專利名稱：電動機數(shù)字式過流斷相保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種電動機的過流、斷相保護裝置，特別適用于交流電動機的過流斷相的保護。
在本實用新型以前，交流異步電動機的保護普遍采用JR系列雙金屬片式熱繼電器，也有的電機采用電子過載、缺相綜合保護器，熱繼電器雖然有制造容易，價格較低的優(yōu)點，但是存在著動作情況與標稱值出入較大，動作不準確，誤差大和耗電較高電損失較大的不足；電子類過載、缺相綜合保護器大都需要單獨給繼電器加入380V或220V工作電源，內(nèi)部經(jīng)變壓整流，因此外型體積大、價格高，電流調(diào)節(jié)采用電位器，動作電流易漂移，因此限制這種產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。
本實用新型的目的在于克服上述產(chǎn)品的不足之處，提供一種電動機數(shù)字式過流，斷相保護器，完全取代老式熱繼電器，用于中小型交流電機，有效地延長電機的使用周期。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的這種由殼體和電子電路組成的電動機過流斷相保護器，其特點是電路是由工作電源產(chǎn)生電路、電流取樣電路、過流檢測電路、缺相檢測電路及放大輸出電路五部分組成，電路置于保護器殼體內(nèi)，保護器殼體呈長方體結(jié)構(gòu)，采用絕緣材料制作，位于殼體的上面設(shè)置數(shù)碼盤、指示燈，殼體的前面設(shè)置接線柱，三相電源穿線孔(A、B、C)和保險管座，殼體的下面設(shè)置地腳螺孔，(和同型號熱繼電器通用)接線柱作為常閉點輸出與外部控制回路連接，保險管座為外部電器故障易引起繼電器內(nèi)部元件損壞而設(shè)置專用保險管(0.5～1A)，發(fā)光二極管用于指示燈，作為工作正常顯示，該保護器通過對電機過流信號取樣與事先由數(shù)碼盤設(shè)定的動作電流比較后，經(jīng)延時，放大使繼電路動作切斷電源，通過對電機缺相信號取樣，經(jīng)放大后使繼電器很快動作切斷電源。電源產(chǎn)生電路由D2－D11及C1組成，控制回路交流電流經(jīng)D2半波整流后經(jīng)D3～D11產(chǎn)生九個結(jié)壓降電壓、典型電壓值為6.3V，此電壓供給繼電器作工作電源(另外半波信號經(jīng)D1導(dǎo)通這樣控制回路交流信號仍能正常導(dǎo)通)。電流取樣電路由L1、L2、L3、D13～D18組成，L1、L2、L3是三個電感線圈，是在磁環(huán)上繞上若干匝導(dǎo)線制成的，將三個電感線圈分別套在外殼的A、B、C三個穿線孔管上，使用時電同電源線必須從孔中穿過50HZ的正弦波電流，周圍產(chǎn)生交變磁場，使L1、L2、L3上感應(yīng)出同樣頻率的交變信號，電源電流越大，感應(yīng)出的信號越強，一旦缺相，就不在會再感應(yīng)出信號了。D13－D18六個二極管，將L1、L2、L3上信號分成上下半軸兩部分，上半軸信號經(jīng)D14、D16D18送給過流檢測回路，下半軸信號經(jīng)D13、D15、D17送給缺相檢測回路。過流檢測電路由R10、C7、D22、R4及Q4、R5、C2組成。R10是一組由數(shù)碼盤構(gòu)成的一組電阻，改變R10的阻值，可改變對感應(yīng)信號的衰減量，這樣可設(shè)定若干個動作電流值，當(dāng)電源電流超出設(shè)定值時，感應(yīng)出的信號使D22、R4、Q4BE回路導(dǎo)通，Q4集電極由高電平變?yōu)榈碗娖?，輸出過流信號。缺相檢測電路由R11、Q1、Q2、Q3及R6－8、C3－5、等元件組成，正常工作時，L1、L2、L3負半軸取樣信號使Q1、Q2、Q3分別導(dǎo)通，集電極均為低電平，一旦缺相(如B相)，Q2截止，集電極由低電平變?yōu)楦唠娖?，由D20送出缺相信號。放大輸出電路由CD4011，Q5、ZJ等及外圍電路構(gòu)成，過流信號送給CD4011的①、②腳，經(jīng)倒相延時，由(11)腳控制Q5；缺相信號送給CD4011的⑧⑨腳，經(jīng)兩次倒相，也通過(11)腳控制Q5，不管缺相或是過流，(11)腳便由低電平變?yōu)楦唠娖剑琎5導(dǎo)通進行電流放大帶動ZJ動作，使常閉點斷開，總之以上五部分，通過有機的結(jié)合，共同完成了設(shè)計功能，接線柱作為常閉點輸出需與外部控制回路連接，本繼電器采用了音箱專用接線柱、樣式新穎、接觸牢靠，使用相當(dāng)方便，保險管座用于防止外部電器故障易引起繼電器內(nèi)元件損壞，如交流接觸器線圈燒毀等，如果控制回路保險較大，易使D1及D3～D11燒壞，為此特設(shè)一專用保險管(0.5－1A)，使產(chǎn)品壽命有了可靠保證。
本實用新型達到了預(yù)期的設(shè)計目的，與傳統(tǒng)的熱繼電器和一些電子類過載缺相綜合保護器相比，本實用新型具有保護性能可靠，動作準確，誤差小，節(jié)電、體積小，價格適中，動作電流按一定規(guī)律用固定電阻數(shù)字化，動作電流不漂移等優(yōu)點，并且不需要給繼電器另加工作電源，可以用于改造熱繼電器，安裝改造簡單，不需要對線路做任何改動，不影響原控制回路的設(shè)計及操作習(xí)慣，本實用新型達到的技術(shù)性能指標如下①常閉點控制回路電壓36V～380V，在該范圍內(nèi)任何一電壓下，該繼電器都能正常工作，可以適應(yīng)任何交流接觸器(線圈)。
②常閉關(guān)正常工作電流不小于1A，最大工作電流2A。滿足各種交流接觸器線圈的容量。
③過流動作延時及起動延時，可在0～120秒內(nèi)任意調(diào)節(jié)。
④缺相動作時間＜1.5秒⑤環(huán)境工作溫度－25℃～＋55℃在此溫度下該繼電器可連續(xù)正常工作。
本實用新型達到的經(jīng)濟指標①選用該繼電器六－十八個月即可收回全部投資，平均每個年節(jié)約資金50元以上。
②節(jié)約電能明顯。7.5KW電機改用該繼電器年可節(jié)電62KWh，應(yīng)用1萬只，年節(jié)電62萬KWh，合人民幣近20萬元。
結(jié)合附圖和實施例進一步描述附

圖1 是電動機數(shù)字式過流斷相保護器外型圖附圖2 是電動機數(shù)字式過流斷相保護器電路圖圖中1、數(shù)碼盤。
2、指示燈。
3、接線柱。
4、穿線孔。
5、保險管座。
6、地腳螺孔。
7、殼體。
D1～D18是二極管IN4004D19～D21是二極管IN4148D22是穩(wěn)壓二極管2CW50～56C1電容16V。
C2～C5電容6V 47MF
Q1－Q4三極管2DG 201BQ5三極管S9013R1～R11電阻。
ZJ中間繼電器ZJC－22FD23發(fā)光二極管。
L1、L2、L3電感線圈ZL接線柱二引線。
a、b、c分別為同位置連接點A、B、C交流三相電源CD4011集成塊發(fā)明人的一個實施例是根據(jù)上述設(shè)計方案，制作的一種電動機數(shù)字式過流斷相保護器外型(以ZLⅡ型為例)尺寸為95×35×80毫米，(外觀如附圖1所示)動作電流調(diào)整在6.5A，起動延時12秒，過流延時5秒，斷相動作1秒，將該電動機數(shù)字式過流斷相保護器接裝在集塵箱風(fēng)機電機上，集塵箱風(fēng)機電機為Y系列二級，功率3千瓦，額定電流6.08A，實際工作電流5.8A，該風(fēng)機風(fēng)壓大，工作環(huán)境差，原先經(jīng)常燒壞電機，改用電動機數(shù)字式過流斷相保護器后一直工作良好，經(jīng)過多次多臺電機試驗，凡是安裝上數(shù)字式過流斷相保護器的電機，電機燒壞率比原來減少了95％以上，可給國家節(jié)省大量的人力、物力、財力，降低生產(chǎn)成本，是一很有推廣前途的產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種由殼體和電子電路組成的電動機過流、斷相保護器，其特征在于所說的電路是由工作電源產(chǎn)生電路、電流取樣電路、過流檢測電路、斷相檢測電路及放大輸出電路五部分組成，位于殼體7的上面設(shè)置數(shù)碼盤1、指示燈2，電路置于保護器殼體內(nèi)，保護器殼體呈長方體結(jié)構(gòu)，位于殼體7的前面設(shè)置接線柱3，穿線孔4(A、B、C)，保險管座5，殼體7的下面設(shè)置地腳螺孔6，接線柱3作為常閉點輸出與外部控制回路連接，保險管座5為外部電器故障易引起繼電器內(nèi)部元件損壞而設(shè)置專用保險管0.5～1A，發(fā)光二極管D23(指示燈2)作為工作正常顯示，該保護器通過對電機過流信號取樣與事先由數(shù)碼盤設(shè)定的動作電流值比較后，經(jīng)延時、放大使繼電器動作切斷電源，通過對電機缺相信號取樣經(jīng)放大后使繼電器很快動作切斷電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護器，其特征在于所說的工作電源產(chǎn)生電路是由二極管D2－D11及電容C1組成，控制回路交流經(jīng)D2半波整流后再經(jīng)D3～D11產(chǎn)生九個結(jié)壓降電壓，典型電壓值為6.3V，此電壓供給繼電器作工作電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護器，其特征在于所說的電流取樣電路是由電感線圈L1、L2、L3和二極管D13～D18組成的，三個電感線圈是在磁環(huán)上繞上若干匝導(dǎo)線制成的，三個電感線圈分別套在外殼的A、B、C三個穿線孔管上，使用時，電機電源線必須從孔中穿過50HZ的正弦波電流，周圍產(chǎn)生交變磁場，使L1、L2、L3感應(yīng)出同樣頻率的交變信號，電源電流越大，感應(yīng)出的信號越強，一旦缺相就不再會感應(yīng)出信號，D13～D18六個二極管將L1、L2、L3上信號分成上下半軸兩部分，上半軸信號經(jīng)D14、D16、D18送給過流檢測回路，下半軸信號經(jīng)D13、D15、D17送給缺相檢測回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護器，其特征在于所說的過流檢測電路是由電阻R10、電容C7、穩(wěn)壓管D22、電阻R4，及三極管Q4、電阻R5、電容C2組成，R10是一組由數(shù)碼盤構(gòu)成的一組電阻，改變R10的阻值，可改變對感應(yīng)信號的衰減量，可設(shè)定若干個動作電流值，當(dāng)電源電流超出設(shè)定值時，感應(yīng)出的信號使D22、R4、Q4BE回路導(dǎo)通，Q4集電極由高電平變?yōu)榈碗娖?，輸出過流信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護器，其特征在于所說的缺相檢測電路是由電阻R11、三級管Q1、Q2、Q3及電阻R6～R8、電容C3～C5等元件組成，正常工作時，線圈L1、L2、L3負半軸取樣信號使三極管Q1、Q2、Q3分別導(dǎo)通，集電極均為低電平，一旦缺相(如B相)，三極管Q2截止，集電極由低電平變?yōu)楦唠娖?，由D20送出缺相信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護器，其特征在于所說的放大輸出電路是由集成塊CD4011、三極管Q5、繼電器ZJ及外圍電路構(gòu)成，過流信號送給CD4011的①、②腳，經(jīng)倒相延時，由(11)腳控制Q5，缺相信號送給CD4011的⑧、⑨腳，經(jīng)兩次倒相，也通過(11)腳控制Q5，不管缺相或是過流，(11)腳例由低電平變?yōu)楦唠娖?，Q5導(dǎo)通進行電流放大帶動ZJ動作，使常閉點斷開。
專利摘要本實用新型是一種用于交流電機的數(shù)字式過流斷相保護裝置，其結(jié)構(gòu)特征是由殼體和電子電路組成。電路是由工作電源產(chǎn)生電路，電流取樣電路，過流檢測電路，缺相檢測電路及放大輸出電路構(gòu)成，殼體上設(shè)置數(shù)碼盤、指示燈、接線柱、穿線孔，保險管座和地腳螺孔等部位，本實用新型具有保護性能可靠、動作準確、誤差小、節(jié)電、體積小、動作電流不漂移等多項優(yōu)點，可適用于改造熱繼電器和適應(yīng)任何交流異步電動機。
文檔編號H02H7/085GK2150653SQ9320638
公開日1993年12月22日 申請日期1993年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月20日
發(fā)明者鄭文英, 李玉平 申請人:中國人民解放軍第三五五二工廠