專利名稱:三相電動機(jī)多種保護(hù)接觸器的制作方法
本實用新型是一種電動機(jī)多種保護(hù)安全接觸器，用于控制三相交流電動機(jī)的通斷。
現(xiàn)有用于控制三相交流電動機(jī)通斷的磁力啟動器系一般交流接觸器和熱繼電器的組合體。交流接觸器工作線圈通常用主觸點前的三相中任兩相交流電使銜鐵吸合和維持吸合。因此，當(dāng)電動機(jī)發(fā)生通地、過壓、缺相故障時，交流接觸器可能照常吸合，從而使電動機(jī)燒毀或發(fā)生觸電事故。由于熱繼電器中雙金屬片的熱慣性作用，雙金屬片不能與電動機(jī)同步升溫，加之為了適應(yīng)電動機(jī)啟動電流大的要求，設(shè)計時考慮了熱繼電器有一定的延遲動作時間，因此現(xiàn)有的磁力啟動器對電動機(jī)過熱保護(hù)作用也不很可靠，特別是對快速升溫保護(hù)更是如此。
為了使電動機(jī)在發(fā)生通地、過壓、過熱和缺相故障時不致燒毀和發(fā)生觸電事故，必須研制一種具有這四種保護(hù)功能的新型接觸器，在上述故障一發(fā)生，便能迅速而可靠地切斷電源，本實用新型正是為此目的而研制的。
考慮到在交流電路中對繼電器線圈采取多種控制較困難，因而本實用新型的啟動電流，工作電流及控制電流均為直流，附圖1是三相電動機(jī)多種保護(hù)接觸器電原理圖。
在接觸器主觸點C0前的三相線路中并聯(lián)引出接線，接于整流器3CQ1的三個接點上。由整流器3CQ1、啟動按鈕常開觸點QA2、接觸器直流線圈C、接觸器常閉輔助觸點C1、啟動按鈕另一組常開觸點QA1串聯(lián)構(gòu)成了啟動電路。
本實用新型在接觸器線圈C兩端并聯(lián)了分流電路，在電動機(jī)發(fā)生故障時對線圈C實行分流，從而切斷電動機(jī)電源。分流電路的實施方案眾多，從精簡線路元件，降低生產(chǎn)成本出發(fā)，采用了由繼電器J2的一對常開觸電J2－1組成的短路電路和由晶體管BG(也可用可控硅)及電阻R6、R7和R8組成的導(dǎo)通電路。有了這分流電路才使得保護(hù)電路產(chǎn)生的控制信號能夠可靠地轉(zhuǎn)變?yōu)榻佑|器的斷開動作。
1.本實用新型的電動機(jī)啟動或停止電路如下按下啟動按鈕QA(參照附圖1)，常開觸點QA1、QA2分別接通，接觸器線圈C的兩端A與B之間等于三相全波整流后的全電壓，能保證銜鐵可靠吸合，同時帶動接觸器常開主觸點C0閉合，電動機(jī)D就啟動運轉(zhuǎn)。在銜鐵吸合同時接觸器常閉觸點C1斷開，從而使接觸器線圈C的B端與整流塊3CQ1的負(fù)極也斷開。此時，接觸器線圈C的工作電流改由整流器3CQ1的正極，啟動按鈕常開觸點QA2、線圈C、二極管D1、電阻R2、停止按鈕TA、電阻R3、整流器3CQ2的負(fù)極與三相交流電源構(gòu)成的回路提供。線圈C兩端的電壓已低于三相全波整流電壓，可避免線圈C燒毀。啟動按鈕松開后，線圈C的A端與整流器3CQ1的正極也斷開，此時線圈C的工作電流即由整流器3CQ2、電阻R1、啟動按鈕常閉觸點QA3的一端，常開觸點QA2的一端(此兩端間用導(dǎo)線連接)，線圈C、二極管D1、電阻R2、節(jié)點M，停止按鈕TA和電阻R3串聯(lián)構(gòu)成的直流工作回路提供。線圈C兩端的電壓降到維持吸合電壓。需要電動機(jī)停止時，只要按一下停止按鈕TA，線圈C則無電流通過，接觸器觸點斷開。在線路中接入二極管D1是為了增加啟動時電動機(jī)D的機(jī)殼電壓保持對地零電位的可靠性。
2.本實用新型的保護(hù)電路由下面四部分組成(1)根據(jù)三相正弦交流電經(jīng)過三相全波整流后的直流輸出電源兩端對大地電位分別是相電壓的正0.675倍與負(fù)0.675倍這一特點，應(yīng)用電阻分壓原理在線圈C的工作電路中，于總電阻值的近二分之一阻值處取得與大地零電位近似的節(jié)點M。將小型繼電器吸合線圈J2一端接于節(jié)點M，另一端依次串接上二極管D2，限流電阻R4、發(fā)光二極管LED、接觸器常開輔助觸點C2、二極管D3然后接于電動機(jī)D的機(jī)殼。
當(dāng)電動機(jī)發(fā)生通地故障，機(jī)殼對地具有電壓時，機(jī)殼對電路中的節(jié)點M亦同樣具有電壓，則有電流自機(jī)殼經(jīng)過二極管D3、觸點C2、發(fā)光二極管LED，電阻R4，二極管D2再流過繼電器線圈J2，進(jìn)入節(jié)點M，構(gòu)成電流回路。繼電器線圈J2即產(chǎn)生磁力，常開觸點J2－1閉合。觸點J2－1的閉合接通了接觸器線圈C兩端間的短路電路，使接觸器C釋放，切斷電源達(dá)到對電動機(jī)的通地保護(hù)目的。
線路中的發(fā)光二極管LED兼有過電流保護(hù)作用及發(fā)光指示作用。并聯(lián)于繼電器線圈J2兩端的穩(wěn)壓管DW2作續(xù)流管並能對線圈J2起限壓保護(hù)作用。設(shè)置二極管D2，限流電阻R4及接觸器常開輔助觸點C2使本發(fā)明具有多種可靠安全措施。
(2)保護(hù)電路第二部分是在電阻R2與二極管D1的接點，繼電器線圈J2與二極管D2的聯(lián)接點之間接入穩(wěn)壓二極管DW1(串接有啟動按鈕常閉觸點QA4)，當(dāng)三相交流電網(wǎng)中相電壓增高時，經(jīng)過整流的直流電壓亦相應(yīng)增高，從而使直流工作回路中的電流也隨著增加，但因電阻R2的存在及穩(wěn)壓管DW1的穩(wěn)壓特性，增加的電流△I很少流過電阻R2，△I大部分經(jīng)過常閉觸點QA4，穩(wěn)壓管DW1和繼電器線圈J2串聯(lián)組成的支路通過。在電網(wǎng)發(fā)生故障性過電壓時流經(jīng)線圈J2的電流驟增，繼電器常開觸點J2－1則吸合，觸點J2－1的吸合使接觸器線圈C兩端短路失壓，接觸器觸點C0就斷開，切斷電動機(jī)D的電源，達(dá)到對電動機(jī)D的過電壓保護(hù)目的。
繼電器J2的另一對常開觸點J2－2並聯(lián)于穩(wěn)壓管DW1的兩端，提高了繼電器的動作穩(wěn)定性。
(3)本實用新型將電動機(jī)D接線盒中任一相電源串聯(lián)二極管D4，電阻R5和以雙金屬片為常開觸點的微動率熱開關(guān)元件RJ(也可用開關(guān)型熱敏電阻代替)后接于電動機(jī)D的機(jī)殼所接二極管D3的非接殼一端，組成了保護(hù)電路的第二部分。電動機(jī)D因過載或欠電壓等各種原因引起過熱時，熱開關(guān)元件RJ的常開觸點閉合，由于在RJ處的直流電位比節(jié)點M處高，電流由所接電源經(jīng)二極管D4、電阻R5、觸點RJ，通過接觸器常開輔助觸點C2，發(fā)光管LED……，繼電器線圈J2流入節(jié)點M，繼電器就立即通電吸合，觸點J2－1閉合接通接觸器線圈C兩端間的短路電路，接觸器C釋放，達(dá)到對電動機(jī)的過熱保護(hù)目的。
熱開關(guān)元件RJ可裝于電動機(jī)D內(nèi)部或接線盒中。
(4)保護(hù)電路的最后一部分是在電動機(jī)D的主回路中設(shè)三只專門繞制的電流線圈L，並在電流線圈L中各放置一只舌簧管J1作為電流感應(yīng)元件，三只線圈L之間設(shè)磁屏蔽。三只舌簧管的常開觸點互相串聯(lián)后接在晶體管BG的基極與接觸器線圈C的B端，晶體管BG的集電極接于接觸器線圈C的A端，發(fā)射極串聯(lián)電阻R8后接于接觸器線圈B端，基極電流由A、B兩端間的電阻R6、R7構(gòu)成的偏置電路供給。
電動機(jī)正常運轉(zhuǎn)時，三只主回路電流線圈L各自產(chǎn)生磁場，三只線圈中的舌簧管觸點J1全部閉合，晶體管BG無基極電流而處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)任一相電源斷相時，相應(yīng)的該相電流線圈L不再產(chǎn)生磁場，該線圈中的舌簧管常開觸點J1復(fù)位斷開。即有電流通過晶體管BG基極，晶體管BG導(dǎo)通，接觸器線圈C因被分流而釋放，達(dá)到對電動機(jī)D的斷相保護(hù)目的。設(shè)置電阻R8為避免觸點J1的接觸電阻引起晶體管BG非工作導(dǎo)通。
將換接片從電阻R3一端換接電阻R9一端，R9另一端接零線可節(jié)約功耗。另外電路中還采用了一些辦法來提高電路的可靠性與安全性，如線路中接入啟動按鈕常閉觸點QA3則避免了后面元件承受啟動時高壓的危險。在穩(wěn)壓管DW1的一端串入啟動按鈕常閉觸點QA4可以避免啟動時繼電器的誤動作。
本實用新型中有方向性的元件全部改換方向后，所有保護(hù)功能不變，在直流工作電路中的接觸器常閉觸點C1兩端並聯(lián)電容器后可進(jìn)一步提高接觸器吸合可靠性。由于本實用新型對電動機(jī)具有通地、過電壓、過熱和斷相保護(hù)作用，並且不論供電電網(wǎng)中性點是否接地，電動機(jī)是否采取接零接地措施均能使用。對推廣中性點不接地供電電網(wǎng)具有積極效果，亦特別有利于提高農(nóng)村山區(qū)及流動作業(yè)中電動機(jī)使用的安全性。
該實用新型還具有適應(yīng)電壓波動范圍大，抗不平衡電流干擾性強(qiáng)的特點，是一種理想的電動機(jī)控制裝置。
本實用新型的實施很方便，附圖2是該接觸器外接線圖。接觸器骨架上有三對常開主觸點的接線頭1、2、3接三相電源線，接線線頭4、5、6則接電動機(jī)；由二極管D4、電阻R5、熱開關(guān)元件RJ及二極管D3四只元件組裝的組件和整體分開，裝在電動機(jī)接線盒內(nèi)，它有三個接線頭，7－2、8、9。8接電動機(jī)機(jī)殼，9接任一相電源，接頭7－2則引出導(dǎo)線接于接觸器骨架上的外接點7－1。
接觸器骨架上另有11個接頭，其中八個接啟動按鈕QA，(兩組常開觸點，兩組常閉觸點)另兩個接停止按鈕TA。N備接零線。
其余所有的另件及電元件均可安裝于骨架中，成為一個整體，這樣的接觸器無論制造或使用都很方便。
權(quán)利要求
1.一種包括常開觸點、常閉觸點、銜鐵、彈簧和骨架組成的用于控制三相交流電動機(jī)通斷的接觸器，其特征在于有一個直流工作線圈(C)，此述的線圈(C)兩端并聯(lián)有分流電路，該分流電路受保護(hù)電路的控制，在電動機(jī)發(fā)生故障時對線圈(C)實行分流。
2.按權(quán)利要求
1所述的接觸器，其特征在于所述的直流工作線圈(C)分別用接觸器常開主觸點(C0)前后的三相線路中并聯(lián)引出經(jīng)過整流器(3CQ1和3CQ2)的直流電使銜鐵吸合和維持吸合。
3.按權(quán)利要求
1所述的接觸器，其特征在于所述的并聯(lián)于線圈(C)兩端的分流電路是由繼電器(J2)的兩常開觸點(J2－1)組成的短路電路及晶體管(BG)及電阻(R6、R7和R8)組成的導(dǎo)通電路兩部分構(gòu)成。
4.按權(quán)利要求
1所述的接觸器，其特征在于在由整流器(3CQ2)、電阻(R1)，啟動按鈕常閉觸點(QA3)的一端，常開觸點(QA2)的一端、線圈(C)、二極管(D1)、電阻(R2)、節(jié)點(M)、停止按鈕(TA)和電阻(R3)依次串聯(lián)構(gòu)成的直流工作回路中，節(jié)點(M)與大地零電位近似，繼電器吸合線圈J2的一端接于節(jié)點(M)，另一端依次串接二極管(D2)、限流電阻(R4)、發(fā)光二極管(LED)、接觸器常開輔助觸點(C2)和使用時接于電動機(jī)機(jī)殼的二極管(D3)，在電阻(R2)與二極管(D1)接點、繼電器吸合線圈(J2)與二極管(D2)的接點之間接入一只穩(wěn)壓二極管(DW1)。由二極管(D4)、電阻(R5)、熱開關(guān)元件(RJ)依次串聯(lián)后接于二極管(D3)的非接殼端，共同組成保護(hù)電路的一部分，以在電動機(jī)通地、過壓和過熱時產(chǎn)生控制信號。所述的二極管(D4)、電阻(R5)、熱開關(guān)元件(RJ)和二極管(R3)組裝成一只可直接置于電動機(jī)易熱部位的組件。
5.按權(quán)利要求
4所述的接觸器其特征在于有三只串接觸點常開舌簧管(J1×3)分別置于接觸器內(nèi)主通路中繞設(shè)的三只電流線圈(L×3)中，并各設(shè)磁屏蔽，三只串接舌簧管的兩端分別接于晶體管(BG)的基極和線圈(C)的B端，組成保護(hù)電路的一部分，以在電路缺相時產(chǎn)生控制信號。
專利摘要
本實用新型是用于控制三相交流電動機(jī)通斷的接觸器，它對電動機(jī)具有多種保護(hù)功能。本實用新型采用直流線圈，有一個保護(hù)電路控制著該線圈兩端并聯(lián)著的分流電路。當(dāng)電動機(jī)發(fā)生通地、過壓、過熱和缺相等故障時，保護(hù)電路迅即產(chǎn)生一個信號，該信號通過控制分流電路分流，能可靠地轉(zhuǎn)換成接觸器的斷開動作，避免發(fā)生燒毀電動機(jī)和觸電事故，達(dá)到對電動機(jī)的多種保護(hù)。多種保護(hù)接觸器，不論供電電網(wǎng)中性點是否接地，電動機(jī)是否采取接零接地安全措施，均能適用。
文檔編號H02H3/00GK85200741SQ85200741
公開日1986年1月1日 申請日期1985年4月12日
發(fā)明者駱金山 申請人:駱金山導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan