斷相保護器的製作方法
2023-05-01 01:48:21 2
專利名稱：斷相保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三相四線制低壓交流電器的斷相保護裝置。
目前，低壓電動機斷相運行造成燒壞的事故經常發生，在考慮低壓電機的保護措施時，一般只考慮裝設快速熔斷器和熱繼電器保護，這種方案並不能完全地保護電動機的單相運行的，以至造成事故發生。現行的單相運行保護措施卻因為有價格較貴，或者安裝接線麻煩，或者是不能完全起到斷相保護的作用等缺點，所以在實際應用中不廣泛，如中國專利公報公開的「申請號88203069電動機斷相保護器」，雖然結構簡單、成本低，但它只局限於在熔斷器熔斷時，才能保護電機，如果是其它原因造成斷相時，就不能保護電機，它是不能完全起到斷相保護的作用。對於其它三相四線制低壓交流電器的斷相保護，基本上亦沿用上述技術方案，所以也存在誤動作多和保護不足的缺陷。
本實用新型的目的在於提供一種適應範圍廣、工作可靠的三相四線制低壓交流電器的斷相保護器。
本實用新型的任務是用如下方式完成的它包括整流、濾波、穩壓電路、比較放大電路和控制電路。由星形連接的電容C1、C2、C3電接三相電源，其中性點N′與電源零線N之間串接整流濾波穩壓電路中的整流器Z，在整流濾波穩壓電路直流輸出端上並接由電阻R1、R2、R3、電位器W組成的電阻電橋，該電阻電橋的兩分壓輸出端電接集成運算放大器IC的兩輸入端，在集成運算放大器IC的輸出端與整流器Z輸出電源之間串接繼電器KA的線圈，用繼電器KA的接點KA1串接在接觸器KM的控制迴路中。接觸器KM的控制迴路是常開按鈕SB11串接常閉按鈕SB2和接觸器KM線圈以及熱繼電器接點FR，在常開按鈕SB1的兩端並接由雙向可控矽SCR串接接觸器KM的常開接點KM1組成的自鎖迴路，雙向可控矽SCR控制極的控制信號由電阻R4串接繼電器KA的常閉接點KA1後接電源提供。繼電器KA線圈的接正電源端與整流器Z的負電源端之間並接有電容C6。
本實用新型具有體積小、重量輕、安裝方便、工作可靠、靈敏度高、適用範圍廣等優點，其電壓取樣點可在電源變壓器輸出端或低壓電器所用電源的輸入端。例如電壓取樣點設在電動機的進線端，從而避免了除電源斷相外，由於接觸器觸點接觸不良或熱繼電器熱源件斷路而起的斷相後的拒動作，真正實行對異步電動機的斷相保護。適用於電壓380伏三相四線制交流低壓電器的斷相保護。
圖1是本實用新型電路原理圖。
圖2是本實用新型用於電機控制的接觸器控制電路圖。
圖3是本實用新型用於電機控制的電機主迴路原理圖。
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明實施例以交流電動機斷相保護器作說明。
從附圖1、2、3可以看出，將A′B′C′三點分別接至三相異步電動機的進線端(或三相電源上)，當電動機接受三相線電壓正常工作時，電容C1－－C3的中點N′處無電壓(或很小)，輸入到集成電路IC的「2、3」端的電壓很小，甚至無電壓，這時IC「2、3」腳檢拾到的信號經過其內部的比較，自動進行分辨(考慮到零線電位的漂移)，IC無動作指令不會動作。集成運算放大器IC可採用LM386。當三相電源斷相時(或交流接觸器KM的主觸點接觸不良，熱繼電器的熱原件開路等)C1－C3的中點電位迅速發生變化，對零線將產生一足夠使IC發出動作指令的動作電壓(9V左右)，該電壓由橋式整流、濾波、穩壓後，再由IC「2、3」腳檢拾到的這一電壓信號進行比較、放大後，由截止狀態翻轉為導通狀態，驅動繼電器KA動作其常閉接點KA1斷開雙向可控矽SCR的控制極，使雙向可控制矽失去觸發電壓而關斷，從而切斷電動機的電源控制電路，迫使交流接觸器釋放，斷開主電源，使電動機脫離電源而停止運轉，對電動機實行保護。
該保護器在檢拾到斷相信號後，瞬間動作、靈敏度極高，動作乾脆。由於繼電器的觸點是串接在雙向可控矽的控制極用雙向可控矽作為直接執行原件，所以觸點在動作時無火花，延長了繼電器壽命。IC的「1」、「8」端短接，「4」端接電源負極，IC的輸出端「5」接繼電器KA線圈一端，繼電器KA線圈的另一端接電源正極性端，在繼電器KA線圈上並接二極體D6，用於釋放繼電器KA線圈貯存的電磁能。
工作原理合上開關QS後，三相交流電源通過FU加致交流接觸器KM上端頭，同時其控制迴路得電，這時按下啟動按鈕SB1，因繼電器KA常閉接點串聯在雙向可控矽SCR控制迴路，SCR在按下SB1時，得一觸發信號而導通，所以KM得電極合併通過其輔助常開觸頭KA1自鎖，電源電壓通過吸合的KM加到熱繼電器FR，再通過FR加到電動機M，使M得電正常運轉。
將A′B′C′接於電動機進線端，通過C1－－C3降壓後其中點N′與電網零線N構成一信號檢測點，當某一相發生斷相時，N′與N之間電位迅速升高，(正常時N′－N電壓為零)該電壓通過Z整流後由C4濾波，D5穩壓後，提供檢測迴路一大約7V左右的直流電壓，該電壓通過接成橋式迴路的R1、R2、R3、W進行分壓後輸入到IC的「2、3」腳。由於該集成塊內部具有「－、－」輸入功能將外電路輸入的信號進行比較，放大後由「5」腳輸出一低電平驅動繼電器KA吸合，其常閉接點斷開雙向可控矽的控制極，使雙向可控矽SCR無觸發信號而截止，從而斷開KM的控制電壓迴路，使KM斷電釋放，其主觸點KM2切斷電機M的主迴路，使M停止運轉。D6的作用是抑制KA的開合時所產生的高電壓保護KA，C6是進一步濾除迴路中的交流成分。
本保護器採用獨特的電壓取樣型設計，針對電動機斷相後其三相端電壓將隨電動機的接線組別和磁場極對數的不同發生相應的變化。本保護器就是利用這一原理對斷相後的電動機三相端電壓進行取樣、比較、放大，從而達到迅速斷開控制迴路使其動作，切斷主迴路即電動機脫離電源達到保護的目的。
本保護器能適應380V系統內任一功率、任一極數的三相交流異步電動機，不受電動機的電流影響，該保護器雖為電壓取樣型，但能自動分辨電網電壓的正常運行允許波動範圍，不致使保護器因電網電壓瞬間波動而發生誤動作。
本保護器應用了現代先進工藝製作的集成電路作為其核心，使電路大為簡單，由於集成電路具有高可靠性，使本保護器具有較高的靈敏度。
本保護器適用於環境溫度在－5℃～＋45℃，相對溼度不大於85％的環境工作。
本保護器在電源(電動機進線端)未發生斷相前，消耗電能是極微的(可忽略不計)，即使在發生斷相後也只是繼電器瞬間動作耗電，其功率極微(經實測斷相後耗電約25MA左右)能起到真正節能的目的。
權利要求1.一種斷相保護器，它包括整流、濾波、穩壓電路、其特徵是由星形連接的電容C1、C2、C3電接三相電源，其中性點N′與電源零線N之間串接整流濾波穩壓電路中的整流器Z，在整流濾波穩壓電路直流輸出端上並接由電阻R1、R2、R3、電位器W組成的電阻電橋，該電阻電橋的兩分壓輸出端電接集成運算放大器IC的兩輸入端，在集成運算放大器IC的輸出端與整流器Z輸出電源之間串接繼電器KA的線圈，用繼電器KA的接點KA1串接在接觸器KM的控制迴路中。
2.根據權利要求1所述保護器，其特徵在於接觸器KM的控制迴路是常開按鈕SB1串接常閉按鈕SB2和接觸器KM線圈以及熱繼電器接點FR，在常開按鈕SB1的兩端並接由雙向可控矽SCR串接接觸器KM的常開接點KM1組成的自鎖迴路，雙向可控矽SCR控制極的控制信號由電阻R4串接繼電器KA的常閉接點KA1後接電源提供。
3.根據權利要求1所述保護器，其特徵在於繼電器KA線圈的接正電源端與整流器Z的負電源端之間並接有電容C6。
專利摘要一種斷相保護器，它包括整流、濾波、穩壓電路、比較放大電路和控制電路，採用電壓取樣點，用IC運算放大。具有體積小、重量輕、安裝方便、接線簡單、工作可靠、靈敏度高適用範圍廣等優點，適於電壓380V三相四線制交流低壓電器的斷相保護使用。
文檔編號H02H7/09GK2164605SQ9323438
公開日1994年5月11日 申請日期1993年7月24日 優先權日1993年7月24日
發明者王仲初, 王合江 申請人:王仲初