專利名稱：三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及各種功率的三相交流異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置。
三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，傳統(tǒng)的產(chǎn)品是JR型繼電器，屬于機(jī)械式保護(hù)器，它由雙金屬片的熱變形來(lái)斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)的控制回路，使電動(dòng)機(jī)失電而停止運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)械式保護(hù)精度低、工作可靠性差、保護(hù)效果差，不能對(duì)電機(jī)實(shí)施有效的保護(hù)，是屬國(guó)家規(guī)定淘汰的落后產(chǎn)品，為了滿足廣大電機(jī)用戶的需求，人們研制了電子式保護(hù)器，專利號(hào)90226973.9的“電子式三相電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)保護(hù)器”，它利用磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)缺相、斷相、過(guò)載保護(hù)，但由于保護(hù)功能不全，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全方位保護(hù)而影響市場(chǎng)推廣。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種全新的電子式三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，全方位滿足保護(hù)功能，有足夠的精度和靈敏度，可取代其它電機(jī)保護(hù)器。
根據(jù)上述目的，本實(shí)用新型的實(shí)施方案是該三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，包括殼體，殼體的頂部裝有能繞軸翻起的罩蓋，罩蓋下邊有三對(duì)接線端子、工作指示燈、電流設(shè)定旋鈕，殼體前面設(shè)有一組輸出端子，背后有后蓋板，內(nèi)部安裝有大線路板、小線路板，大線路板上裝有電流互感器，以及采樣處理電路，其特征在于所述的采樣處理電路包括電流取樣電路，該電路輸出接入整流濾波電路、缺(斷)相檢測(cè)電路、啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路、堵轉(zhuǎn)檢測(cè)電路；整流濾波電路輸出接入電路各部分；缺(斷)相檢測(cè)電路輸出接入延時(shí)保護(hù)電路；啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路輸出接入過(guò)載檢測(cè)電路、定時(shí)限延時(shí)保護(hù)電路；堵轉(zhuǎn)檢測(cè)電路輸出接入堵斷延時(shí)保護(hù)電路；延時(shí)保護(hù)電路、定時(shí)限延時(shí)保護(hù)電路、堵轉(zhuǎn)延時(shí)保護(hù)電路輸出接入輸出電路。
所述的電流取樣電路由TA1、D4、C4、R1、TA2、D5、C2、R2、TA3、D6、C3、R3組成。
所述的整流濾波電路由TA1、TA2、TA3、D1、D2、D3、C4組成。
所述的缺(斷)相檢測(cè)電路由R1、D7、R5、R2、D8、R3、D9、V1組成。
所述的啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路由R6、LED1、R7、C6、R8、RP2、D11、A、R9、R10、V2、LED2組成。
所述的堵轉(zhuǎn)檢測(cè)電路由R6、LED1、RP1、D10、R11、RP3、R12、RP4、RP5、C組成。
所述的缺(斷)相延時(shí)保護(hù)電路由C5、R1、R2、R3、R4、D7、D8、D9組成。
所述的過(guò)載檢測(cè)電路由R6、LED1、RP1、D10、R11、RP3、R12、RP4、RP5、B組成。
所述的定時(shí)限延時(shí)保護(hù)電路由R13、C7、D12、R15、R16、R17、D組成。
所述的堵轉(zhuǎn)延時(shí)保護(hù)電路由R14、C8、D13、R15、R16、R17、D組成。
所述的輸出電路由R18、D14、R19、C9、V4、D15、D16、D17、D18、D19組成。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有足夠的精度和靈敏度，保護(hù)功能基本齊全，包括缺相保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、啟動(dòng)延時(shí)封鎖功能、堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能等，且性能穩(wěn)定可靠，其安裝尺寸和接線方法均與JR型熱繼電器相同，故可取代被國(guó)家規(guī)定淘汰的JR型機(jī)械式保護(hù)產(chǎn)品，市場(chǎng)前景看好。
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圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的左視圖。
圖3是本實(shí)用新型電路框圖。
圖4是本實(shí)用新型電路原理圖。
以下將結(jié)合上述附圖對(duì)本實(shí)用新型之實(shí)施例再進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器從圖1-2可知，有一由酚醛塑料壓制成的殼體(1)，其外形尺寸和安裝尺寸均與JR型熱繼電器相同，可取代安裝，三根輸入線、三根輸出線用不脫落螺釘和壓板直接壓接。殼體頂部裝有罩蓋(4)，罩蓋的左端有一軸與殼體配合，在接線時(shí)可將罩蓋繞軸逆時(shí)針?lè)鸪纱怪睜?，罩蓋既起防塵作用又使外形美觀，可在灰塵較多的環(huán)境下使用。殼體頂端的罩蓋下邊有三對(duì)(每對(duì)二只)接線端子(10)、工作指示燈(6)、電流設(shè)定參數(shù)的旋鈕(7)。接線端子用于將保護(hù)器串接于連接電機(jī)的三相電源線上。內(nèi)部安裝有大線路板(3)、小線路板(8)，工作指示燈和旋鈕焊接于小線路板上，小線路板固定于殼體內(nèi)的槽中。殼體前面設(shè)有一組輸出端子(9)，背后有后蓋板(5)，輸出端子(95-96)為常閉觸點(diǎn)，(95-98)為常開(kāi)觸點(diǎn)。大線路板上裝有電流互感器(2)及采樣處理電器，每只互感器的初級(jí)線圈的二端分別與對(duì)應(yīng)的一對(duì)接線端子壓焊連接。
采樣處理電路從圖3可知，它闡明了電路工作流程和各部分之間的相互關(guān)系。由互感器作為取樣元件的電流取樣電路(Ⅰ)，將三相交流電機(jī)的三相電流的大小變化進(jìn)行采集，將采集的電流信號(hào)分四路分別進(jìn)行處理，第一路由整流濾波電路(Ⅱ)輸入電路各部分。第二路缺(斷)相檢測(cè)電路(Ⅲ)將采集到的缺(斷)相信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)過(guò)延時(shí)保護(hù)電路(Ⅵ)去輸出電路(Ⅹ)，輸出保護(hù)電機(jī)的動(dòng)作。第三路是電機(jī)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路(Ⅳ)，電機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行過(guò)載檢測(cè)(Ⅶ)，將檢測(cè)到的過(guò)載信號(hào)，經(jīng)過(guò)一個(gè)固定時(shí)間的延時(shí)保護(hù)電路(Ⅸ)去輸出電路(Ⅹ)，輸出保護(hù)電機(jī)的動(dòng)作。第四路是對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行堵轉(zhuǎn)檢測(cè)電路(Ⅴ)檢測(cè)，將檢測(cè)到的堵轉(zhuǎn)信號(hào)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的堵轉(zhuǎn)延時(shí)保護(hù)電路(Ⅷ)去輸出電路(Ⅹ)，輸出保護(hù)電機(jī)的動(dòng)作。
通過(guò)上述的工作流程的描述可知對(duì)燒毀電機(jī)的常見(jiàn)基本故障缺相(斷相)、過(guò)載、堵轉(zhuǎn)本實(shí)用新型能進(jìn)行有效的保護(hù)。
電路工作原理從圖4可知三相交流異步電動(dòng)機(jī)的三相電流經(jīng)互感器TA1、TA2、TA3取樣，經(jīng)D1、D2、D3整流，C4濾波作為本電路的工作電源，此工作電壓是浮動(dòng)的。
一、缺(斷)相啟動(dòng)檢測(cè)電路和延時(shí)保護(hù)電路電機(jī)正常啟動(dòng)時(shí)，由TA1取樣得到的信號(hào)電壓經(jīng)D4整流、C1濾波，R1是負(fù)載電阻，當(dāng)R1上端的電位高于V1的e極電位(V1的e極被LED1箝位于2伏左右)，D7反向偏置，V1截止。D7、D8、D9、R4組成與門電路。TA2、TA3的情況同TA1,V1截止無(wú)輸出。
如電源線L1缺相啟動(dòng)時(shí)，TA1無(wú)信號(hào)電壓，VR1的壓降為0伏，LED1的箝位電壓使D7正向偏置，V1正向偏置，V1導(dǎo)通，進(jìn)而V3導(dǎo)通。晶閘管V4關(guān)斷。切斷電機(jī)控制回路，電機(jī)得到保護(hù)。
R5為V1的偏置電阻，C5的作用是延時(shí)，當(dāng)缺相啟動(dòng)是時(shí)，延時(shí)1-2秒鐘再關(guān)斷晶閘管V4，對(duì)電機(jī)實(shí)施保護(hù)。
二、運(yùn)行斷相檢測(cè)電路延時(shí)保護(hù)電路線路與缺相啟動(dòng)延時(shí)電路共用。電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，如電源線L1斷相TA1無(wú)信號(hào)，V1導(dǎo)通，V3導(dǎo)通，關(guān)斷晶閘管V4，電機(jī)得以保護(hù)。TA2、TA3的情況同TA1。
三、啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路對(duì)于電機(jī)過(guò)載(即電流過(guò)大)，采用定時(shí)限保護(hù)措施。當(dāng)工作電流大于預(yù)定電流的1.2倍時(shí)，延時(shí)6秒左右。關(guān)斷晶閘管V4，切斷電機(jī)的控制回路。實(shí)施對(duì)電機(jī)的保護(hù)。
但是，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流大于額定電流的1.2倍，經(jīng)過(guò)6秒鐘左右。如果此時(shí)的啟動(dòng)電流仍大于額定電流的1.2倍，時(shí)間一到，晶閘管V4關(guān)斷，電機(jī)被保護(hù)而停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其結(jié)果是電機(jī)不能正常啟動(dòng)。啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路是針對(duì)此情況而設(shè)置的。
LED1的箝位電壓經(jīng)R8、RP2加至5腳。經(jīng)R7對(duì)C6充電，充電初期，4腳的電位低于5腳，2腳輸出截止。工作電壓經(jīng)R9加至LED2,LED2發(fā)黃光，V2導(dǎo)通。R10是V2偏置電阻。V2導(dǎo)通，14腳箝位低電平，將過(guò)載保護(hù)電路封鎖。此時(shí)不管14腳的輸出怎樣，皆不能使晶閘管V4關(guān)斷，隨著C6充電電壓的升高，當(dāng)4腳的電位高于5腳時(shí)，2腳輸出低電平，發(fā)黃光的LED2熄滅，V2截止，解除了對(duì)14腳的封鎖作用。RP2用于調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短。D11是C6的放電通路，封鎖時(shí)間的長(zhǎng)短根據(jù)電機(jī)的實(shí)際情況作相應(yīng)調(diào)節(jié)。
四、過(guò)載檢測(cè)保護(hù)電路由TA1、TA2、TA3采樣得到的工作電壓，經(jīng)R11、RP3、R12、RP4、RP5后作為信號(hào)電壓加至9、11腳。由RP1、D10組成的比較電壓加至8腳。當(dāng)電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行后，9腳的電位低于8腳電位，14腳(啟動(dòng)階段結(jié)束，已解除封鎖)輸出低電平，D12反偏截止。工作電壓經(jīng)R16、R17分壓后加至6腳作為比較電壓。如電機(jī)過(guò)載，當(dāng)工作電流大于1.2倍額定電流時(shí)，9腳的電位高于8腳電位，14腳輸出截止。工作電壓經(jīng)R13對(duì)C7充電。隨著充電電壓的升高，D12導(dǎo)通、7腳電位亦逐漸升高。當(dāng)7腳電位高于6腳的比較電位時(shí)，1腳輸出截止，工作電壓經(jīng)R18、D14至V3,V3導(dǎo)通，關(guān)斷晶閘管V4，對(duì)電機(jī)實(shí)施保護(hù)。R15為D12、D13的負(fù)載電阻。D14起隔離作用。
五、堵轉(zhuǎn)檢測(cè)保護(hù)電路對(duì)電機(jī)采用定時(shí)限保護(hù)措施，但要避開(kāi)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的大電流，因此設(shè)置了啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路，在封鎖期間即使很大的啟動(dòng)電流、保護(hù)器也不予理睬。如果啟動(dòng)時(shí)堵轉(zhuǎn)，堵轉(zhuǎn)電流很大，可達(dá)額定電流的6倍左右，只要堵轉(zhuǎn)超過(guò)8秒鐘，電機(jī)就有燒毀的危險(xiǎn)。由于啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路的作用，如果設(shè)定的啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間加上過(guò)載定時(shí)限的時(shí)間超過(guò)8秒的話，則無(wú)法對(duì)電機(jī)實(shí)施有效的保護(hù)而有燒毀的危險(xiǎn)，針對(duì)此種情況，特設(shè)置堵轉(zhuǎn)保護(hù)電路，由RP1取得比較電壓加至10腳，由RP5取得的信號(hào)電壓加至11腳，當(dāng)11腳的電位高于10腳時(shí)，13腳輸出截止，工作電壓經(jīng)R14對(duì)C8充電，隨著C8充電，D13導(dǎo)通，7腳電位升高，當(dāng)7腳的電位高于6腳時(shí)，1腳輸出截止。工作電壓經(jīng)R18、D14至V3,V3導(dǎo)通，關(guān)斷晶閘管V4，實(shí)施對(duì)電機(jī)的保護(hù)。
六、輸出電路(即晶閘管關(guān)斷電路)由D16、D17、D18、D19組成的整流電路將正弦波整為正極性的脈動(dòng)波。R19提供觸發(fā)電流。晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷(截止)受V3控制。V3截止、晶閘管導(dǎo)通，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)閉合。V3導(dǎo)通晶閘管截止，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)分?jǐn)?。D15、C9的作用使晶閘管的工作更可靠。
權(quán)利要求1．一種三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，包括殼體(1)，殼體的頂部裝有能繞軸翻起的罩蓋(4)，罩蓋下邊有三對(duì)接線端子(10)、工作指示燈(6)、電流設(shè)定旋鈕(7)，殼體前面設(shè)有一組輸出端子(9)，背后有后蓋板(5)，內(nèi)部安裝有大線路板(3)、小線路板(8)，大線路板上裝有電流互感器(2)，以及采樣處理電路，其特征在于所述的采樣處理電路包括電流取樣電路(Ⅰ)，該電路輸出接入整流濾波電路(Ⅱ)、缺(斷)相檢測(cè)電路(Ⅲ)、啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路(Ⅳ)、堵轉(zhuǎn)檢測(cè)電路(Ⅴ)；整流濾波電路(Ⅱ)輸出接入電路各部分；缺(斷)相檢測(cè)電路(Ⅲ)輸出接入延時(shí)保護(hù)電路(Ⅵ)；啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路(Ⅳ)輸出接入過(guò)載檢測(cè)電路(Ⅶ)、定時(shí)限延時(shí)保護(hù)電路(Ⅸ)；堵轉(zhuǎn)檢測(cè)電路(Ⅴ)輸出接入堵斷延時(shí)保護(hù)電路(Ⅷ)；延時(shí)保護(hù)電路(Ⅵ)、定時(shí)限延時(shí)保護(hù)電路(Ⅸ)、堵轉(zhuǎn)延時(shí)保護(hù)電路(Ⅷ)輸出接入輸出電路(Ⅹ)。
2．如權(quán)利要求1所述的三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述的電流取樣電路(Ⅰ)由TA1、D4、C4、R1、TA2、D5、C2、R2、TA3、D6、C3、R3組成。
3．如權(quán)利要求1所述的三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述的整流濾波電路(Ⅱ)由TA1、TA2、TA3、D1、D2、D3、C4組成。
4．如權(quán)利要求1所述的三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述的缺(斷)相檢測(cè)電路(Ⅲ)由R1、D7、R5、R2、D8、R3、D9、V1組成。
5．如權(quán)利要求1所述的三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述的啟動(dòng)延時(shí)封鎖電路(Ⅳ)由R6、LED1、R7、C6、R8、RP2、D11、A、R9、R10、V2、LED2組成。
6．如權(quán)利要求1所述的三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述的堵轉(zhuǎn)檢測(cè)電路(Ⅴ)由R6、LED1、RP1、D10、R11、RP3、R12、RP4、RP5、C組成。
7．如權(quán)利要求1所述的三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述的缺(斷)相延時(shí)保護(hù)電路(Ⅵ)由C5、R1、R2、R3、R4、D7、D8、D9組成。
8．如權(quán)利要求1所述的三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述的過(guò)載檢測(cè)電路(Ⅶ)由R6、LED1、RP1、D10、R11、RP3、R12、RP4、RP5、B組成。
9．如權(quán)利要求1所述的三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述的堵轉(zhuǎn)延時(shí)保護(hù)電路(Ⅷ)由R14、C8、D13、R15、R16、R17、D組成。
10．如權(quán)利要求1所述的三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述的定時(shí)限延時(shí)保護(hù)電路(Ⅸ)由R13、C7、D12、R15、R16、R17、D組成。
11．如權(quán)利要求1所述的三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征在于所述的輸出電路(Ⅹ)由R18、D14、R19、C9、V4、D15、D16、D17、D18、D19組成。
專利摘要一種三相交流異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,包括殼體、罩蓋、接線端子、工作指示燈、旋鈕、輸出端子、后蓋板、大線路板、小線路板,大線路板上裝有電流互感器及由電流取樣電路、整流濾波電路、缺(斷)相檢測(cè)及延時(shí)保護(hù)電路、啟動(dòng)延時(shí)封鎖及過(guò)載控制、定時(shí)限延時(shí)保護(hù)電路、堵轉(zhuǎn)檢測(cè)及延時(shí)保護(hù)電路、輸出電路組成的采樣處理電路。該保護(hù)器保護(hù)功能基本齊全,具有缺相、過(guò)載、啟動(dòng)延時(shí)封鎖、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能,具有足夠的精度和靈敏度,可取代被國(guó)家規(guī)定淘汰的JP型機(jī)械式保護(hù)器,市場(chǎng)前景看好。
文檔編號(hào)H02H7/08GK2454968SQ00259118
公開(kāi)日2001年10月17日 申請(qǐng)日期2000年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月8日
發(fā)明者陶善國(guó) 申請(qǐng)人:寧波振華電器有限公司