專利名稱：無功耗電機綜合保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供一種無功耗電機綜合保護器，屬于電動機保護裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
三相交流電機因過流、缺相燒毀的占絕大多數(shù)，所以自電機問世以來，人們便設(shè)法從這兩個方面加以保護。熱繼電器因為安裝使用方便，被廣泛采用，但只有過流保護，沒有缺相和短路速斷保護功能，且熱繼電器精度低、定值易變、抗過載能力差，壽命短，使用效果受到影響。目前，市場上銷售的多功能電機保護器或使用煩瑣、或體積大不便安裝，所以難以推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種能克服上述缺陷、功能齊全、使用性能優(yōu)良的無功耗電機綜合保護器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的包括信號轉(zhuǎn)換取樣模塊、邏輯或模塊、與非門模塊、積分延時模塊、短路檢測模塊、直流電子開關(guān)和交流電子開關(guān)，其中信號轉(zhuǎn)換取樣模塊感應(yīng)電機主線信號，其輸出端分別接邏輯或模塊和與非門模塊，邏輯或模塊的輸出端分別經(jīng)積分延時模塊、短路檢測模塊與與非門模塊的輸出端一同接直流電子開關(guān)的輸入端，直流電子開關(guān)的輸出端接交流電子開關(guān)，交流電子開關(guān)的兩個接線端X1、X2串接在控制回路中。
所述的無功耗電機綜合保護器，信號轉(zhuǎn)換取樣模塊包括三只穿芯式電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、ICc，電機主線Ia、Ib、Ic從電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、ICc中穿過，由其感應(yīng)電機的三相電流信號并轉(zhuǎn)換成電壓信號，輸出到邏輯或模塊和與非門模塊。
所述的無功耗電機綜合保護器，邏輯或模塊包括二極管D1、D3、D5和電容C4，其中二極管D1、D3、D5的輸入端對應(yīng)接電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、ICc的一輸出端，其輸出端相接后經(jīng)電容C4接地，并分別接積分延時模塊和短路檢測模塊。
所述的無功耗電機綜合保護器，短路檢測模塊包括三極管BG4、穩(wěn)壓管WY1和電阻R4，其中三極管BG4的發(fā)射極接二極管D1、D3、D5的輸出端，其基極經(jīng)穩(wěn)壓管WY1接地，其集電極接直流電子開關(guān)的輸入端，在三極管BG4的發(fā)射極與和基極之間并接有電阻R4。
所述的無功耗電機綜合保護器，與非門模塊包括二極管D2、D4、D6、D7、與非門IC、電阻R5～6、可調(diào)電阻W和電容C1～3，其中二極管D2、D4、D6的輸入端對應(yīng)接電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、ICc的一輸出端，其輸出端對應(yīng)經(jīng)電容C1～3接地后接與非門IC的輸入端，與非門IC的電源端接邏輯或模塊的輸出端，并經(jīng)電阻R5～6和可調(diào)電阻W組成的分壓電路接積分延時模塊，與非門IC的輸出端經(jīng)隔離二極管D7接直流電子開關(guān)的輸入端。
所述的無功耗電機綜合保護器，積分延時模塊包括電阻R7～8、穩(wěn)壓管WY2和電容C5，其中電阻R8的一端分別機經(jīng)電阻R7接與非門模塊中可調(diào)電阻W的可調(diào)端、經(jīng)穩(wěn)壓管WY2接地，其另一端接直流電子開關(guān)的輸入端，并經(jīng)電容C5接地。
所述的無功耗電機綜合保護器，直流電子開關(guān)包括三極管BG1～3、電阻R9和電容C6，其中三極管BG1的基極經(jīng)電阻R9分別接積分延時模塊、與非門模塊和短路檢測模塊的輸出端，其集電極接三極管BG2的基極，三極管BG2的集電極接三極管BG3的基極，三極管BG1、BG3的發(fā)射極接地，三極管BG2的發(fā)射極與三極管BG3的集電極相接后接交流電子開關(guān)的控制端。
所述的無功耗電機綜合保護器，交流電子開關(guān)包括單向可控硅SCR1～2、電阻R10和二極管D8～11，其中可控硅SCR1的控制極為直流電子開關(guān)的輸出端，其陽極分別接可控硅SCR2的陽極、二極管D8～9的負極和經(jīng)電阻R10接其控制極，其陰極與二極管D10～11的正極接地，二極管D10的負極接二極管D8的正極，二極管D11的負極接二極管D9的正極，且二極管D10與二極管D8、二極管D11與二極管D9的連接點X2、X1作為兩個輸出端串接在控制回路中。
其工作原理為直流電子開關(guān)包括三極管BG1～3、電阻R9和電容C6，其作用是把三極管BG1基極的閥值電壓作為基準電壓，與前級輸送的取樣信號進行比較，把模擬量轉(zhuǎn)換成開關(guān)量，送至交流電子開關(guān)，為過流和缺相以及短路保護作準備；交流電子開關(guān)是由單向可控硅SCR1～2、電阻R10和二極管D8～11組成的一個由直流信號控制的開關(guān)。電機主線Ia、Ib、Ic從電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、ICc中穿過，由其將三相電流轉(zhuǎn)換成電壓值，此三相電壓一組對應(yīng)經(jīng)二極管D2、D4、D6及電容C1～3整流濾波后，成為沒有相位差的直流信號電壓，此直流信號電壓輸出到與非門IC的三個輸入端，檢測缺相狀態(tài)，如果供電線路突然缺相或電機內(nèi)部斷相，與非門IC輸出高電平，直流電子開關(guān)導(dǎo)通，幾乎不經(jīng)延時就會迫使交流電子開關(guān)截止，進而斷開控制回路；另一組對應(yīng)經(jīng)二極管D1、D3、D5和電阻R4整流濾波后，也成為沒有相位差的直流信號電壓，以“或”的形式連接在一起，并輸出至由電阻R7～8、穩(wěn)壓管WY2、電容C5組成的積分延時模塊和由三極管BG4、穩(wěn)壓管WY1、電阻R4組成的短路檢測模塊。短路保護由于電阻R4取值很小，正常啟動和運行時，加在三極管BG4發(fā)射極與基極之間的正向偏壓不足以使其導(dǎo)通，當電機內(nèi)部線間或相間短路時電流驟增，加在三極管BG4的電壓迅速升高，迫使三極管BG4和直流電子開關(guān)導(dǎo)通、交流電子開關(guān)截止，斷開控制回路，起到短路保護作用；過流保護電機運轉(zhuǎn)時電流不可能完全恒定，三相中只要有一相大于三極管BG1基極的閥值電壓，直流電子開關(guān)便會延時導(dǎo)通、交流電子開關(guān)截止，斷開控制回路，電機啟動瞬間一般會超額定電流，因電阻R8、電容C5的延時作用啟動時不會引起誤跳閘，且電阻R8、電容C5具有反時限延時功能，即過流越大延時越短，跳閘越迅速，這對保護電機尤為有利，但同時會影響啟動延時時間，當電機負載慣性較大時，啟動期間也會過流，為保證正常啟動期間不跳閘特意加穩(wěn)壓管WY2。
該保護器具有反時限過流保護、啟動延時保護、缺相和短路速斷保護功能，安裝方式同普通熱繼電器，整個器件只有交流電子開關(guān)的兩個輸出端串接在控制回路里，不需要接電源線且無功耗，更加便捷與安全，體積小，保護器采用邏輯集成電路實現(xiàn)狀態(tài)判斷，用較大功率的可控硅作為輸出元件，整個器件沒有發(fā)熱部件，沒有機械動作，所以過流保護定值精度高，且不受環(huán)境溫度的影響，缺相和短路保護動作迅速且重復(fù)性好，是一種集多功能優(yōu)點于一體、較為理想的電機保護器件。


圖1是本實用新型的工作原理框圖；圖2是本實用新型實施例的電路圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明電機主線Ia、Ib、Ic從電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、ICc中穿過，由其感應(yīng)電機的三相電流信號并轉(zhuǎn)換成電壓信號，此三相電壓信號一組對應(yīng)經(jīng)二極管D2和電容C1、二極管D4和電容C2、二極管D6和電容C3整流濾波后，輸出到與非門IC的三個輸入端腳11、12、13，與非門IC采用集成電路4023，其端腳11、12、13與地之間對應(yīng)接有泄放電阻R1～3，其端腳1～5、端腳7～8接地，其輸出端腳10經(jīng)隔離二極管D7接直流電子開關(guān)的輸入端，三極管BG4的發(fā)射極對應(yīng)經(jīng)二極管D1、D3、D5和經(jīng)電容C4接收由電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、Icc輸出的整流濾波后的三相電壓信號，該三相電壓信號還接與非門IC的端腳14，為其提供一個工作電源，三極管BG4的集電極接直流電子開關(guān)的輸入端，其基極分別經(jīng)穩(wěn)壓管WY1接地、經(jīng)電阻R4接其發(fā)射極和與非門IC的端腳14，與非門IC的端腳14還依次經(jīng)電阻R5、可調(diào)電阻W、電阻6組成的分壓電路接地，可調(diào)電阻W的可調(diào)端經(jīng)電阻R7分別接穩(wěn)壓管WY2和電阻R8，穩(wěn)壓管WY2的另一端接地，電阻R8的另一端分別接三極管BG4的集電極、經(jīng)電容C5接地和經(jīng)電阻R9接直流電子開關(guān)中三極管BG1的基極，即將與非門模塊、積分延時模塊、短路檢測模塊輸出的檢測信號輸出到直流電子開關(guān)。直流電子開關(guān)中三極管BG1的集電極接三極管BG2的基極，三極管BG2的集電極接三極管BG3的基極，三極管BG1、BG3的發(fā)射極接地，三極管BG2的發(fā)射極與三極管BG3的集電極相接后接交流電子開關(guān)的輸入端——可控硅SCR1的控制極，其作用是把三極管BG1基極的閥值電壓作為基準電壓，與前級輸送的取樣信號進行比較，把模擬量轉(zhuǎn)換成開關(guān)量，送至交流電子開關(guān)。交流電子開關(guān)中可控硅SCR1的陽極分別接可控硅SCR2的陽極、二極管D8～9的負極和經(jīng)電阻R10接可控硅SCR1的控制極，其陰極接可控硅SCR2的控制極，可控硅SCR2的陰極與二極管D10～11的正極接地，二極管D10的負極接二極管D8的正極，二極管D11的負極接二極管D9的正極，且二極管D10與二極管D8、二極管D11與二極管D9的連接點作為兩個輸出端X2、X1串接在控制回路中。這樣只要不缺相、不斷路、限定時間內(nèi)不過流，直流電子開關(guān)就保持截止狀態(tài)，而交流電子開關(guān)則與其相反，維持電機控制回路及主回路導(dǎo)通，反之斷開，從而起到保護作用。
穩(wěn)壓管WY1的作用是電機啟動和短路時，保護耐壓較低的元件；電容C6是加速電容，當電子開關(guān)處于導(dǎo)通的臨界點時，如果沒有此電容，輸出將是不穩(wěn)定狀態(tài)；電阻R1～3是泄放電阻，如果沒有此電阻，一旦過流跳閘后，電容C1～3上的電荷無放電回路，這樣會影響下一次啟動。
權(quán)利要求1.一種無功耗電機綜合保護器，其特征在于包括信號轉(zhuǎn)換取樣模塊、邏輯或模塊、與非門模塊、積分延時模塊、短路檢測模塊、直流電子開關(guān)和交流電子開關(guān)，其中信號轉(zhuǎn)換取樣模塊感應(yīng)電機主線信號，其輸出端分別接邏輯或模塊和與非門模塊，邏輯或模塊的輸出端分別經(jīng)積分延時模塊、短路檢測模塊與與非門模塊的輸出端一同接直流電子開關(guān)的輸入端，直流電子開關(guān)的輸出端接交流電子開關(guān)，交流電子開關(guān)的兩個接線端X1、X2串接在控制回路中。
2.如權(quán)利要求1所述的無功耗電機綜合保護器，其特征在于信號轉(zhuǎn)換取樣模塊包括三只穿芯式電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、ICc，電機主線Ia、Ib、Ic從電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、ICc中穿過，由其感應(yīng)電機的三相電流信號并轉(zhuǎn)換成電壓信號，輸出到邏輯或模塊和與非門模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的無功耗電機綜合保護器，其特征在于邏輯或模塊包括二極管D1、D3、D5和電容C4，其中二極管D1、D3、D5的輸入端對應(yīng)接電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、ICc的一輸出端，其輸出端相接后經(jīng)電容C4接地，并分別接積分延時模塊和短路檢測模塊。
4.如權(quán)利要求1所述的無功耗電機綜合保護器，其特征在于短路檢測模塊包括三極管BG4、穩(wěn)壓管WY1和電阻R4，其中三極管BG4的發(fā)射極接二極管D1、D3、D5的輸出端，其基極經(jīng)穩(wěn)壓管WY1接地，其集電極接直流電子開關(guān)的輸入端，在三極管BG4的發(fā)射極與和基極之間并接有電阻R4。
5.如權(quán)利要求1所述的無功耗電機綜合保護器，其特征在于與非門模塊包括二極管D2、D4、D6、D7、與非門IC、電阻R5～6、可調(diào)電阻W和電容C1～3，其中二極管D2、D4、D6的輸入端對應(yīng)接電流/電壓轉(zhuǎn)換器ICa、ICb、ICc的一輸出端，其輸出端對應(yīng)經(jīng)電容C1～3接地后接與非門IC的輸入端，與非門IC的電源端接邏輯或模塊的輸出端，并經(jīng)電阻R5～6和可調(diào)電阻W組成的分壓電路接積分延時模塊，與非門IC的輸出端經(jīng)隔離二極管D7接直流電子開關(guān)的輸入端。
6.如權(quán)利要求1所述的無功耗電機綜合保護器，其特征在于積分延時模塊包括電阻R7～8、穩(wěn)壓管WY2和電容C5，其中電阻R8的一端分別機經(jīng)電阻R7接與非門模塊中可調(diào)電阻W的可調(diào)端、經(jīng)穩(wěn)壓管WY2接地，其另一端接直流電子開關(guān)的輸入端，并經(jīng)電容C5接地。
7.如權(quán)利要求1所述的無功耗電機綜合保護器，其特征在于直流電子開關(guān)包括三極管BG1～3、電阻R9和電容C6，其中三極管BG1的基極經(jīng)電阻R9分別接積分延時模塊、與非門模塊和短路檢測模塊的輸出端，其集電極接三極管BG2的基極，三極管BG2的集電極接三極管BG3的基極，三極管BG1、BG3的發(fā)射極接地，三極管BG2的發(fā)射極與三極管BG3的集電極相接后接交流電子開關(guān)的控制端。
8.如權(quán)利要求1所述的無功耗電機綜合保護器，其特征在于交流電子開關(guān)包括單向可控硅SCR1～2、電阻R10和二極管D8～11，其中可控硅SCR1的控制極為直流電子開關(guān)的輸出端，其陽極分別接可控硅SCR2的陽極、二極管D8～9的負極和經(jīng)電阻R10接其控制極，其陰極接可控硅SCR2的控制極，可控硅SCR2的陰極與二極管D10～11的正極接地，二極管D10的負極接二極管D8的正極，二極管D11的負極接二極管D9的正極，且二極管D10與二極管D8、二極管D11與二極管D9的連接點X2、X1作為兩個輸出端串接在控制回路中。
專利摘要本實用新型提供一種無功耗電機綜合保護器,由信號轉(zhuǎn)換取樣模塊感應(yīng)電機的三相電流信號,并轉(zhuǎn)換成電壓信號經(jīng)整流濾波后輸出到邏輯或模塊和與非門模塊,與非門模塊用于檢測缺相狀態(tài),邏輯或模塊輸出信號至積分延時模塊和短路檢測模塊,短路檢測模塊用于檢測短路電流,與非門模塊、積分延時模塊和短路檢測模均輸出信號至直流電子開關(guān),只要不缺相、不斷路、限定時間內(nèi)不過流,直流電子開關(guān)就保持截止狀態(tài),而交流電子開關(guān)則與其相反,維持電機控制回路及主回路導(dǎo)通,反之斷開,從而起到保護作用。
文檔編號H02H7/09GK2497461SQ01244290
公開日2002年6月26日 申請日期2001年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月7日
發(fā)明者劉建華 申請人:劉建華