分體式無外給電源電機保護器的製作方法
2023-10-08 10:26:09 1
專利名稱：分體式無外給電源電機保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型與電機保護器有關。
已有的電機保護電路由電源電路，用於電機故障檢測的採樣信號源，缺相檢測電路，過流檢測電路，執行電路組成。電源電路是用380伏交流電通過一個低壓變壓器變為低壓交流電後整流、濾波、穩壓後提供一個比較穩定的直流電壓，但其電壓等級比較高。電源電路元件在高等級電壓條件下工作，流過的電流較大，常常發生故障，使整個電路無法正常工作，甚至使故障擴大。這種故障佔保護器故障的70％左右。並且電機保護器的電源必須同交流接觸器的線圈電源是同一電源，不然失電時無法保護。因此，安裝複雜。採樣信號源是交流變換器，其鐵芯製成一個閉合的磁路，然後同電路板一起安裝入電機保護器的外殼內。三相電機的三根電源線分別通過電機保護器外殼的三個孔穿過作為信號源器件的三個鐵芯中間的孔。對於已安好的電機如裝保護器非要將電機電源線拆開一端，一般是拆控制電機的接觸器下端頭的線。並且在實際生產中，為了減少由於電機電源線和接觸器下端頭接觸電阻大，引起的發熱，以至於燒斷電線或接觸器觸點現象，一般對電機電源線的頭子進行了處理，即將電機電源線焊到一塊和接觸器下端頭銅板寬度和厚度幾乎相同的一塊銅板或鋁板上增加接觸面積，減少發熱，克服因接觸不良引起的故障。由於線頭子上的金屬塊比電線的直徑大得多，往往不能從電機保護器鐵芯上的孔中穿過，而使安裝變得十分繁雜和費時。已有的電機保護器不能顯示和記憶故障，不便於維修。
本實用新型的目的是提供一種結構簡單，便以安裝和維修，使用壽命長，功能多樣的分體式無外給電源電機保護器。
本實用新型是這樣實現的本實用新型包括採樣電路A，缺相檢測電路B，過流檢測電路C，執行電路F，採樣電路A為分體式採樣兼電源電路，電路A的電流互感器L1—L3的鐵芯由鐵芯T1—T2組成，鐵芯T1安裝在機殼1上，鐵芯T2用緊固件2緊固在T1上成為一個封閉磁路。電機的三根電源線分別穿過作為信號源器件的三個鐵芯中間的孔。鐵芯線圈輸出的感應交流電經整流濾波電路B1、B2，B3後一部分通過電阻Q1，Q2，Q3作為缺相採樣信號，另一部分經過二極體D1—D3隔離，合併後輸入穩壓電路W作為保護器電路的電源和過流採樣信號。
本實用新型有充電與蓄電電路D。穩壓電路W的輸入端R取一直流電經限流電阻R7，隔離二極體D4給蓄電池B4充電。B4通過處於常閉狀態的復位按鈕AN供給故障顯示與記憶電路E，電路E由並聯的缺相指示記憶電路和過載記憶指示電路組成，每一電路用串聯的電阻，發光二極體，單向可控矽組成，可控矽的控制級分別與缺相檢測電路B，過流檢測電路C的輸出連接。
本實用新型的缺相檢測電路B由三組異或門對輸入的缺相採樣信號兩兩比較，只要採樣信號出現一低電平信號，異或門將輸出一個高電平去控制執行電路F和電路E的可控矽的開通。過流保護電路C由一個延時電路和一個電壓比較電路組成，當電機起動運行後，過流採樣信號被延時送到用於判別過載的電壓比較電路，如果電機過載，電壓比較電路給執行電路F和電路E一個控制信號。
缺相檢測電路B可由集成塊IC1(4070)及其外圍電路組成，過流保護電路C由集成塊IC2(雙時基電路NE7556)及其外圍電路組成。
本實用新型的分體式採樣電路結構簡單，製造容易，十分便於安裝和維護，特別適用於給已出廠的電機安裝保護器。所採用的交流變換器不僅能反應電機電流變化，而且其負載能力大大提高。交流變換器線圈輸出的交流電壓通過整流、濾波後一部作為檢測用信號源，另一部分通過穩壓後作為故障檢測電路和控制，顯示電路的電源使用，具有驅動低能耗CMOS集成電路工作的能力。本實用新型安裝、使用、維護方便，工作安全、可靠，使用壽命長，故障率低。在無電源的條件下能夠對故障記憶和顯示。
如下是本實用新型的附圖。
圖1為本實用新型的交流互感器分體式鐵芯結構圖。
圖2為本實用新型的電路框圖。
圖3為本實用新型的電路原理圖。
如下是本實用新型的實施例分體式採樣兼電源電路A，分別與過流檢測電路C、缺相檢測電路B、充電與蓄電電路D相連接，過流檢測電路C、缺相檢測電路B分別和執行電路E連接，同時電路B和C也將分別給故障記憶與顯示電路一個信號和給執行電路E的信號同步，充電與蓄電電路則分別同執行電路和故障記憶與顯示電路相連。這種關係見附圖2—電路原理框圖。
電路中，IC1—集成電路CD4070，IC2—集成電路NE7556。T1、T2為三極體9013，D1—D3—二極體IN4000，D9—D11—二極體4148 J—微功耗大功率微型繼電器。
本實用新型分體式採樣兼電源電路A是由電流互感器L1—L3、整流與濾波電路B1—B3，缺相採相電路Q1—Q3、採樣隔離電路D1—D3，過載採樣電路、電源穩壓電路組成。由電流互感器L1—L3上輸出的電勢經過整流和濾波後成為三個獨立直流電源，分別反映三相電機每相的電流情況，用缺相採樣電路在三個獨立直流電流上採樣，為了能給整個電路提供電源，我們把採樣的三個電路用二極體D1—D3隔離後合併成一個統一的直流電源，供給電源穩壓電路W，電源穩壓電路的輸出供缺相和過流檢測電路用，而過流採樣電路則安排在統一直流電源上，也就是電源穩壓電路的輸入級，同時也在這個正電流節點R上取一個直流電給充電與蓄電電路D充電，充電與蓄電電路由充電用隔離二極體D4以及限流電阻R7和大容量小體積蓄電池B4組成。蓄電池中電源將通過處於常閉狀態的復位按鈕AN供給故障顯示與記憶電路E。分體式採樣兼電源電路中的採樣部分有缺相採樣和過流採樣，缺相採相和IC1集成塊4070相連接，集成電路4070為四異或門電路，本實用新型用其中的三個異或門來對缺相採樣送來的信號進行判斷，只要電機任一相缺電，三個採樣電路中一個將出現低電平，由異或門電路的特性可知，異或門的輸入都是高電平時才輸出一個低電平，否則為高電平。也就是4070輸出3腳，4腳或10腳在任缺一相的情況下，其中有兩個腳將輸出一個高電平，4070的三個輸出用二極體IN4148隔離後分別送給執行電路F和故障記憶與顯示電路E一個控制信號。過流採樣電路的輸出送入過流檢測電路C，本實用新型的過流保護電路用了雙時基電路NE7556，集成電路IC2NE7556內部是由兩個555電路組成，設計中，我們將其中的一個時基電路作為延時電路，用集成電路的2、6腳並聯，作為電壓比較端。延時的功能是這樣實現的，電源上的電壓通過電位器P2與並聯於2、6腳與地之間的電容C9串聯，改變電位器P2的值，可以得到不同的延時時間，5腳為延時控制的輸出，在電機起動時起動電流特別大，如果不延時控制過載檢測動作，電機保護器將無法正常工作。7556的另一個時基電路接成了一個電壓比較器，8腳和12腳並聯作為比較端，在8腳12腳與地之間並一個電容12是為了利電機過載電流和時間的「反時限」關係來使電機保護器不會誤動作。電容C12和電晶體T2並聯，這樣在電機起動時間內不會出現電容C12被充電過載檢測電路更不可能動作。當起動時間過後，5腳出現低電平，電容C12開始通過過載採樣電路充電，如果電容C12上的電壓達到集成電路NE7556工作電壓的三分之二，集成電路7556的9腳將輸出一個表示電機過載的低電平信號，這個低電平信號通過三極體T3和電阻R18組成的門電路轉化成一個高電平去控制執行電路和故障記憶指示電路。執行電路是保護器對外輸出部分，本實用新型用一個可控矽SCR3和微型功耗大功率微型繼電器J組成。當可控矽控制極接到由過流檢測或缺相檢測電路發出的控制信號時，可控矽異通，繼電器J的線圈通電，它的常閉觸點斷開，這樣電機失去外給電源，也就保護了電機。故障記憶與顯示電路E由可控矽SCR1，發光二極體LED1，限流電阻R11組成的缺相指示與記憶電路和由SCR2、LED2、R12組成的過載記憶指示電路共同構成。這個電路之所以具有記憶功能，是利用了普通單向可控矽觸發導通後不再需要觸發電壓，只要可控陽極和陰極之間電壓不為零，可控矽將保持導通，利用這個特性，本實用新型實現了對故障的記憶的與顯示功能。由於故障顯示和記憶電路E和執行電路F都利用了蓄電池電源工作，並且都是利用可控矽的特性來保持記憶功能的，所以在工作人員明確故障後應將電源的按鈕AN復位，以便於下次電機起動運行。
交流互感器L1—L3的鐵芯為載面積大於1.44平方釐米的環氧鐵芯或截面積大於1.60平方釐米矽鋼疊片鐵芯。選用0.21mm的低阻染包銅芯線繞制兩千匝作為信號源兼電源的輸出線圈。
權利要求1.分體式無外給電源電機保護器，包括採樣電路A，缺相檢測電路B，過流檢測電路C，執行電路F，其特徵在於採樣電路A為分體式採樣兼電源電路，電路A的電流互感器L1—L3的鐵芯由鐵芯T1和T2組成，鐵芯T1安裝在機殼(1)，鐵芯T2用緊固件(2)緊固在T1上成為一個封閉磁路，電機的三根電源線分別穿過作為信號源器件的三個鐵芯中間的孔，鐵芯線圈輸出的感應交流電經整流濾波電路B1、B2，B3後一部分通過電阻Q1，Q2，Q3作為缺相採樣信號，另一部分經過二極體D1-D3隔離，合併後輸入穩壓電路W作為保護器電路的電源和過流採樣信號。
2.根據權利要求1所述的分體式無外給電源電機保護器，其特徵在於有充電與蓄電電路D，穩壓電路W的輸入端R取一直流電經限流電阻R7，隔離二極體D4給蓄電池B4充電，B4通過處於常閉狀態的復位按鈕AN供給故障顯示與記憶電路E，電路E由並聯的缺相指示記憶電路和過載記憶指示電路組成，每一電路用串聯的電阻，發光二極體，單向可控矽組成，可控矽的控制級分別與缺相檢測電路B，過流檢測電路C的輸出連接。
3.根據權利要求1或2所述的分體式無外給電源電機保護器，其特徵在於缺相檢測電路B由三組異或門對輸入的缺相採樣信號兩兩比較，只要採樣信號出現一低電平信號，異或門將輸出一個高電平去控制執行電路F和電路E的可控矽的開通，過流檢測電路C由一個延時電路和一個電壓比較電路組成，當電機起動運行後，過流採樣信號被延時送到用於判別過載的電壓比較電路，如果電機過載，電壓比較電路給執行電路F和電路E一個控制信號。
4.根據權利要求3所述的分體式無外給電源電機保護器，其特徵在於缺相檢測電路B由集成塊IC1(4070)及其外圍電路組成，過流檢測電路C由集成塊IC2(雙時基電路NE7556)及其外圍電路組成。
專利摘要本實用新型為分體式無外給電源電機保護器，其採樣電路A為分體式採樣兼電源電路，其電流互感器L1-L3的鐵芯由T1和T2兩部分組成。鐵芯T1安裝在機殼1上。鐵芯T2用緊固件2緊固在T1上形成一個封閉磁路。電機的三根電源線分別穿過三個鐵芯中間的孔，鐵芯線圈輸出的感應電流經整流、濾波後一部分通過電阻Q1-Q3作為缺相採樣信號，另一部分經過二極體D-D3隔離後合併輸入穩壓電路W作為保護器電路的電源和過流採樣信號。
文檔編號H02H7/08GK2269016SQ96233579
公開日1997年11月26日 申請日期1996年8月19日 優先權日1996年8月19日
發明者甘立東, 陳剛 申請人:甘立東, 陳剛