的B端與整流塊3CQ1的負極也斷開。此時，接觸器線圈C的工作電流改由整流器3CQ1的正極，啟動按鈕常開觸點QA2、線圈C、二極體D1、電阻R2、停止按鈕TA、電阻R3、整流器3CQ2的負極與三相交流電源構成的迴路提供。線圈C兩端的電壓已低於三相全波整流電壓，可避免線圈C燒毀。啟動按鈕鬆開後，線圈C的A端與整流器3CQ1的正極也斷開，此時線圈C的工作電流即由整流器3CQ2、電阻R1、啟動按鈕常閉觸點QA3的一端，常開觸點QA2的一端(此兩端間用導線連接)，線圈C、二極體D1、電阻R2、節點M，停止按鈕TA和電阻R3串聯構成的直流工作迴路提供。線圈C兩端的電壓降到維持吸合電壓。需要電動機停止時，只要按一下停止按鈕TA，線圈C則無電流通過，接觸器觸點斷開。在線路中接入二極體D1是為了增加啟動時電動機D的機殼電壓保持對地零電位的可靠性。
2.本實用新型的保護電路由下面四部分組成(1)根據三相正弦交流電經過三相全波整流後的直流輸出電源兩端對大地電位分別是相電壓的正0.675倍與負0.675倍這一特點，應用電阻分壓原理在線圈C的工作電路中，於總電阻值的近二分之一阻值處取得與大地零電位近似的節點M。將小型繼電器吸合線圈J2一端接於節點M，另一端依次串接上二極體D2，限流電阻R4、發光二極體LED、接觸器常開輔助觸點C2、二極體D3然後接於電動機D的機殼。
當電動機發生通地故障，機殼對地具有電壓時，機殼對電路中的節點M亦同樣具有電壓，則有電流自機殼經過二極體D3、觸點C2、發光二極體LED，電阻R4，二極體D2再流過繼電器線圈J2，進入節點M，構成電流迴路。繼電器線圈J2即產生磁力，常開觸點J2－1閉合。觸點J2－1的閉合接通了接觸器線圈C兩端間的短路電路，使接觸器C釋放，切斷電源達到對電動機的通地保護目的。
線路中的發光二極體LED兼有過電流保護作用及發光指示作用。並聯於繼電器線圈J2兩端的穩壓管DW2作續流管並能對線圈J2起限壓保護作用。設置二極體D2，限流電阻R4及接觸器常開輔助觸點C2使本發明具有多種可靠安全措施。
(2)保護電路第二部分是在電阻R2與二極體D1的接點，繼電器線圈J2與二極體D2的聯接點之間接入穩壓二極體DW1(串接有啟動按鈕常閉觸點QA4)，當三相交流電網中相電壓增高時，經過整流的直流電壓亦相應增高，從而使直流工作迴路中的電流也隨著增加，但因電阻R2的存在及穩壓管DW1的穩壓特性，增加的電流△I很少流過電阻R2，△I大部分經過常閉觸點QA4，穩壓管DW1和繼電器線圈J2串聯組成的支路通過。在電網發生故障性過電壓時流經線圈J2的電流驟增，繼電器常開觸點J2－1則吸合，觸點J2－1的吸合使接觸器線圈C兩端短路失壓，接觸器觸點C0就斷開，切斷電動機D的電源，達到對電動機D的過電壓保護目的。
繼電器J2的另一對常開觸點J2－2並聯於穩壓管DW1的兩端，提高了繼電器的動作穩定性。
(3)本實用新型將電動機D接線盒中任一相電源串聯二極體D4，電阻R5和以雙金屬片為常開觸點的微動率熱開關元件RJ(也可用開關型熱敏電阻代替)後接於電動機D的機殼所接二極體D3的非接殼一端，組成了保護電路的第二部分。電動機D因過載或欠電壓等各種原因引起過熱時，熱開關元件RJ的常開觸點閉合，由於在RJ處的直流電位比節點M處高，電流由所接電源經二極體D4、電阻R5、觸點RJ，通過接觸器常開輔助觸點C2，發光管LED……，繼電器線圈J2流入節點M，繼電器就立即通電吸合，觸點J2－1閉合接通接觸器線圈C兩端間的短路電路，接觸器C釋放，達到對電動機的過熱保護目的。
熱開關元件RJ可裝於電動機D內部或接線盒中。
(4)保護電路的最後一部分是在電動機D的主迴路中設三隻專門繞制的電流線圈L，並在電流線圈L中各放置一隻舌簧管J1作為電流感應元件，三隻線圈L之間設磁屏蔽。三隻舌簧管的常開觸點互相串聯後接在電晶體BG的基極與接觸器線圈C的B端，電晶體BG的集電極接於接觸器線圈C的A端，發射極串聯電阻R8後接於接觸器線圈B端，基極電流由A、B兩端間的電阻R6、R7構成的偏置電路供給。
電動機正常運轉時，三隻主迴路電流線圈L各自產生磁場，三隻線圈中的舌簧管觸點J1全部閉合，電晶體BG無基極電流而處於截止狀態。當任一相電源斷相時，相應的該相電流線圈L不再產生磁場，該線圈中的舌簧管常開觸點J1復位斷開。即有電流通過電晶體BG基極，電晶體BG導通，接觸器線圈C因被分流而釋放，達到對電動機D的斷相保護目的。設置電阻R8為避免觸點J1的接觸電阻引起電晶體BG非工作導通。
將換接片從電阻R3一端換接電阻R9一端，R9另一端接零線可節約功耗。另外電路中還採用了一些辦法來提高電路的可靠性與安全性，如線路中接入啟動按鈕常閉觸點QA3則避免了後面元件承受啟動時高壓的危險。在穩壓管DW1的一端串入啟動按鈕常閉觸點QA4可以避免啟動時繼電器的誤動作。
本實用新型中有方向性的元件全部改換方向後，所有保護功能不變，在直流工作電路中的接觸器常閉觸點C1兩端並聯電容器後可進一步提高接觸器吸合可靠性。由於本實用新型對電動機具有通地、過電壓、過熱和斷相保護作用，並且不論供電電網中性點是否接地，電動機是否採取接零接地措施均能使用。對推廣中性點不接地供電電網具有積極效果，亦特別有利於提高農村山區及流動作業中電動機使用的安全性。
該實用新型還具有適應電壓波動範圍大，抗不平衡電流幹擾性強的特點，是一種理想的電動機控制裝置。
本實用新型的實施很方便，附圖2是該接觸器外接線圖。接觸器骨架上有三對常開主觸點的接線頭1、2、3接三相電源線，接線線頭4、5、6則接電動機；由二極體D4、電阻R5、熱開關元件RJ及二極體D3四隻元件組裝的組件和整體分開，裝在電動機接線盒內，它有三個接線頭，7－2、8、9。8接電動機機殼，9接任一相電源，接頭7－2則引出導線接於接觸器骨架上的外接點7－1。
接觸器骨架上另有11個接頭，其中八個接啟動按鈕QA，(兩組常開觸點，兩組常閉觸點)另兩個接停止按鈕TA。N備接零線。
其餘所有的另件及電元件均可安裝於骨架中，成為一個整體，這樣的接觸器無論製造或使用都很方便。
權利要求
1.一種包括常開觸點、常閉觸點、銜鐵、彈簧和骨架組成的用於控制三相交流電動機通斷的接觸器，其特徵在於有一個直流工作線圈(C)，此述的線圈(C)兩端並聯有分流電路，該分流電路受保護電路的控制，在電動機發生故障時對線圈(C)實行分流。
2.按權利要求
1所述的接觸器，其特徵在於所述的直流工作線圈(C)分別用接觸器常開主觸點(C0)前後的三相線路中並聯引出經過整流器(3CQ1和3CQ2)的直流電使銜鐵吸合和維持吸合。
3.按權利要求
1所述的接觸器，其特徵在於所述的並聯於線圈(C)兩端的分流電路是由繼電器(J2)的兩常開觸點(J2－1)組成的短路電路及電晶體(BG)及電阻(R6、R7和R8)組成的導通電路兩部分構成。
4.按權利要求
1所述的接觸器，其特徵在於在由整流器(3CQ2)、電阻(R1)，啟動按鈕常閉觸點(QA3)的一端，常開觸點(QA2)的一端、線圈(C)、二極體(D1)、電阻(R2)、節點(M)、停止按鈕(TA)和電阻(R3)依次串聯構成的直流工作迴路中，節點(M)與大地零電位近似，繼電器吸合線圈J2的一端接於節點(M)，另一端依次串接二極體(D2)、限流電阻(R4)、發光二極體(LED)、接觸器常開輔助觸點(C2)和使用時接於電動機機殼的二極體(D3)，在電阻(R2)與二極體(D1)接點、繼電器吸合線圈(J2)與二極體(D2)的接點之間接入一隻穩壓二極體(DW1)。由二極體(D4)、電阻(R5)、熱開關元件(RJ)依次串聯後接於二極體(D3)的非接殼端，共同組成保護電路的一部分，以在電動機通地、過壓和過熱時產生控制信號。所述的二極體(D4)、電阻(R5)、熱開關元件(RJ)和二極體(R3)組裝成一隻可直接置於電動機易熱部位的組件。
5.按權利要求
4所述的接觸器其特徵在於有三隻串接觸點常開舌簧管(J1×3)分別置於接觸器內主通路中繞設的三隻電流線圈(L×3)中，並各設磁屏蔽，三隻串接舌簧管的兩端分別接於電晶體(BG)的基極和線圈(C)的B端，組成保護電路的一部分，以在電路缺相時產生控制信號。
專利摘要
本實用新型是用於控制三相交流電動機通斷的接觸器，它對電動機具有多種保護功能。本實用新型採用直流線圈，有一個保護電路控制著該線圈兩端並聯著的分流電路。當電動機發生通地、過壓、過熱和缺相等故障時，保護電路迅即產生一個信號，該信號通過控制分流電路分流，能可靠地轉換成接觸器的斷開動作，避免發生燒毀電動機和觸電事故，達到對電動機的多種保護。多種保護接觸器，不論供電電網中性點是否接地，電動機是否採取接零接地安全措施，均能適用。
文檔編號H02H3/00GK85200741SQ85200741
公開日1986年1月1日 申請日期1985年4月12日
發明者駱金山 申請人:駱金山導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan