專利名稱：新型智能化電動(dòng)機(jī)故障記憶保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型系集成化電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器，屬電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置多為單功能保護(hù)裝置。例如電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)器、漏電保護(hù)器，斷相保護(hù)器等。近年來(lái)，雖然市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些多功能電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，但一般是電器及分立元件組合而成，存在體積大，靈敏度不高，響應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型任務(wù)是提供一種采用集成電路技術(shù)，具有故障區(qū)別顯示，故障記憶，故障自鎖功能，適用于電動(dòng)機(jī)過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、漏電、斷相及三相不平衡保護(hù)的智能化電動(dòng)機(jī)故障記憶保護(hù)器。
本實(shí)用新型主要采用如下技術(shù)方案1.取樣敏感元件的技術(shù)解決電流取樣準(zhǔn)確性，可靠性是保護(hù)器的關(guān)鍵技術(shù)，為此我們研究試驗(yàn)比較，采用冷軋環(huán)形矽鋼片作為感應(yīng)取樣電流互感器的元件，對(duì)于電流的取樣的靈敏度、準(zhǔn)確性都有好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
2.斷相檢測(cè)電路的技術(shù)解決。
這個(gè)技術(shù)的解決，我們是采用對(duì)三個(gè)互感器感應(yīng)出的電流信號(hào)進(jìn)行三相半波整流取出的電壓信號(hào)分別與電流互感器獨(dú)自進(jìn)行全波整流的電壓信號(hào)進(jìn)行線性迭加，迭加結(jié)果的輸出，不但能檢測(cè)出斷相信號(hào)，而且也能檢測(cè)出三相不平衡信號(hào)，既能對(duì)外線電網(wǎng)缺相檢出斷相信號(hào)，又能對(duì)繞組內(nèi)部斷相(如接觸不良等引起)檢出信號(hào)。
3.故障記憶，保護(hù)自鎖的技術(shù)解決。
對(duì)斷相故障信號(hào)進(jìn)行記憶，自鎖的靈敏性和抗干擾性矛盾的解決是本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器區(qū)別于其它同類(lèi)型保護(hù)器所采取的關(guān)鍵技術(shù)。
現(xiàn)以DB5－E型智能化電動(dòng)機(jī)故障記憶保護(hù)器為例，結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步加以說(shuō)明，本實(shí)施并不排除以其他方式實(shí)施本實(shí)用新型，也不以此對(duì)本實(shí)用新型加以限定。


圖1，展示了本實(shí)用新型保護(hù)器的正視圖。
圖2，展示了本實(shí)用新型保護(hù)器的俯視圖。
圖3，展示了本實(shí)用新型保護(hù)器的側(cè)視圖。
圖4，展示了本實(shí)用新型保護(hù)器的電路原理圖。
圖5，展示了采用TWH8778的自保護(hù)電路。
現(xiàn)在就附圖加以說(shuō)明如圖1，圖2，圖3所示，DB5－E保護(hù)器的所有元器件，集中在一只扁平型的機(jī)殼內(nèi)，底座接線端部分由絕緣強(qiáng)度良好的膠木粉制成，機(jī)殼用無(wú)色透明的有機(jī)玻璃或不透明的ABS塑料注塑成型，整機(jī)潔凈明亮，美觀新穎，布局合理，無(wú)論在安裝調(diào)試或維護(hù)工作均給用戶提供最方便。保護(hù)器接線端子耐壓試驗(yàn)引用標(biāo)準(zhǔn)GB1497－85，絕緣電壓試驗(yàn)方法引用標(biāo)準(zhǔn)GB998－82低壓電器基本試驗(yàn)方法進(jìn)行。用直流500V搖表測(cè)接線端子相間與相地間，絕緣電阻應(yīng)大于5M以上。在接線端子接為交電380V，必須能承受50HZ，2000伏試驗(yàn)電壓歷時(shí)1分鐘無(wú)擊穿或閃路現(xiàn)象。
圖4的電路原理圖加以簡(jiǎn)述如下
一、E型工作原理簡(jiǎn)述1.斷相及三相不平衡保護(hù)過(guò)程。
穿過(guò)三個(gè)磁環(huán)(R、E、M)的電動(dòng)機(jī)電源線在磁環(huán)中感應(yīng)出感應(yīng)電壓，經(jīng)D5、D7、D8、C3組成的三相半波整流電路和D9、D10、C4；D11、D12、C5；D13、D14、C6組成的三個(gè)全波整流電路的整流、濾波，在a、b、c(見(jiàn)附圖)三點(diǎn)分別取出M、E、R三相的斷相或不平衡信號(hào)。當(dāng)電機(jī)電源正常時(shí)，a、b、c三點(diǎn)的電位接近于零，當(dāng)有一相或二相或相與相間電流差值在60％時(shí)，就會(huì)在相應(yīng)的點(diǎn)(a或b，或c)輸出正電平，從而使IC1輸出正電平。IC3－a是一個(gè)或門(mén)，它把來(lái)自IC1的斷相或不平衡信號(hào)相或，就是說(shuō)三相電只要有一相斷相或相間電流嚴(yán)重不平衡?；蜷T(mén)IC3－a就會(huì)有正電平輸出，IC4是用大規(guī)模集成塊8778接成自保持電路，它利用8778的切斷延時(shí)大于開(kāi)啟延時(shí)的特點(diǎn)，只要斷相或不平衡信號(hào)啟動(dòng)了IC4，IC4的輸出端就能絕對(duì)保護(hù)高電平，這就是斷相不平衡信號(hào)的記憶環(huán)節(jié)。IC4輸出的斷相或三相不平衡正電平信號(hào)通過(guò)與其它路由來(lái)的過(guò)流、堵轉(zhuǎn)、漏電信號(hào)相或后，在IC3－b輸出正電平，并推動(dòng)BG2導(dǎo)通，繼電器J1線圈通電，常閉接點(diǎn)3、4斷開(kāi)，保護(hù)器指令跳閘。
2.過(guò)流保護(hù)過(guò)程。
過(guò)流信號(hào)取自D18負(fù)端，電位器W1為調(diào)整過(guò)流設(shè)定值。當(dāng)電流過(guò)流達(dá)到過(guò)流設(shè)定值時(shí)，經(jīng)過(guò)IC2－a比較器輸出正電平，這個(gè)正電平對(duì)由R29、W2、C11組成的延時(shí)電路進(jìn)行充電，若過(guò)流時(shí)間達(dá)到設(shè)定值(由W2設(shè)定)IC2－c就有正電平輸出，否則沒(méi)有輸出，D26為正反饋回路，IC2－c有過(guò)流信號(hào)輸出時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生自保持(即過(guò)流記憶)。過(guò)流電平輸入給IC3－b進(jìn)行或運(yùn)算，最后指令保護(hù)器跳閘。
3.堵轉(zhuǎn)保護(hù)過(guò)程。
當(dāng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)或電機(jī)部分短路產(chǎn)生大電流時(shí)，取自W1中點(diǎn)的電壓就會(huì)擊穿(軟擊穿)穩(wěn)壓管D22，迫使比較器IC2－b全部輸出正電平，通過(guò)D23的正反饋，把這個(gè)正電平進(jìn)行自保持。并把這個(gè)正電平送給IC3－b進(jìn)行或運(yùn)算，從而指令保護(hù)器跳閘。
4.漏電保護(hù)(電壓型)過(guò)程。
取自電機(jī)外殼的漏電電壓由6端輸入，經(jīng)D24、C13等組成的整流電路整流濾波，當(dāng)電機(jī)外殼漏電電壓達(dá)50伏以上時(shí)，比較器IC2－d就有正電平輸出，由D24進(jìn)行正反饋?zhàn)枣i，并把這個(gè)正電平送給或門(mén)IC3－b進(jìn)行或運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果指令保護(hù)器跳閘。
5.指示燈電路。
由IC1－d、BG1、發(fā)光管D20(綠色)、D21(紅色)組成工作指示燈和過(guò)載指示燈電路，電機(jī)正常時(shí)綠燈亮，紅燈滅。過(guò)載時(shí)紅燈亮，綠燈滅。
由D22、BG5組成斷相或不平衡指示燈電路。
由BG2、D30組成漏電指示燈電路。
6.電源電路。
由D1～D4、C1、C2、C5等組成24伏全波整流電路和10伏的穩(wěn)定直流電源分別向繼電器和集成元件提供直流電源。
對(duì)圖5的電路說(shuō)明如下記憶自鎖是采用TWH8778的自保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)的(見(jiàn)附圖5)，利用TWH8778的開(kāi)啟，切斷均有延時(shí)特性，且切斷延時(shí)大于開(kāi)啟延時(shí)，利用這一特性，將TWH8778接成用于作為電動(dòng)機(jī)斷相、三相不平衡等故障部份的記憶電路。具體分析如下當(dāng)5腳的信號(hào)電壓大于1.5伏且持續(xù)時(shí)間大于5MS時(shí)，2.3腳就有高電平輸出，由Rf反饋給控制板(第5腳的(反饋控制電壓仍可持續(xù)8MS左右，完全滿足TWH8778所需求的開(kāi)啟時(shí)間(約5MS)，使IC繼續(xù)導(dǎo)通，輸出電流不間斷地反饋，使IC長(zhǎng)期保持導(dǎo)通狀態(tài)，從而達(dá)到故障記憶的目的。
該保護(hù)器適用于作長(zhǎng)期工作制，間斷工作制或反復(fù)短時(shí)工作制功率為100千瓦左右的三相電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)器內(nèi)部的靈敏繼電器去控制交流接觸器線圈斷電，從而達(dá)到快速保護(hù)目的，并具有故障顯示，故障記憶，保護(hù)動(dòng)作自鎖功能。自鎖保護(hù)能有效地避免帶故障的電動(dòng)機(jī)重新起動(dòng)致使燒壞電動(dòng)機(jī)的嚴(yán)重后果，故障記憶和故障區(qū)別顯示能使檢修人員迅速知道故障性質(zhì)并能夠很快找出故障部位。該保護(hù)器的動(dòng)作特性如下1.斷相保護(hù)通過(guò)保護(hù)器E、B、M三相電流在1～500A時(shí)，如斷任何一相電流，保護(hù)器指令跳閘時(shí)間≤2秒。
2.不平衡電路保護(hù)通過(guò)保護(hù)器的E、B、M三相電流要相對(duì)平衡，保護(hù)器應(yīng)可靠工作，如相與相間電流差值在60％以上時(shí)，視為斷相。保護(hù)器指令跳閘時(shí)間≤2秒。
