專利名稱：電機多功能無觸點保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三相異步電動機因缺相或相壓嚴(yán)重不平衡(≥20％)、過載等，能防止不被燒毀的保護(hù)裝置。
三相異步電動機運行時，由于保護(hù)系統(tǒng)至今存還在很多不足之處，40KW以下電機多數(shù)使用熔斷器，在實際應(yīng)用過程中電機因某種原因(某相接地或相間短路等)多數(shù)熔斷器先斷一相，就造成缺相運行，使電機燒毀，大功率電機都是應(yīng)用熱繼電器和空氣開關(guān)配合使用保護(hù)電機，但是由于機械傳動的關(guān)系，靈敏度很差，當(dāng)電機過流時，還會經(jīng)常發(fā)生電機燒毀現(xiàn)象。因此人們又研制出多種電機保護(hù)器，但都是靠繼電器觸點串在電機控制回路中通與斷，對電機起到了一定的保護(hù)作用。但觸點易氧化、腐蝕等，會造成觸點接觸不良、跳火，導(dǎo)至觸點燒毀或粘連，就失去了對電機的保護(hù)作用。因此我國每年要有幾十萬臺電機被燒毀，給國家造成巨大的經(jīng)濟損失。為克服上述缺點，提出一種電機多功能無觸點保護(hù)裝置，它具有安全、可靠、無噪聲、耗能少、壽命長、安裝方便等優(yōu)點，應(yīng)用本裝置可以取消熔斷器、熱繼電器、空氣開關(guān)，保證電機安全運轉(zhuǎn)。
為完成上述任務(wù)，本發(fā)明提出如下方案即在相線和相線或者相線與零線之間，由熔斷器、常閉按鈕、常開按鈕、交流接觸器，依次聯(lián)成電機控制回路，在該回路中串聯(lián)一種電子開關(guān)元件，為該元件通與斷，設(shè)置一種受缺相或相壓嚴(yán)重不平衡及過載控制電路，所說的開關(guān)元件為雙向可控硅或固態(tài)繼電器等元件。
所說的控制電路包括1.雙穩(wěn)態(tài)電路；2.缺相或相壓嚴(yán)重不平衡檢測電路；3.電機過載檢測電路；4.電源電路。
所說的雙穩(wěn)態(tài)電路，由晶體三極管(Q1-2)，負(fù)載電阻(R2、R3、R6)級間偶合電阻(R4-5)，偏值電阻(R7-8)，加速電容(C2-3)所組成。
所說的電機過載檢測電路，由三只(L1-3)帶有磁環(huán)的線圈，整流二級管(D1-6)，負(fù)載電阻(R1)，濾波電容(C1)取控制電壓電位器(W)，(或者根據(jù)不同容量的電機用分壓電阻)，穩(wěn)壓管(DZ1)所組成。
所說的電機缺相及相壓嚴(yán)重不平衡檢測電路，由三只高阻電容(C8-10)，變壓器(T1)，整流二極管(D12)，限流電阻(R10-11)，穩(wěn)壓管(DZ3)，電容(C6-7)所組成。
所說的電源電路，由變壓器(T2)，整流二極管(D8-11)，分壓電阻(R9-10)，供給雙穩(wěn)態(tài)電路正負(fù)直流電源，濾波電容(C4-5)所組成。
從原理圖可以看出，當(dāng)?shù)堕_關(guān)(K)合上時，按起動按鈕(SB1)，交流接觸器(KM)動作，KM接點吸合，電機正常運轉(zhuǎn)，此時雙穩(wěn)態(tài)電路正常工作，由于R7和R8阻值不同(R7＞R8)，所以Q1和Q2兩只三極管基極上所加的偏值不相等，因此電源接通后，Q1先導(dǎo)通，Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，與此同時開關(guān)元件(BT)，因有觸發(fā)電壓正常導(dǎo)通。而后放開按鈕(SB1)時，交流接觸器仍然正常工作，保證了電機正常運轉(zhuǎn)。
1.電機缺相或相壓嚴(yán)重不平衡檢測電路，當(dāng)不缺相或相差小于20％時，變壓器(T1)原邊(即N點對中線零點之間)有少量的電流流過，由于變壓比大，所以在付邊所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓小于2伏，而Q2基極處于正2伏電壓，所以雙穩(wěn)態(tài)電路，還是保持原來的工作狀態(tài)。當(dāng)電機三相電源某連接處松動或連接不好及外線掉相造成電機電源出現(xiàn)缺相或者相壓嚴(yán)重不平衡(≥20％)，T1原邊就有較高的輸入電壓而其付邊就有大于3伏的感應(yīng)電壓輸出，經(jīng)D12整流，C6濾波，R11和DZ3限幅，通過R10、D7加至Q2射基極間，極性H點為正G點為負(fù)，從而使雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)即Q2導(dǎo)通，Q1截止，這就切斷了觸發(fā)電壓，使雙向可控硅斷開，從而交流接觸器(KM)停止工作。此時就斷掉了電機的全部電源，保護(hù)了電機不被燒毀，電容C7是防止干擾而引起的誤動作(為0.47微法)。
2.過載保護(hù)，從過載檢測電路可知；電機的三相電源(A、B、C)，分別穿過三只帶有磁環(huán)的線圈(L1-3)，當(dāng)電機工作時，就有感應(yīng)電壓輸出，經(jīng)過二極管(D1-6)橋式整流，經(jīng)電容(C1)濾波后加在電位器(W)兩端上，當(dāng)電機電流未超過許可直，使穩(wěn)壓管(DZ1)處于未擊穿狀態(tài)，保持雙穩(wěn)態(tài)電路原工作狀態(tài)。(在電機未工作之前，先將電位器(W)E點和F點調(diào)到重合，當(dāng)電機工作時根據(jù)不同功率的電機，來調(diào)整電位器(W)E點的位置，使穩(wěn)壓管兩端的電壓(用表測量E、P兩點)要小于DZ1擊穿電壓，應(yīng)當(dāng)小于多少是根據(jù)不同電機的實際工作電流和額定電流之差大小，來確定E點的位置，也就是穩(wěn)壓管兩端電壓應(yīng)調(diào)到多少伏，(當(dāng)然要小于穩(wěn)壓管DZ1的擊穿電壓(小于4伏)，也可以根據(jù)不同電機電流的額定值，用分壓電阻先確定好E點的位置)。因某原因一旦發(fā)生過載，主回路電流據(jù)增，因此DF間電壓上升，從而EF電壓隨著增高，加在穩(wěn)壓管(DZ1)兩端的電壓是EF間電壓和GP間電壓之和，因EF間電壓升高，勢必引起穩(wěn)壓管(DZ1)擊穿，這時DZ1兩端電壓始終保持擊穿電壓為4伏左右，而EF間電壓大于穩(wěn)壓管(DZ1)的擊穿電壓，所以F點(也是G點)對P點的電壓就轉(zhuǎn)化為負(fù)值，這就使Q2導(dǎo)通，雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)，Q1截止，同時就切斷可控硅的觸發(fā)電壓，使可控硅斷開，而交流接觸器同時停止工作，也就切斷了電機的三相電源，達(dá)到保護(hù)電機因過流不被燒毀的目的。電阻R10的作用有兩個一是正常工作時，保證了S點電位能在正2伏左右，使Q2截止較好，以免誤動作，因為雙穩(wěn)態(tài)電路正(4伏)電源流經(jīng)R7到S點后分兩路，一路經(jīng)穩(wěn)壓管(DZ3)和R10到零點，而流通另一路則經(jīng)FE和穩(wěn)壓管(DZ1)，(此時尚未擊穿只有很小漏電流，因此等效電阻很大)到零點，又因為DZ3處于正向?qū)顟B(tài)降壓很小，所以要加R10，R10另一作用是當(dāng)HG間有較高電壓輸出時，限制Q2基極電流以免管子被燒壞。
本發(fā)明主要功能1.斷相保護(hù)；2.三相電壓嚴(yán)重不平衡(大于20％)保護(hù)；3.電機過載保護(hù)；4.電機掃鏜保護(hù)；5.繞組間短路保護(hù)；6.某相電壓接地保護(hù)；7.應(yīng)用在交流接觸器線圈電壓為380伏和220伏兩種；8.控制電機功率為3KW～320KW；9.應(yīng)用電機三相電源電壓為380伏和660伏兩種。
權(quán)利要求1.一種設(shè)在相線與相線或相線與零線之間，由熔斷器(FU)、交流接觸器(KM)、常閉按鈕(SB2)、常開按鈕(SB1)聯(lián)成電機控制回路，其特征在于控制回路中串聯(lián)一種電子開關(guān)元件，為電機多功能無觸點保護(hù)裝置的關(guān)健件，而該元件受雙穩(wěn)態(tài)電路控制，由于雙穩(wěn)態(tài)電路兩只二極管(Q1和Q2)只存在一只管子導(dǎo)通，另一只管子截止的特征，來控制電子開關(guān)元件通與斷，來達(dá)到保護(hù)電機的作用。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的電機多功能無觸點保護(hù)裝置其特征，在于所說的電子開關(guān)元件，為雙向可控硅或固態(tài)繼電器。
3.根據(jù)權(quán)利1要求所說的電機多功能無觸點保護(hù)裝置包括(1).雙穩(wěn)態(tài)電路是由三極管(Q1-2)，負(fù)載電阻(R2、R3、R6)，級間偶合電阻(R4-5)，偏值電阻(R7-8)，加速電容(C2-3)所組成。因R7＞R8，電機正常工作時Q1導(dǎo)通Q2截止；(2).缺相或相壓嚴(yán)重不平衡檢測電路，由三只高阻電容(C7-9)，變壓器(T1)，二極管(D12)，限流電阻(R10-11)，穩(wěn)壓管(DZ3)，濾波電容(C6)，防止干擾電容(C7)所組成，當(dāng)三相電壓，發(fā)生缺相或相壓嚴(yán)重不平衡時，該電路就有輸出電壓加在Q2射基極上，只要檢測電壓大于3伏時，Q2基極變?yōu)樨?fù)電位，Q2導(dǎo)通，使雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)Q1截止，這就掉斷了雙向可控硅的觸發(fā)電壓，使交流接觸器停止工作就保護(hù)了電機不被燒毀；(3).過截檢測電路，由線圈(L1-3)，整流二極(D1-6)，濾波電容(C1)，限流電阻(R1)，電位器(W)、穩(wěn)壓管(DZ1)所組成；電機正常工作時，穩(wěn)壓管(DZ1)未擊穿，通過電位器(W)調(diào)到即E、P兩點電壓小于穩(wěn)壓管(DZ1)擊穿電壓，當(dāng)過載時電流據(jù)增，此時加在穩(wěn)壓管(DZ1)兩端的電壓增高，使穩(wěn)壓管(DZ1)擊穿，G對P點由正轉(zhuǎn)化為負(fù)值，使雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)，Q2導(dǎo)通，Q1截止，此時雙向可控硅觸發(fā)電壓被切斷，使交流接觸器(KM)停止工作，也就斷了電機的三相電源，保護(hù)了電機不被燒毀。
專利摘要三相異步電動機,保護(hù)系統(tǒng)至今還存在很多不足之處,熔斷器對電機保護(hù)不可靠、熱繼電器、空氣開關(guān)、靈敏性差,使用過程中還會出現(xiàn)燒毀電機現(xiàn)象,各種電機保護(hù)器都是應(yīng)用繼電器的觸點通與斷來保護(hù)電機,因觸點易氧化、腐蝕,用一段時間后,經(jīng)常發(fā)生觸點跳火,導(dǎo)致觸點燒毀或粘連就失去對電機的保護(hù)作用。而電機多功能無觸點保護(hù)裝置具有安全、可靠、動作速度快、壽命長等優(yōu)點。從附圖
中可以看出,它是將熔斷器、熱繼電器、空氣開關(guān)全部取消。而本裝置應(yīng)用電子開關(guān)元件,串入電機控制回路中通與斷達(dá)到保護(hù)電機的作用。而電子開關(guān)元件又受雙穩(wěn)態(tài)電路控制。電機正常工作時Q
文檔編號H02H7/09GK2293148SQ9720349
公開日1998年9月30日 申請日期1997年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月16日
發(fā)明者王福海 申請人:王福海