專利名稱：電機斷相過載保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
三相電動機在啟動和運行過程中，由于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，才能使電動機免于燒毀。
人們研制電機斷相過載保護器已有許多年的歷史，五十年代就出現(xiàn)了用于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(qū)動機械接點動作來切斷電機控制電路。六十年代開始生產(chǎn)的DZ10型空氣開關(guān)，也是利用熱元件的形變，驅(qū)動機械脫扣機構(gòu)動作，來實現(xiàn)電機過載保護的。電于熱量不能突變，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，因起動沖擊電流的影響，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(guī)格繁多，保護容量范圍不大，使用時選擇很麻煩。
目前國內(nèi)生產(chǎn)的JS1系列電動機斷相保護器，采用三個速飽和電流互感器作為斷相鑒別器。它們的一次線圈串在主回路中，二次線圈首尾相聯(lián)結(jié)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(lián)接。該保護器采用電流參數(shù)平衡控制，當(dāng)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，切斷控制回路，電動機停止運行。該保護器雖具有較好的斷相保護功能，但繼電器長期處于導(dǎo)電狀態(tài)下，影響其使用壽命。
國內(nèi)生產(chǎn)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，但由于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，控制功率范圍較小。
近期的專利公報上相繼出現(xiàn)了一些斷相或過載保護器，但尚末能很好地解決啟動電流、瞬間沖擊電流和過載電流的識別問題，對于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(shè)計吸收了現(xiàn)有技術(shù)中的優(yōu)點，對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提出了相應(yīng)的對策。本設(shè)計同時具有斷相保護和過載保護功能，能識別啟動電流、瞬間沖擊電流和過載電流，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(shè)計包括信號變換電路、信號補償電路、整流電路、穩(wěn)壓電路、電壓信號取樣電路、電流信號取樣電路、門電路和執(zhí)行電路，為了鑒別啟動電流、瞬間沖擊電流和過載電流，專門設(shè)計了一個電流識別電路。這是本設(shè)計的顯著特點。
附圖是本設(shè)計的一個實施例。


圖1是本設(shè)計的安裝接線圖圖2是本設(shè)計的結(jié)構(gòu)框圖圖3是本設(shè)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(shè)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回路中，二次線圈分別輸出三相交流信號。D1～3為三個規(guī)格相同的二極管，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(wěn)壓管DW和三極管BG1組成穩(wěn)壓電路。二極管D4、D12、電容C4和電阻R4為一個分支，二極管D5、D11、電容C5和電阻R5為一個分支，二極管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。二極管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、C12，二極管D13，電阻R11、R12和三極管BG2、BG3組成電流識別電路。CH2001為一個雙回路的或非門集成電路芯片，它作為門電路。二極管D14、D15，電容C13、C14，電阻R13，可控硅3CT和繼電器J組成執(zhí)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(fù)載電機，O點接零線，繼電器的兩個引出端串入控制回路。
本設(shè)計各部分的功能及工作原理如下整流電路向穩(wěn)壓電路和執(zhí)行電路提供直流電源。
穩(wěn)壓電路向門電路和電流識別電路提供平穩(wěn)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，消除干擾信號。
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(dāng)某一相斷路時，向門電路對應(yīng)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用于調(diào)節(jié)信號幅值大小，使R9、R10分壓信號值略低于BG3閥壓。
電流識別電路用于鑒別是正常啟動電流，或是瞬間沖擊電流，還是故障過載電流。啟動時，BG2在由C12設(shè)定的時間(略大于啟動時間)內(nèi)導(dǎo)通，BG3截止，向門電路對應(yīng)的輸入端送去高電位信號“1”；超過設(shè)定時間，BG2截止，BG3處于準(zhǔn)備導(dǎo)通狀態(tài)，因基極電位略低于閥壓，BG3仍截止；當(dāng)有瞬間沖擊電流時，在C11設(shè)定的時間內(nèi)，BG3的基極電位達不到閥壓，仍截止；當(dāng)出現(xiàn)故障過流時，R9、R10分壓信號將達到或超過BG3閥壓，BG3導(dǎo)通，向門電路對應(yīng)的輸入端送去低電位信號“0”。
門電路是一個多端輸入的雙回路或非門集成電路。當(dāng)輸入端全為高電位信號“1”時，經(jīng)或非邏輯運算，向執(zhí)行電路輸出低電位信號“0”；當(dāng)任一輸入端為低電位信號“0”時，則經(jīng)或非邏輯運算，向執(zhí)行電路輸出高電位信號“1”。
執(zhí)行電路用于切斷電機控制回路。當(dāng)門電路送來高電位信號時，可控硅觸發(fā)導(dǎo)通，繼電器J吸合，其常閉觸點斷開，切斷電機控制回路，從而切斷主回路電源。
本設(shè)計全部采用電子元件，檢測準(zhǔn)確，反應(yīng)迅速，克服了傳統(tǒng)熱元件的弱點；本設(shè)計采用雙回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(shè)計采用繼電器的常閉觸點實現(xiàn)執(zhí)行動作，大大延長了該裝置的使用壽命；由于本設(shè)計的結(jié)構(gòu)特點，它既可以實現(xiàn)斷相保護，又可以實現(xiàn)過載保護或三相不平衡保護；本設(shè)計還具有電流識別功能，不會因啟動過流或瞬間沖擊電流的影響而誤動作；本設(shè)計體積小，可密閉組裝，造價較低，適用功率范圍廣，適用于多種規(guī)格的三相電機，適用于各種惡劣的工作環(huán)境。
本設(shè)計的產(chǎn)品一旦投入市場，將會取得明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
權(quán)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(wěn)壓電路、電壓信號取樣電路、電流信號取樣電路、門電路和執(zhí)行電路，其特征是該裝置內(nèi)設(shè)有一個用于鑒別啟動電流、瞬間沖擊電流和過載電流的電流識別電路。
2.按照權(quán)利要求1所述的電機斷相過載保護器，其特征是所說的門電路采用了一個雙回路的或非門集成電路芯片。
3.按照權(quán)利要求1所述的電機斷相過載保護器，其特征是在執(zhí)行電路中，采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，屬于工業(yè)電氣設(shè)備，包括信號變換電路，信號補償電路、整流電路、穩(wěn)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(zhí)行電路。本裝置采用全電子電路，具有檢測準(zhǔn)確、反應(yīng)迅速、動作可靠、保護功能全、適用范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(yōu)先權(quán)日1991年9月19日
發(fā)明者李 權(quán) 申請人:李 權(quán)