3.堵轉(zhuǎn)保護(hù)指電動(dòng)機(jī)故障和機(jī)械故障，使電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，保護(hù)器指令跳閘時(shí)間≤0.3秒。注堵轉(zhuǎn)保護(hù)整定在電動(dòng)機(jī)額定電流值的8－10倍(機(jī)內(nèi)可調(diào))。
4.漏電保護(hù)(電壓型)如電動(dòng)機(jī)和控制箱外殼漏電，對(duì)電流零線有50伏以上電壓時(shí)，保護(hù)器指令跳閘≤0.5秒。
5.過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流最低動(dòng)作值為3A，最高動(dòng)作值為200A，不包括起動(dòng)電流。保護(hù)器電流范圍從1－200A分為三種(1)小功率電機(jī)用的保護(hù)器、電流保護(hù)范圍1－20A孔徑為17毫米。
(2)中功率電機(jī)用的保護(hù)器電流保護(hù)范圍10－120A孔徑為17毫米。
(3)大功率電機(jī)用的保護(hù)器電流保護(hù)范圍10－120A孔徑為25毫米。
以上三種規(guī)格保護(hù)器，應(yīng)符合GB1497－85交流電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)流保護(hù)特性要求，請(qǐng)見(jiàn)下表。
6.故障記憶功能當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生繼相、過(guò)載、漏電、堵轉(zhuǎn)和三相不平衡時(shí)，保護(hù)器按指令時(shí)間跳閘，故障指示燈亮，并具有跳閘自鎖及故障指示長(zhǎng)期記憶功能。只有在排除故障，并按清零開(kāi)關(guān)后，方能重新起動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種新型智能化電動(dòng)機(jī)故障記憶保護(hù)器，其特征在于其由故障區(qū)別顯示裝置、故障記憶自鎖裝置、過(guò)流取樣裝置、斷相檢測(cè)裝置、過(guò)流保護(hù)裝置、堵轉(zhuǎn)保護(hù)裝置組成；其中，過(guò)流取樣裝置的輸出端與過(guò)流保護(hù)裝置的輸入端相連，斷相檢測(cè)裝置的輸出端、過(guò)流保護(hù)裝置的輸出端、堵轉(zhuǎn)保護(hù)裝置的輸出端分別與故障記憶自鎖裝置的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)故障記憶保護(hù)器，其特征在于所述的故障取樣裝置采用冷軋環(huán)形矽鋼片作為感應(yīng)取樣電流互感元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)故障記憶保護(hù)器，其特征在于所述的斷相檢測(cè)裝置采用將分別接入三相的三個(gè)互感器(R、E、M)與三相半波整流器(D5、D7、D8、C3)相連，引出的電流信號(hào)分別與將三個(gè)互感器分別與由二極管D9、D10、D11、D12、D13、D14、電容C4、C5、C6組成的全波整流器相連產(chǎn)生的電壓信號(hào)進(jìn)行線性迭加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)故障記憶保護(hù)器，其特征在于所述的故障記憶、自鎖裝置采用大規(guī)模集成塊8778接成自保護(hù)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)故障記憶保護(hù)器，其特征在于所述的過(guò)流保護(hù)裝置的輸入端與D18負(fù)端相連，取出過(guò)流信號(hào)，電位器W1接于D18負(fù)端作為調(diào)整過(guò)流設(shè)定值部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)故障記憶保護(hù)器，其特征在于所述的堵轉(zhuǎn)保護(hù)裝置輸入端與電位器W1的滑動(dòng)中點(diǎn)相連，取出電壓信號(hào)，W1的中點(diǎn)通過(guò)一電阻與D22相連，D22與比較器IC2－b相連，一旦電機(jī)堵轉(zhuǎn)其電壓就軟擊穿穩(wěn)壓管D22，迫使比較器IC2－b全部輸出正電平，通過(guò)D23的正反饋，把這正電平自保，并把該正電平送給IC3－b進(jìn)行或運(yùn)行，從而指令保護(hù)器跳閘。
專利摘要本實(shí)用新型系一種新型智能化電動(dòng)機(jī)故障記憶保護(hù)器，屬電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域。它由故障區(qū)別顯示裝置、故障記憶自鎖裝置、過(guò)流取樣裝置、斷相檢測(cè)裝置、過(guò)流保護(hù)裝置、三相不平衡保護(hù)裝置、堵轉(zhuǎn)保護(hù)裝置組成。能對(duì)故障進(jìn)行區(qū)別顯示并能長(zhǎng)期記憶，具有保護(hù)動(dòng)作自鎖。
文檔編號(hào)H02H7/085GK2144883SQ9222573
公開(kāi)日1993年10月27日 申請(qǐng)日期1992年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月29日
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