專利名稱:異步電動機斷相保護裝置的制作方法
本實用新型涉及一種電壓檢測型異步電動機斷相保護裝置。
現(xiàn)有的電壓檢測型異步電動機斷相保護裝置，常用的有零序電壓保護器及負序電壓保護器兩種。零序電壓保護器一般需要設置人為中性點，對電壓繼電器的動作值需要精細調整并且操作也不夠方便，負序電壓保護器克服了上述缺點，但它要求電阻、電容元件的數值精確和三相線電壓的平衡，否則將會影響過濾器的工作，并且它的三線輸入相序應按規(guī)定要求接線，使用也不夠方便?！氨钡图夹g”第8期，“電子報”1984年第4、7、10、15、21、29各期對各種斷相保護電路均有文章介紹和評論。
本實用新型的目的在于提供一種與現(xiàn)有技術相比其生產和使用都比較方便的電壓檢測型斷相保護裝置。它可適用于繞組接線為Y、Y0、△等各種不同接法的電動機；它的三線輸入可任意接入；它的斷相保護性能不受電動機容量大小及電源電壓波動的影響并且對于各種電器元件數值的精確性及三相線電壓的平衡均無特殊要求。
根據異步電機中如任意一相(如B相)發(fā)生斷相，則必有相應的兩個線電壓(如VBC、VAB)將會降低一個數值△V(對380伏電源，△V一般為30伏～80伏左右，與電機負載大小有關)的物理現(xiàn)象，本實用新型斷相保護電路的基本工作原理為利用二極管D1、D2實現(xiàn)兩相半波整流直接從三相線間電壓取得斷相信號△V，該信號經過差分放大及功率放大后驅動繼電器工作，從而切斷電機三相電源，保護了電機。
本實用新型的斷相保護電路包括斷相信號檢測電路、差分放大器，功率放大器與繼電器和整流電源，如圖1所示，圖1中的1.2.3.為三個接線端，可任意接到三相電源上，B、E、K為繼電器的三個觸點。
下面結合圖2來說明本斷相保護電路的工作原理。
本電路的斷相信號檢測電路由二極管D1～D4、及穩(wěn)壓管DW1、電阻R1～R3及兩個充電回路所組成，三相電源經D1、D2分別實現(xiàn)單相半波整流后共同分配在電阻R1、R2和穩(wěn)壓管DW1上，R2上的電壓經穩(wěn)壓管定值后降在R3上，R3上的電壓又分別經過二極管D3、D4向電容C1、C2進行單向通電，第一充電回路由(C1、R4、R5、BG1)組成，第二充電回路由(C2、R6、R7、R8、Rt、BG2)組成。設計時將兩個充電回路的充電時間常數T1、T2及電容C1、C2的比值可取為T1／T2＝5～20，C1／C2＝5～20。這樣，當三相電源中的任意一相發(fā)生斷相后，由于第一充電回路的充電時間常數足夠大，可以認為C1在較長的一段時間內保持了電源斷相前的電壓值，而第二充電回路由于時間常數較小，電源斷相后C2上的充電電壓就立即減小，故此時將在三極管BG1BG2的基極上產生一個差動信號。而當電源電壓發(fā)生波動時，由于這是一個緩慢變化的過程，C1、C2上的電壓可以同步跟蹤其變化，對BG1、BG2而言，這是一種共模信號。
由上分析可見，本斷相保護電路的斷相信號檢測電路具有把瞬時突變的斷相信號與緩慢變化的電源電壓的波動信號區(qū)別開來的功能，這是本電路的第一個技術特征。
本斷相保護電路的差分放大器由三極管BG1、BG2、BG3和電阻R9、R10組成，其中BG1、BG2、R9是差分放大器的主體，BG3和R10是BG1、BG2的射極恒流源，由于射極恒流源的采用使本差分放大器具有高的共模抑制比，它對于信號檢測電路送來的由于斷相引起的差動信號△V進行放大，而將電源電壓波動在±15％范圍內產生的共模信號則抑制掉，這是本電路的第二個技術特征。
本電路的功率放大器和繼電器部分由三極管BG4、BG5二極管D5、電阻R11～R13、電容C3、繼電器J組成，其中BG4、BG5、R11～R13可實現(xiàn)功率放大，繼電器J的線圈是BG5的負載，D5可消除繼電器線圈因突然斷電所產生的感應電勢對BG5的不利影響，C3可抑制整流電源中的交流成分對繼電器吸合后引起的顫動，為了減小BG5及電源的負擔，繼電器應選用較大的線圈電阻。例如線圈電壓為24伏時電阻應在800歐以上，繼電器的觸點至少應為一對轉換或兩對常開的形式，其容量應為220伏、2安(阻性)以上。
本電路的整流電源部分由二極管D6、穩(wěn)壓管DW2、DW3電阻R14、電容C4組成的單相半波整流穩(wěn)壓電路，由D6整流后的電壓分配在R14、DW2、DW3上，DW2上的端電壓經過C4濾波后供給差分放大器和功率放大器作電源，R14、R1、DW2、DW3為本斷相保護電路的主要發(fā)熱元件，在結構設計中應充分考慮它們的散熱問題。
應當指出圖3所示的分立元件電路，也可以根據本電路的原理和實施例中提供的參數，設計制造出專用的集成塊或厚膜電路，以使產品小型化。例如可以把圖2中的兩部分元件(BG1、BG2、BG3、Rt、R4～R10)及(BG4、BG5、D5、R11～R13)分別設計成專用集成塊或厚膜電路，還可以把本斷相保護電路作為一個功能單元組合在一個功能更齊全的控制保護裝置中，因此本電路的廣泛適用性是它的第三個技術特征。
本實用新型的結構設計如圖3所示，圖中(1)、(2)、(3)為底座2上的三相電源線的引入端，B、E、K為三個輸出端(當繼電器J用一組轉換觸點時)，底座2上用印刷電路板固定了全部電器元件，其中R1、R14、DW2、DW3是本電路的主要發(fā)熱元件，應安裝在利于散熱的位置上，外罩1蓋在底座2上，用螺釘3相連接，底座和外罩均可采用工程塑料制造。
綜上所述，本斷相保護電路的特點為1.使用方便。本電路的三個輸入端可以任意接至三相電源上；無相序要求，對任意相序的斷相都具有相同的保護功能；無零線或中性點要求；要適用于電機各種內部繞組接線型式。
2.不受電源電壓波動的影響，可以在電壓標稱值的±15％范圍內正常工作。
3.對電器元件的數值精確性無特殊要求，便于批量生產。
4.可適用于(0.5KW～130KW)范圍內的各種中小容量的異步電動機。
5.可快速、頻繁地實現(xiàn)斷相保護。
6.成本較低。
實施例實施例的電路如圖2所示，其工作原理已如前述，圖中各元、器件可以取為R1＝51千歐，R2＝10千歐，R3＝R12＝15千歐，R4＝3.6千歐，R5＝R6＝R9＝47千歐，R7＝R11＝1.5千歐，R8＝2.7千歐，R10＝200千歐，R12＝120千歐，R14＝6千歐(線繞電阻)，C1＝C4＝100微法，C2＝10微法，C3＝22微法。
J為直流電磁繼電器，其線圈額定電壓24伏，線圈電阻≥800歐，其觸點容量200伏、2安，兩對轉換觸點。
本實施例中取充電時間常數T1、T2的最佳比值為T1／T2＝10本實施例的電源電壓為380伏，電路功耗約為8瓦。
本實施例的調整要點為調整R2使電源電壓為－15％時，C1兩端電壓為3～5伏；調整R8使電源電壓為＋15％時，繼電器正好吸合。
圖4為本實施例在異步電動機控制回路中的實際應用。
圖中K為三相電源開關，RD為熔斷器，D為異步電動機，QA為啟動按紐，TA為停止按紐，DB為本實施例，其三個輸入端可以任意接到三相電源上，執(zhí)行繼電器J的觸點串入接觸器的線圈自鎖回路中，當三相電源接通后，DB的繼電器J常開觸點閉合，此時按下QA，C吸合，其觸點閉合，使C的線圈自保持，電動機開始啟動運行，如果電機運行中突然發(fā)生斷相，DB的繼電器觸點斷開，使C失電，電機停轉，從而實現(xiàn)斷相的自動保護。
權利要求
1.一種電壓檢測型異步電動機斷相保護裝置，它的斷相保護電路包括有斷相信號檢測電路、差分放大器、功率放大器與繼電器及整流電源，其特征在于它有一個利用二極管D1、D2直接從三相線間電壓取得斷相信號電壓△V的斷相檢測電路，一個具有高共模抑制比的差分放大器，斷相信號電壓△V經過電阻R1、R2分壓、穩(wěn)壓管DW1定值后降在電阻R3上，R3上的電壓又分別經過二極管D3、D4向兩個具有不同充電時間常數(T4、T2)的第一充電回路(C1、R4、R5、BG1)及第二充電回路(C2、R6、R7、R8、Rt、BG2)進行單向充電，此時在三極管BG1、BG2的基極上形成的是差動信號，而電源電壓波動信號在BG1、BG2基極上形成的則是共模信號，共模信號在通過具有高共模抑制比的差分放大器時被抑制掉，差動信號通過該差分放大器時則被放大。
2.根據權利要求
1中所述的斷相保護裝置，其特征在于斷相信號檢測電路中的第一充電回路與第二充電回路的兩個充電時間常數T1、T2的比值范圍可以取為T1／T2≈C1／C2＝5～20，其最佳值為10。
3.根據權利要求
1中所述的斷相保護裝置，其特征在于采用(BG3、R10)作差動放大器主體(R9、BG1、BG2)的射極恒流源，使該差動放大器具有高共模抑制比。
4.根據權利要求
1中所述的斷相保護裝置，其特征在于功率放大器的負載繼電器線圈兩端并聯(lián)了二極管D5和電容C3。
5.根據權利要求
1中所述的斷相保護裝置，其特征在于可以把本斷相保護電路中的兩部分電器元件(BG1、BG2、BG3、Rt、R4－R10)及(BG4BG5、D5、R11－R13)分別設計成專用集成塊。
6.根據權利要求
1中所述的斷相保護裝置，其特征在于還可以把本斷相保護電路中的兩部分電器元件(BG1、BG2、BG3、Rt、R4－R10)及(BG4BG5、D5、R11－R13)分別設計成專用厚膜電路。
專利摘要
一種電壓檢測型異步電動機斷相保護裝置，它的斷相保護電路包括斷相信號檢測電路、差分放大器、功率放大器和繼電器執(zhí)行機構及整流電源，它可在電網電壓380伏±15％的范圍內對繞組接線為Y、Yo或△型的中小型容量的異步電機實現(xiàn)斷相保護。本裝置的輸入端可以任意接到電網的A、B、C、相線上，相序是任意的，無需接零線或中線。
文檔編號H02H7/09GK86207198SQ86207198
公開日1987年5月13日 申請日期1986年9月23日
發(fā)明者李衛(wèi)華, 鄒衡時 申請人:國營第一六五廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan