專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種直流或交流電動(dòng)機(jī)的保護(hù)器。
目前，對(duì)于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部短路的保護(hù)措施一般是采用熔斷器保護(hù)，熔斷器的熔絲的選擇一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的2.5倍。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電流達(dá)到熔斷器的額定電流時(shí)，該電流還要持續(xù)一斷時(shí)間后熔絲才能熔斷。這樣對(duì)交流和直流電動(dòng)機(jī)的過(guò)壓、欠壓和過(guò)載以及交流電動(dòng)機(jī)的斷相和三相不平衡等造成的電動(dòng)機(jī)繞組電流過(guò)大，起不到及時(shí)的保護(hù)作用。對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組的過(guò)電流保護(hù)一般采用熱繼電器，電動(dòng)機(jī)繞組中電流超過(guò)一定值時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)主回路的電源。但是，熱繼電器具有以下缺點(diǎn)一、反應(yīng)較慢。電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)流后，根據(jù)過(guò)流的程度不同，尚需經(jīng)過(guò)一段不同的時(shí)間，熱繼電器才能動(dòng)作，不能對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組的過(guò)電流現(xiàn)象及時(shí)作出反應(yīng)；二、對(duì)安裝的環(huán)境溫度要求比較嚴(yán)格，可靠性較差；三、通用性較差。不同容量的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選擇不同型號(hào)的熱繼電器，特別是對(duì)大功率的電動(dòng)機(jī)有時(shí)需要增加電流互感器。
本實(shí)用新型的目的是，設(shè)計(jì)一種電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，它運(yùn)行可靠、通用性強(qiáng)，并且能在電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)電流時(shí)，迅速切斷電動(dòng)機(jī)的電源。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，它具有采樣電路、輸入端與采樣電路的輸出端連接的開(kāi)關(guān)電路。它的特殊之處是，采樣電路的輸入端的兩個(gè)端子分別與電動(dòng)機(jī)的主回路的一段導(dǎo)線(xiàn)的兩端連接，開(kāi)關(guān)電路控制繼電器的線(xiàn)圈導(dǎo)通和斷開(kāi)，繼電器的觸點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)主回路的導(dǎo)通和斷開(kāi)。
電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，電流流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電源線(xiàn)，在電源線(xiàn)上必然會(huì)產(chǎn)生一定的壓降。電動(dòng)機(jī)的電源線(xiàn)可以近似地看作一個(gè)純電阻，電流流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電源線(xiàn)時(shí)，在電動(dòng)機(jī)電源線(xiàn)上某一段上產(chǎn)生的壓降與流過(guò)的電流呈線(xiàn)性關(guān)系。這樣在電動(dòng)機(jī)電源線(xiàn)上某一段導(dǎo)線(xiàn)兩端的電壓的變化就能反映電動(dòng)機(jī)繞組中電流的變化。采樣電路的輸入端的兩個(gè)端子與電動(dòng)機(jī)的電源線(xiàn)(即主回路)的某一段導(dǎo)線(xiàn)的兩端連接，可以對(duì)這段導(dǎo)線(xiàn)的兩端的電壓采樣，也就是對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組中的電流采樣。采樣電路輸出的是直流信號(hào)，該直流信號(hào)可以直接控制開(kāi)關(guān)電路的斷開(kāi)和導(dǎo)通，也可以根據(jù)具體的需要對(duì)該直流信號(hào)進(jìn)行衰減或放大后再輸入開(kāi)關(guān)電路去控制開(kāi)關(guān)電路的斷開(kāi)和導(dǎo)通。如果保護(hù)的對(duì)象是直流電動(dòng)機(jī)，采樣電路的采樣信號(hào)是直流信號(hào)，該信號(hào)可以直接輸入開(kāi)關(guān)電路，也可以經(jīng)過(guò)放大電路放大或衰減后輸入開(kāi)關(guān)電路。如果保護(hù)的對(duì)象是交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，采樣電路的采樣信號(hào)是交流信號(hào)，采樣電路內(nèi)部尚需對(duì)該交流信號(hào)進(jìn)行整流和濾波，輸出的直流信號(hào)再去控制開(kāi)關(guān)電路。繼電器的線(xiàn)圈串接在開(kāi)關(guān)電路中，開(kāi)關(guān)電路的斷開(kāi)和導(dǎo)通，可以控制繼電器的釋放和吸合，從而通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)去控制電動(dòng)機(jī)的主回路。
當(dāng)本實(shí)用新型的保護(hù)對(duì)象是交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，本實(shí)用新型的采樣電路具有單相整流電路和與單相整流電路的輸出端連接的濾波電路。單相整流電路的輸入端為采樣電路的輸入端，濾波電路的輸出端為采樣電路的輸出端。
當(dāng)采樣電路輸出的直流信號(hào)不能直接驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電路時(shí)，本實(shí)用新型的采樣電路的輸出端與直流放大器的輸入端連接，直流放大器的輸出端與開(kāi)關(guān)電路的輸入端連接。
本實(shí)用新型的單相整流電路可以采用橋式整流電路，橋式整流電路的交流輸入端的一個(gè)端子與電動(dòng)機(jī)主回路中接觸器的輸出端連接，另一個(gè)端子與電動(dòng)機(jī)的輸入接線(xiàn)端子連接。
本實(shí)用新型的濾波電路可以采用π型濾波電路，它具有可調(diào)電阻R1、電容器C1和電容器C2，電容器C1的兩端為π型濾波電路的輸入端，分別與整流電路輸出端的正負(fù)極連接；可調(diào)電阻R1的一端與整流電路的輸出端正極連接，另一端與電容器C2的一端連接；電容器C2的另一端與整流電路的輸出端負(fù)極連接，電容器C2的兩端為π型濾波電路的輸出端。
本實(shí)用新型的開(kāi)關(guān)電路具有電阻R2、電阻R3、延時(shí)開(kāi)關(guān)K1和三極管BG，延時(shí)開(kāi)關(guān)K1與電阻R3并聯(lián)，它們的一端與濾波器的輸出端正極連接，它們的另一端與三極管BG的基極連接；電阻R2的一端與濾波電路的輸出端正極連接，另一端與濾波電路的輸出端負(fù)極連接；三極管BG的發(fā)射極與濾波器的輸出端負(fù)極連接，集電極與繼電器J1的線(xiàn)圈的一端連接，繼電器J1的線(xiàn)圈的另一端與直流電源的正極連接；繼電器J1的觸點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)的主回路。
本實(shí)用新型當(dāng)電動(dòng)機(jī)繞組中的電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電源線(xiàn)上的電壓升高，采樣電路對(duì)該電壓采樣后，經(jīng)過(guò)處理(或直接)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)電路斷開(kāi)和導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)電路控制繼電器吸合和釋放，從而通過(guò)繼電器的觸點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)的主回路，對(duì)電動(dòng)機(jī)起到保護(hù)作用。本實(shí)用新型可用于直流電動(dòng)機(jī)和單相或三相交流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的繞組中的電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，它能瞬間切斷電動(dòng)機(jī)的電源，它反應(yīng)比熱繼電器快。本實(shí)用新型對(duì)安裝的環(huán)境溫度要求不太嚴(yán)格，運(yùn)行比熱繼電器可靠。另外，本實(shí)用新型可以根據(jù)具體的保護(hù)要求，設(shè)定保護(hù)電流的大小，其通用性較強(qiáng)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖。
圖2是圖1中采樣電路的方框圖。
圖3是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖4為被控制電動(dòng)機(jī)的主回路電路圖。
如圖1、圖2、圖3和圖4所示是本實(shí)用新型用于單相交流電動(dòng)機(jī)的實(shí)施例。本實(shí)施例包括采樣電路、開(kāi)關(guān)電路和繼電器J1，其中采樣電路由單相整流電路和濾波電路組成。單相整流電路采用橋式整流電路Q(chēng)1，橋式整流電路Q(chēng)1的交流輸入端的a端與被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)D的電源線(xiàn)(主回路)上的交流接觸器K的輸出端e連接，交流輸入端的b端與電動(dòng)機(jī)D的接線(xiàn)端子f連接。濾波電路采用π型濾波電路，它由電容器C1、電容器C2和可調(diào)電阻R1組成。開(kāi)關(guān)電路由電阻R2、電阻R3、延時(shí)開(kāi)關(guān)K1和開(kāi)關(guān)三極管BG組成，開(kāi)關(guān)三級(jí)管BG可采用3DK4B，延時(shí)開(kāi)關(guān)K1與電阻R3并聯(lián)，電阻R3的阻值較大。繼電器J1的線(xiàn)圈串連在開(kāi)關(guān)三極管BG的集電極上。橋式整流電路Q(chēng)2、三端穩(wěn)壓?？?812、電容器C3和電容器C4用于給繼電器J1供電，橋式整流電路Q(chēng)2輸出的直流電經(jīng)電容器C3和電容器C4濾波以及三端穩(wěn)壓?？?812穩(wěn)壓后給繼電器J1的線(xiàn)圈提供直流電源。
使用時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)具體的保護(hù)要求，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R1的大小，設(shè)定保護(hù)電流值。起動(dòng)電動(dòng)機(jī)D，交流接觸器K閉合，電動(dòng)機(jī)D開(kāi)始起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)繞組中有電流流過(guò)，電動(dòng)機(jī)電源線(xiàn)e、f兩端產(chǎn)生電壓降。該電壓經(jīng)橋式整流電路Q(chēng)1的輸入端a、b采樣后，經(jīng)整流輸出直流信號(hào)，直流信號(hào)經(jīng)π型濾波電路濾波后，輸入開(kāi)關(guān)電路。由于交流電動(dòng)機(jī)D的起動(dòng)電流較大，在起動(dòng)過(guò)程中起動(dòng)電流一般大于設(shè)定的保護(hù)電流值，而使本實(shí)用新型產(chǎn)生誤動(dòng)作，所以在開(kāi)關(guān)電路中增加電阻R3和延時(shí)開(kāi)關(guān)K1。當(dāng)起動(dòng)的同時(shí)，延時(shí)開(kāi)關(guān)K1開(kāi)始延時(shí)，此時(shí)延時(shí)開(kāi)關(guān)K1沒(méi)有導(dǎo)通，因電阻R3阻值較大，π型濾波電路輸出的直流電壓不是直接加在開(kāi)關(guān)三極管BG的基極，開(kāi)關(guān)三極管BG不導(dǎo)通，繼電器J1不能動(dòng)作，這樣就避免了本實(shí)用新型在電動(dòng)機(jī)D起動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生誤動(dòng)作而使電動(dòng)機(jī)D無(wú)法起動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)D起動(dòng)完畢后，電動(dòng)機(jī)繞組流過(guò)的是正常的工作電流，此時(shí)延時(shí)開(kāi)關(guān)已經(jīng)延時(shí)閉合，π型濾波電路輸出的直流電壓信號(hào)直接加到開(kāi)關(guān)三極管BG的基極，因?yàn)檫@時(shí)電動(dòng)機(jī)D起動(dòng)完畢，π型濾波電路輸出的直流電壓信號(hào)已降低，開(kāi)關(guān)三極管BG也不能導(dǎo)通。一旦電動(dòng)機(jī)D發(fā)生故障或過(guò)載，使電動(dòng)機(jī)D繞組中的電流超過(guò)保護(hù)電流值時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)上e、f兩端的電壓升高，π型濾波電路輸出的直流電壓信號(hào)升高，開(kāi)關(guān)三極管BG導(dǎo)通，繼電器J1得電后動(dòng)作。繼電器J1的觸點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)D的控制回路，使交流接觸器K釋放，切斷電動(dòng)機(jī)D的電源，起到保護(hù)作用。
本實(shí)施例也可以用于對(duì)三相交流電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。用三個(gè)本實(shí)施例分別將采樣電路的交流輸入端a、b連接在三相交流電動(dòng)機(jī)的A、B、C三相的電源線(xiàn)上，三個(gè)繼電器J1、J2、J3的觸點(diǎn)共同控制三相交流電動(dòng)機(jī)的控制回路。當(dāng)三相交流電動(dòng)機(jī)的任意一相繞組中的電流超過(guò)設(shè)定的保護(hù)電流值時(shí)，繼電器就會(huì)通過(guò)電動(dòng)機(jī)的控制回路切斷電動(dòng)機(jī)的電源，從而起到保護(hù)作用。
權(quán)利要求1.電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，它具有采樣電路、輸入端與采樣電路的輸出端連接的開(kāi)關(guān)電路，其特征是，采樣電路的輸入端的兩個(gè)端子分別與電動(dòng)機(jī)的主回路的一段導(dǎo)線(xiàn)的兩端連接，開(kāi)關(guān)電路控制繼電器的線(xiàn)圈導(dǎo)通和斷開(kāi)，繼電器的觸點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)主回路的導(dǎo)通和斷開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是，采樣電路具有單相整流電路和與單相整流電路的輸出端連接的濾波電路，單相整流電路的輸入端為采樣電路的輸入端，濾波電路的輸出端為采樣電路的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是，采樣電路的輸出端與直流放大器的輸入端連接，直流放大器的輸出端與開(kāi)關(guān)電路的輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是，單相整流電路采用橋式整流電路，橋式整流電路的交流輸入端的一個(gè)端子與電動(dòng)機(jī)主回路中接觸器的輸出端連接，另一個(gè)端子與電動(dòng)機(jī)的輸入接線(xiàn)端子連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是，濾波電路采用π型濾波電路，它具有可調(diào)電阻(R1)、電容器(C1)和電容器(C2)，電容器(C1)的兩端為π型濾波電路的輸入端，分別與整流電路輸出端的正負(fù)極連接；可調(diào)電阻(R1)的一端與整流電路的輸出端正極連接，另一端與電容器(C2)的一端連接；電容器(C2)的另一端與整流電路的輸出端負(fù)極連接，電容器(C2)的兩端為π型濾波電路的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是，開(kāi)關(guān)電路具有電阻(R2)、電阻(R3)、延時(shí)開(kāi)關(guān)(K1)和三極管(BG)，延時(shí)開(kāi)關(guān)(K1)與電阻(R3)并聯(lián)，它們的一端與濾波器的輸出端正極連接，它們的另一端與三極管(BG)的基極連接；電阻(R2)的一端與濾波電路的輸出端正極連接，另一端與濾波電路的輸出端負(fù)極連接；三極管(BG)的發(fā)射極與濾波器的輸出端負(fù)極連接，集電極與繼電器(J1)的線(xiàn)圈的一端連接，繼電器(J1)的線(xiàn)圈的另一端與直流電源的正極連接；繼電器(J1)的觸點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)的主回路。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種直流或交流電動(dòng)機(jī)的保護(hù)器,為克服熱繼電器反應(yīng)慢、對(duì)安裝的環(huán)境溫度要求比較嚴(yán)格和通用性差的缺點(diǎn),它具有采樣電路、輸入端與采樣電路的輸出端連接的開(kāi)關(guān)電路。采樣電路的輸入端的兩個(gè)端子分別與電動(dòng)機(jī)的主回路的一段導(dǎo)線(xiàn)的兩端連接,開(kāi)關(guān)電路控制繼電器的線(xiàn)圈導(dǎo)通和斷開(kāi),繼電器的觸點(diǎn)控制電動(dòng)機(jī)主回路的導(dǎo)通和斷開(kāi)。本實(shí)用新型主要用于對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組中過(guò)電流進(jìn)行保護(hù),它反應(yīng)快、運(yùn)行可靠、通用性較強(qiáng)。
文檔編號(hào)H02H7/085GK2293915SQ9721318
公開(kāi)日1998年10月7日 申請(qǐng)日期1997年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月30日
發(fā)明者王光元 申請(qǐng)人:王光元