專利名稱：一種動(dòng)態(tài)式電機(jī)開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)控制開(kāi)關(guān)，它特別涉及一種使用機(jī)械圓(或直線)周期運(yùn)傳感信號(hào)和電子電路相結(jié)合構(gòu)成的一種動(dòng)態(tài)式電機(jī)控制開(kāi)關(guān)。
在本實(shí)用新型提出以前，在現(xiàn)有技術(shù)中已有空氣開(kāi)關(guān)，閘刀開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，按鈕+交流接觸器開(kāi)關(guān)等多種電機(jī)控制開(kāi)關(guān)被廣泛采用，本人也曾經(jīng)提出了兩項(xiàng)有關(guān)采用電子電路構(gòu)成電機(jī)控制開(kāi)關(guān)的專利申請(qǐng)，即中國(guó)專利86210693和92220680.5號(hào)，這些控制開(kāi)關(guān)是靜態(tài)控制式。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種動(dòng)態(tài)式電機(jī)開(kāi)關(guān)，這種開(kāi)關(guān)是半自動(dòng)的，開(kāi)啟本開(kāi)關(guān)由人工操作，關(guān)閉或自動(dòng)保持開(kāi)啟狀態(tài)則由本開(kāi)關(guān)所控制的電機(jī)運(yùn)行狀況及電機(jī)所拖動(dòng)的機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來(lái)確定采集被本開(kāi)關(guān)控制的電機(jī)所拖動(dòng)的機(jī)器某一運(yùn)動(dòng)部件周期信號(hào)回饋給本開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)器正常運(yùn)行時(shí)該周期信號(hào)即作為本開(kāi)關(guān)的自保持開(kāi)啟信號(hào)，使本開(kāi)關(guān)連續(xù)運(yùn)行，電機(jī)運(yùn)行中本開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有缺相狀況，會(huì)自動(dòng)切斷電機(jī)電源，達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的，被本開(kāi)關(guān)控制的電機(jī)D拖動(dòng)的機(jī)器停止，本開(kāi)關(guān)在選定的時(shí)間周期內(nèi)檢測(cè)不到機(jī)器運(yùn)動(dòng)的信號(hào)也自動(dòng)切斷電機(jī)電源，達(dá)到節(jié)電的目的。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種動(dòng)態(tài)式電機(jī)開(kāi)關(guān)，它由兩部分組成一部分為不帶有導(dǎo)線的發(fā)訊器(2)及帶有導(dǎo)線的訊號(hào)接收器(1)，另一部分為電子控制電路，在其發(fā)訊器(2)及接收訊號(hào)部分中，由本開(kāi)關(guān)所控制的電機(jī)D所拖動(dòng)的機(jī)器在運(yùn)行中必然有一部件作圓(或直線)周期運(yùn)動(dòng)，優(yōu)選一個(gè)既體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)周期又易安裝發(fā)訊器(2)的部位裝上發(fā)訊器(2)，在同一機(jī)器相對(duì)應(yīng)易于接收發(fā)訊器(2)所發(fā)訊號(hào)的固定位置安裝上訊號(hào)接收器(1)，將該訊號(hào)接收器(1)所接收的訊號(hào)用導(dǎo)線引入本開(kāi)關(guān)的電子控制電路部份內(nèi)。
電子控制電路包括集成電路74HC14，用其5個(gè)反向門FA，F(xiàn)B，F(xiàn)C，F(xiàn)D，F(xiàn)E，其特征包括控制電路部分包括信號(hào)接收器(1)的VCC端接電源部分的+4V頭；電阻R2接電源部分的+4V頭，電阻R4、電容C11接電源部分的+2V頭；信號(hào)接收器(1)的VOUT端接電阻R2、R3、R4、輕觸鍵S1、電容C11、C12、集成電路反向門FE輸入端；反向門FE輸出端連接開(kāi)關(guān)二極管D12，D12輸出端連接輕觸鍵S2、電容C13、電阻R6、電容C3、反向門FC輸入端，信號(hào)接收器(1)的GND端、R3、S1、C12、S2、C13、R6、C3的另一端接地；
反向門FC輸出端再連接開(kāi)關(guān)二極管D8，D8連接反向門FD輸入端和電阻R9，反向門FD輸出端連接電阻R13，R13連接三極管BG1的基極，BG1的集電極連接繼電器J和二極管D7，繼電器J和二極管D7連接+12V電源頭，三極管BG1發(fā)射極接地，電阻R9接+2V電源；繼電器J的動(dòng)觸頭J-4接+12V電源，電阻R5、R7連接J-4的觸點(diǎn)，電阻R5與發(fā)光二極管L2串聯(lián)，二極管L2負(fù)端接地，電阻R7與發(fā)光二極管L1串聯(lián)，二極管L1負(fù)端接地；缺相保護(hù)部分包括三相交流電電源連接點(diǎn)A、B、C分別連接繼電器J的動(dòng)觸頭J-1、J-2、J-3，信號(hào)取樣器B2、B3、B4的輸入端分別連接動(dòng)觸頭的相應(yīng)觸點(diǎn)和電機(jī)D的a、b、c相；信號(hào)取樣器B2的輸出端連接電容C5，電容C5接二極管D1、D2，二極管D1接電容C4、電阻R10、二極管D9，二極管D2、電容C4、電阻R10接地；信號(hào)取樣器B3的輸出端連接電容C7，電容C7接二極管D3、D4，二極管D3接電容C6、電阻R11、二極管D10，二極管D4、電容C6、電阻R11接地；信號(hào)取樣器B4的輸出端連接電容C9，電容C9接二極管D5、D6，二極管D5接電容C8、電阻R12、二極管D11，二極管D6、電容C8、電阻R12接地；缺相保護(hù)部分與控制電路部分之間的聯(lián)絡(luò)部分包括二極管D9、1D10、D11的正極并聯(lián)到反向門FA的輸入端，反向門FA、反向門FB、電阻R8、二極管D13串聯(lián)后，D13的正極接反向門FC的輸入端；電源部分有+12V、+4V、+2V輸出頭；電源部分包括變壓器B1的初級(jí)連接220V市電，B1的次極連接整流橋D14-D17，電容C1正極連接D15、D16，電容C1負(fù)極接地，電容C1正極連接繼電器觸頭J-4、繼電器J線圈、二極管D7、電阻R1、訊號(hào)接收器(1)的VCC電源端、電容C10、發(fā)光管L4、電容L4連接電容C11、電阻R9、電容C2、發(fā)光管L3；電容C2、發(fā)光管L3、電容C10接地。
本實(shí)用新型的工作原理是操作員需要開(kāi)機(jī)時(shí)，觸摸一下設(shè)置在開(kāi)關(guān)上的啟動(dòng)輕觸鍵S1，給本開(kāi)關(guān)的電子電路一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，該啟動(dòng)信號(hào)一方面經(jīng)電子電路整形、放大推動(dòng)開(kāi)關(guān)內(nèi)的繼電器J吸合，從而使電機(jī)D通電轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面該信號(hào)經(jīng)電子電路加工后產(chǎn)生一個(gè)正電壓，該正電壓對(duì)電子電路內(nèi)設(shè)置的電阻R6、電容C3充放電路中的電容器C3瞬間充足電能，當(dāng)啟動(dòng)信號(hào)消失后電容C3儲(chǔ)備的電能通過(guò)電阻R6放電，電容C3經(jīng)電阻R6持續(xù)放電所經(jīng)歷的時(shí)間即為本開(kāi)關(guān)內(nèi)繼電器J繼續(xù)吸合使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的自保持時(shí)間。
本開(kāi)關(guān)控制的電機(jī)D被加上負(fù)載機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)后，安裝于機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件上的發(fā)訊器(2)隨該部件運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期，向訊號(hào)接收器(1)傳送一個(gè)訊號(hào)，該訊號(hào)接收器(1)和電子電路聯(lián)合處理為等同于人工啟動(dòng)本開(kāi)關(guān)的信號(hào)，調(diào)整電子電路內(nèi)的電阻R6、電容C3放電時(shí)間，使之大于接收信號(hào)的時(shí)間周期，則本開(kāi)關(guān)所控制的電機(jī)D就是連續(xù)運(yùn)行的。如果電機(jī)D的負(fù)載機(jī)器停止，本開(kāi)關(guān)收不到安裝于機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件上發(fā)訊器(2)所發(fā)出的周期訊號(hào)，被本開(kāi)關(guān)所控制的在電機(jī)D在電阻R6、電容C3放電時(shí)間一個(gè)周期時(shí)被切斷電源，停止空轉(zhuǎn)，達(dá)到節(jié)電目的。
本開(kāi)關(guān)設(shè)置有一個(gè)停止輕觸鍵S2，這個(gè)停止輕觸鍵S2的工作原理是用該鍵的一對(duì)常開(kāi)導(dǎo)電觸點(diǎn)并聯(lián)在電容C3兩端、當(dāng)操作員觸摸一下該鍵，導(dǎo)電觸點(diǎn)短接電容C3兩端，快速地將電容C3上的電壓泄放掉，使電路失去自保持信號(hào)，開(kāi)關(guān)內(nèi)繼電器J釋放，切斷電機(jī)D電源，操作員在機(jī)器運(yùn)行中出現(xiàn)異常情況時(shí)可隨時(shí)觸摸該停止輕觸鍵S2而迅速切斷電機(jī)D電源，達(dá)到保障安全生產(chǎn)的目的。
本開(kāi)關(guān)的電子電路部分設(shè)計(jì)有對(duì)電機(jī)D運(yùn)行是否缺相的監(jiān)控電路，電機(jī)D出現(xiàn)缺相運(yùn)行時(shí)，本開(kāi)關(guān)會(huì)在6秒鐘時(shí)間內(nèi)切斷電機(jī)D電源，達(dá)到保護(hù)電機(jī)D的目的。
本實(shí)用新型同已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)安裝簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)半自動(dòng)控制方式，人工啟動(dòng)和停止操作采用輕觸鍵，操作輕松容易，控制可靠，采用弱電控制強(qiáng)電的基本原理，控制電路不與市電直接相連，器件的使用壽命得到提高。


圖1、本實(shí)用新型采用機(jī)械圓周期運(yùn)動(dòng)傳感信號(hào)部分安裝主視圖。
圖2、本實(shí)用新型采用機(jī)械圓周期運(yùn)動(dòng)傳感信號(hào)部分安裝側(cè)視圖。
圖3、本實(shí)用新型采用機(jī)械直線周期運(yùn)動(dòng)傳感信號(hào)部分安裝主視圖。
圖4、本實(shí)用新型采用機(jī)械直線周期運(yùn)動(dòng)傳感信號(hào)部分安裝側(cè)視圖。
圖5、本實(shí)用新型中訊號(hào)接收器(1)構(gòu)造的剖視圖。
圖6、本實(shí)用新型的電子控制電路原理圖。
實(shí)施例參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1-6，這種動(dòng)態(tài)式電機(jī)開(kāi)關(guān)，它包括采用機(jī)械圓(或直線)周期運(yùn)動(dòng)傳感信號(hào)和電子控制電路兩大部分組成。其電路連接關(guān)系如前敘部分所述。
在機(jī)械圓周期運(yùn)動(dòng)傳感信號(hào)部分中，選擇被這種動(dòng)態(tài)式開(kāi)關(guān)所控制的電機(jī)所拖動(dòng)的機(jī)器作圓周期運(yùn)動(dòng)部件(3)上一合適點(diǎn)，安裝一顆永磁體發(fā)訊元件(2)，將訊號(hào)接收器(1)的接受面面對(duì)永磁體發(fā)訊元件(2)，相距1-2豪米處固定安裝訊號(hào)接收器(1)，(1)的導(dǎo)線分別同電子電路中的相應(yīng)控制接口相連，被這種動(dòng)態(tài)式開(kāi)關(guān)控制的電機(jī)D所拖動(dòng)的機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件(3)以中心軸(4)旋轉(zhuǎn)，安裝在機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件(3)上的永磁體發(fā)訊元件(2)隨著運(yùn)動(dòng)部件(3)每旋轉(zhuǎn)一周，則訊號(hào)接收器(1)接收一個(gè)訊號(hào)，機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件(3)可以是順時(shí)針(5)的箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，亦可是逆時(shí)針(6)的箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，但不允許忽順時(shí)針(5)方向，忽逆時(shí)針(6)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
信號(hào)接收器(1)用黃銅制造，構(gòu)成內(nèi)空柱形、柱形的外園表面有供安裝固定用的鑼紋(12)，接收磁訊號(hào)并將磁訊號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的霍爾元件(11)用環(huán)氧樹(shù)脂封裝在(1)的內(nèi)部，霍爾元件的引線(13)同電子電路中的GND、VCC、VOUT連接。
在機(jī)械直線周期運(yùn)動(dòng)傳感信號(hào)部分中，選擇被這種動(dòng)態(tài)式開(kāi)關(guān)所控制的電機(jī)所拖動(dòng)的機(jī)器作直線往復(fù)周期運(yùn)動(dòng)部件(7)上一合適點(diǎn)，安裝一顆永磁體發(fā)訊元件(2)，將訊號(hào)接收器(1)的導(dǎo)線分別同電子電路中的相應(yīng)控制接口相連，被這種動(dòng)態(tài)式開(kāi)關(guān)控制的電機(jī)所拖動(dòng)的的機(jī)器運(yùn)行時(shí)作直線周期運(yùn)動(dòng)部件(7)以中心線(10)的軌跡作往運(yùn)動(dòng)(8)和復(fù)運(yùn)動(dòng)(9)，安裝在(7)上的永磁體發(fā)訊元件(2)隨著運(yùn)動(dòng)部件(7)每往返一周期則訊號(hào)接收器(1)接受一個(gè)訊號(hào)，訊號(hào)接收器(1)的引線(13)同電子電路中的GND，VCC、VOUT相連。
附圖6是本實(shí)用新型的電子控制電路圖，圖中，BG1是三極管，選用型號(hào)9014，(1)是訊號(hào)接收器，訊號(hào)接收器(1)采用霍爾元件，型號(hào)選用UGN3040；R1-R13是電阻、R1選用2K；R2、R3選用10K；R4、R9選用56K；R5選用4.3K；R6阻值的大小應(yīng)由電子電路所需要的放電時(shí)間及C3容量的大小共同確定，R8選用100K；R10-R12選用470K；R13選用430Ω。
D1-D17是二極管；其中D14-D17選用型號(hào)1N4004；D1-D13選用型號(hào)1N4148。
L1-L4是直徑3mm的發(fā)光二極管。
C1-C13是電容；C1選用1000μF/25V；C2選用100μF/16V；C3容量的大小應(yīng)由電子電路所需要的放電時(shí)間及R6的阻值大小共同確定；C4、C6、C8選用2.2μF/16V；C5、C7、C9選用4.7μF/16V；C10選用220μF/16V；C11-C13選用0.1μF的獨(dú)石電容。
FA-FD分別是集成電路芯片六施密特觸發(fā)器里的五個(gè)施密特觸發(fā)器；選用型號(hào)74HC14。
J是繼電器；選用4對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)，4對(duì)常閉觸點(diǎn)，線圈電壓DC12V，型號(hào)DZ47-4Z。
電子電路原理圖中的A、B、C、特指三相交流電源進(jìn)入本開(kāi)關(guān)的A相，B相，C相；電子電路原理圖中的a，b，c，特指三相交流電經(jīng)過(guò)本開(kāi)關(guān)控制輸出到電機(jī)D的a相，b相，c相。
B2-B4是信號(hào)取樣器；選用外直徑22mm，內(nèi)直徑11mm，高10mm的鐵氧體磁環(huán)，沿著園環(huán)體用直徑0.1mm的漆包園銅線穿繞2000匝作次級(jí)繞組，其初級(jí)繞組由A-a，B-b，C-c三相電源線分別穿過(guò)B2-B4內(nèi)環(huán)構(gòu)成。
S1和S2是輕觸按鍵；選用型號(hào)ST1230F-1。
動(dòng)態(tài)式電機(jī)開(kāi)關(guān)的電子電路由電源電路、控制電路、缺相保護(hù)電動(dòng)機(jī)電路及控制與缺相保護(hù)之間的聯(lián)絡(luò)電路等四部份組成。
電源電路由電源變壓器B1將AC220V變壓為AC12V，經(jīng)二極管D14-17作橋式整流，電容C1濾波，獲得DC12V，DC12V經(jīng)電阻R1降壓后由發(fā)光二極管L4，L3串聯(lián)穩(wěn)壓及電容C10，C2濾波后分別獲得DC4V和DC2V的穩(wěn)壓電源。
DC12V供繼電器J，三極管BG1及兩個(gè)指示用發(fā)光二極管L1，L2使用。
DC4V供給訊號(hào)接收器(1)的正電源。
DC2V供系統(tǒng)其余部份的正電源。
主控制電路部份以集成電路芯片74HC14的FE；FC；FD為核心、輔以電阻R2，R3，R6，R13；電容C3，開(kāi)關(guān)二極管D8，D12，訊號(hào)接收器(1)；輕觸按鍵S1，S2；三極管BG1，繼電路J共同組成。D7是繼電器J的續(xù)流二極管。
集成電路芯片74HC14內(nèi)部為六個(gè)具有施密特觸發(fā)功能的反相門(器)，其工作過(guò)程是；在任一個(gè)反相門的輸入端輸入一個(gè)低電平(在本電路中低電平統(tǒng)一為OV，高電平統(tǒng)一為+2V)信號(hào)，在同一個(gè)門的輸出端會(huì)輸出一個(gè)高電平信號(hào)。反之，在任一個(gè)門輸入端輸入一個(gè)高電平信號(hào)，在同一個(gè)門的輸出端會(huì)輸出一個(gè)低電平信號(hào)，而每一個(gè)門內(nèi)部的施密特功能也就是將輸入不規(guī)則的波形整形為輸出規(guī)則的方波，在本電路中則用以規(guī)避最終執(zhí)行元件繼電器J的觸點(diǎn)出現(xiàn)似接觸非接觸現(xiàn)象產(chǎn)生。
啟動(dòng)控制電路工作過(guò)程是當(dāng)操作者需開(kāi)機(jī)時(shí)按一下啟動(dòng)按鍵S1，S1觸點(diǎn)將反相門FE的輸入端對(duì)地短接，F(xiàn)E輸入端獲得一個(gè)低電平，這時(shí)FE輸出端輸出高電平，這個(gè)高電平通過(guò)二極管D12使FC門輸入端獲得高電平，在FC的輸出端輸出低電平，通過(guò)二極管D8使門FD輸入端獲得低電平，F(xiàn)D輸出高電平，該高電平通過(guò)R13推動(dòng)三極管BG1導(dǎo)通，繼電器J得電吸合，J-1、J-2、J-3、J-4同時(shí)閉合；接于abc端的電機(jī)被啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，綠色運(yùn)行指示燈L1被點(diǎn)亮。
訊號(hào)接收器(1)，電阻R6，電容C3共同構(gòu)成繼電器J自保持吸合電路，其工作過(guò)程如下當(dāng)啟動(dòng)S1使FE輸出高電平時(shí)，這個(gè)高電平通過(guò)D12很快將C3充電為高電平；FE輸出的高電平消失后C3通過(guò)R6放電，如果電動(dòng)機(jī)未被加上負(fù)載而帶動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，那么電動(dòng)機(jī)自保持運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間，取決于R6·C3的放電時(shí)間常數(shù)，假定R6＝2MΩ，C3＝10μ，其自保持時(shí)間則為2×106×10-5＝20秒鐘(以下的分析均用20秒為定值，而實(shí)際使用則根據(jù)機(jī)器狀況確定R6·C3的常數(shù))經(jīng)過(guò)20秒鐘放電FC的輸入端將變成低電平，F(xiàn)C輸出高電平，通過(guò)D8使F·D輸出端變成低電平，BG1截止、繼電器J釋放，電動(dòng)機(jī)失電，停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)啟動(dòng)S1后的20秒時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，安裝在機(jī)器部件(3)或(7)上的永磁體發(fā)訊頭(2)隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到該發(fā)訊頭靠近訊號(hào)接收器(1)的接收面時(shí)訊號(hào)接收器(1)的VOUT端輸出一個(gè)低電平信號(hào)給FE的輸入端，F(xiàn)E輸出端再次被置為高電平，同樣該高電平一方面迅速將C3充電為高電平，同時(shí)該高電平經(jīng)FC，D8，F(xiàn)D，R13，BG1使J保持吸合狀態(tài)；以此分析可得出結(jié)論永磁體發(fā)訊頭(2)連續(xù)不斷地運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)周期小于20秒鐘，則繼電器J就會(huì)處于長(zhǎng)期自保持吸合論態(tài)。
一旦機(jī)器因換工件，故障，或處理其它問(wèn)題時(shí)停機(jī)(這里停機(jī)僅指電動(dòng)機(jī)被卸下負(fù)載使機(jī)器停轉(zhuǎn)而電機(jī)不會(huì)自動(dòng)停轉(zhuǎn))當(dāng)停機(jī)時(shí)間達(dá)到20秒鐘，在動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)的控制下，電動(dòng)機(jī)也會(huì)被切斷電源，而停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
以上分析均是以機(jī)器正常條件下如何開(kāi)機(jī)，如何自保持運(yùn)轉(zhuǎn)及自動(dòng)關(guān)電等過(guò)程；如果機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，乃至突發(fā)事故需緊急關(guān)機(jī)時(shí)。操作者可按S2鍵使C3被快速放電，使C3兩端電壓為低電平，這時(shí)FC輸入端被置成低電平，同時(shí)FD輸出低電平，電機(jī)很快被停住。
電阻R4，R9；電容C11，C12，C13在電路中擔(dān)負(fù)穩(wěn)定反相門FE，F(xiàn)C和FD的工作點(diǎn)作用。
信號(hào)取樣器B2；電容C4，C5；二極管D1，D2；電阻R10組成三相電動(dòng)機(jī)的A相電源缺相保護(hù)電路；信號(hào)取樣器B3；電容C6，C7；二極管D3，D4，電阻R11組成三相電動(dòng)機(jī)的B相電源缺相保護(hù)電路；信號(hào)取樣器B4；電容C8，C9；二極管D5，D6；電阻R12組成三相電動(dòng)機(jī)的C相電源缺相保護(hù)電路。
由二極管D9，D10，D11，具施密特觸發(fā)功能的反相門FA，F(xiàn)B，電阻R8、二極管D13組成聯(lián)絡(luò)電路，這部份電路的功能是溝通缺相保護(hù)電路與主控制電路間的聯(lián)系使主挖控制電路與缺相保護(hù)電路間既能各自獨(dú)立工作又相互協(xié)調(diào)工作。
下面具體描述缺相保護(hù)電路與聯(lián)絡(luò)電路的工作過(guò)程先描述缺相保護(hù)電路當(dāng)電機(jī)被啟動(dòng)后正常情況下A、B、C三相都應(yīng)有電流分別通過(guò)B2，B3，B4這三個(gè)信號(hào)取樣器的初級(jí)繞組，以A相為例，由于A相電流的存在B2的次級(jí)將產(chǎn)生一個(gè)交流電壓A。
利用二極管D1，D2的整流和導(dǎo)引作用，將A正負(fù)兩個(gè)半波整流為直流電壓并將該電壓分別存放在電容C5、C4上，然后又把C5，C4按極性自動(dòng)相加串接起來(lái)，使R10端電壓近似為2VA(注意A為交流，VA為直流)采用這種倍壓整流的目的是為了保障在小電機(jī)的情況下缺相保護(hù)取樣信號(hào)的電壓幅值不小于2V(電路系統(tǒng)工作電壓幅值)。B相和C相電路的工作過(guò)程與A相完全相同。
由二極管D9、D10、D11構(gòu)成一個(gè)三與門電路，三與門電路的工作過(guò)程是必須D9，D10，D11三個(gè)二極管的輸入端(負(fù)端)都獲得高電平，則在D9，D10，D11三個(gè)二極管的公共端(正端或輸出端)輸出高電平；該高電平使門FA輸出低電平，使門FB輸出高電平，通過(guò)R8和D13使門FC輸入端獲得高電平，同時(shí)在機(jī)器運(yùn)行時(shí)門FE輸出端也按時(shí)間周期小于R6C3時(shí)間常數(shù)進(jìn)行間歇充電，使C3保持高電平，也即D13的正端和C3的正端組成的二與門都保持高電平，從而保障整個(gè)電路的正常運(yùn)行。
一旦運(yùn)行中出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)缺相，無(wú)論電源缺相或是電機(jī)內(nèi)部缺相或是缺A、B、C中任一相，則由D9、D10、D11組成的三與門及D13正端經(jīng)過(guò)一段延時(shí)都變成低電平。
現(xiàn)在我們假設(shè)缺A相，由于時(shí)間常數(shù)(R8·C3+R10·C4)＜R6·C3，則在訊號(hào)接收器(1)輸出兩個(gè)低電平(門FE輸出高電平)信號(hào)之間，經(jīng)過(guò)R8·C3+R10·C4的時(shí)間，把C3上的電放掉，從而使門FC輸出高電平，門FD輸出低電平。繼電器J釋放，切斷電機(jī)電源，達(dá)到保護(hù)電機(jī)目的。
權(quán)利要求1.一種動(dòng)態(tài)式電機(jī)開(kāi)關(guān)，其特征包括它由兩部分組成一部分為不帶有導(dǎo)線的發(fā)訊器(2)及帶有導(dǎo)線的訊號(hào)接收器(1)，另一部分為電子控制電路，電子控制電路包括集成電路74HC14，用其5個(gè)反向門FA，F(xiàn)B，F(xiàn)C，F(xiàn)D，F(xiàn)E，控制電路部分包括，信號(hào)接收器(1)的VCC端接電源部分的+4V頭；電阻R2接電源部分的+4V頭，電阻R4、電容C11接電源部分的+2V頭；信號(hào)接收器(1)的VOUT端接電阻R2、R3、R4、輕觸鍵S1、電容C11、C12、集成電路74HC14反向門FE輸入端；反向門FE輸出端連接開(kāi)關(guān)二極管D12，D12輸出端連接輕觸鍵S2、電容C13、電阻R6、電容C3、反向門FC輸入端，信號(hào)接收器(1)的GND端、R3、S1、C12、S2、C13、R6、C3的另一端接地；反向門FC輸出端再連接開(kāi)關(guān)二極管D8，D8連接反向門FD輸入端和電阻R9，反向門FD輸出端連接電阻R13，R13連接三極管BG1的基極，BG1的集電極連接繼電器J和二極管D7，繼電器J和二極管D7連接+12V電源頭，三極管BG1發(fā)射極接地，電阻R9接+2V電源；繼電器J的動(dòng)觸頭J-4接+12V電源，電阻R5、R7連接J-4的觸點(diǎn)，電阻R5與發(fā)光二極管L2串聯(lián)，二極管L2負(fù)端接地，電阻R7與發(fā)光二極管L1串聯(lián)，二極管L1負(fù)端接地；缺相保護(hù)部分包括三相交流電電源連接點(diǎn)A、B、C分別連接繼電器J的動(dòng)觸頭J-1、J-2、J-3，信號(hào)取樣器B2、B3、B4的輸入端分別連接動(dòng)觸頭的相應(yīng)觸點(diǎn)和電機(jī)D的a、b、c相；信號(hào)取樣器B2的輸出端連接電容C5，電容C5接二極管D1、D2，二極管D1接電容C4、電阻R10、二極管D9，二極管D2、電容C4、電阻R10接地；信號(hào)取樣器B3的輸出端連接電容C7，電容C7接二極管D3、D4，二極管D3接電容C6、電阻R11、二極管D10，二極管D4、電容C6、電阻R11接地；信號(hào)取樣器B4的輸出端連接電容C9，電容C9接二極管D5、D6，二極管D5接電容C8、電阻R12、二極管D11，二極管D6、電容C8、電阻R12接地；缺相保護(hù)部分與控制電路部分之間的聯(lián)絡(luò)部分包括二極管D9、D10、D11的正極并聯(lián)到反向門FA的輸入端，反向門FA、反向門FB、電阻R8、二極管D13串聯(lián)后，D13的正極接反向門FC的輸入端；電源部分有+12V、+4V、+2V輸出頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)式電機(jī)開(kāi)關(guān)，其特征包括電源部分包括變壓器B1的初級(jí)連接220V市電，B1的次極連接整流橋D14-D17，電容C1正極連接D15、D16，電容C1負(fù)極接地，電容C1正極連接繼電器觸頭J-4、繼電器J線圈、二極管D7、電阻R1、訊號(hào)接收器(1)的VCC電源端、電容C10、發(fā)光管L4、電容L4連接電容C11、電阻R9、電容C2、發(fā)光管L3；電容C2、發(fā)光管L3、電容C10接地。
專利摘要一種動(dòng)態(tài)式電機(jī)開(kāi)關(guān),發(fā)訊器(2)安裝在負(fù)載機(jī)器上,三相交流電通過(guò)繼電器J連接電機(jī)D的三相繞組,由訊號(hào)接收器(1)接收的信號(hào)或由B2—B4取樣器接收的信號(hào)或輕觸鍵S1、S2發(fā)出的信號(hào),經(jīng)過(guò)集成電路74HC14施密特觸發(fā)器和三極管BG1、繼電器J控制電機(jī)電源的通斷,能自動(dòng)檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和電機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)缺相故障時(shí)或負(fù)載機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),自動(dòng)切斷電機(jī)電源,保護(hù)電機(jī)并節(jié)電。
文檔編號(hào)H02H7/09GK2490747SQ00222280
公開(kāi)日2002年5月8日 申請(qǐng)日期2000年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月12日
發(fā)明者李維民 申請(qǐng)人:李維民