專利名稱：智能電磁控制保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電氣設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及到對電網(wǎng)進行保護的智能電磁控制保護器裝置。
在供配電電路中，為了供遠距離接通與分斷電路或?qū)涣麟妱訖C進行頻繁控制，就要采用交流接觸器作為配電網(wǎng)中所必備的開關(guān)裝置，而交流接觸器的核心部分，即電磁控制保護器，它是一種基于電磁驅(qū)動的開關(guān)裝置，稱為IEMP，即Intelligent Electromagnetic Protector，這種電磁控制保護器又由智能電子控制保護器IECP，即Intelligent Electronic controlProtector，加上控制線圈、鐵芯等三部分組成。它們除了成功的運用到交流接觸器上，還能應(yīng)用到電磁閥電器上。
在已有的交流接觸器中，普遍存在運行功耗大及噪音大等缺陷，而且多數(shù)采用較貴重的優(yōu)質(zhì)矽鋼片作鐵芯，由于全國用量非常大，不僅矽鋼片消耗量可觀，而且單此設(shè)備，每年耗電量達150億度之多。為了解決這一問題，已有相應(yīng)的技術(shù)研究，都先后提出了新的技術(shù)方案，解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，由于取消了為維持吸合所施加在吸合線圈中的電流，便從根本上解決了節(jié)約電能和降低噪聲問題，這是技術(shù)上的顯著進步，但是科學(xué)技術(shù)是不斷的發(fā)展與進步的，更新的成就總是在克服已有技術(shù)缺陷的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，上述交流接觸器雖做到了節(jié)能與降低噪聲，但是對磁路的控制還不能做到智能化，對電路控制與保護的有效性以及用電設(shè)備因電網(wǎng)過壓、過流、欠壓、斷相等造成的損壞的防護性都尚欠缺，有待改進，為此就提出了更加完善的利用智能電磁控制保護器的構(gòu)思方案。
本實用新型的目的，是為了克服已有的控制保護器中，對其控制部分還不夠智能化，開關(guān)裝置在現(xiàn)場應(yīng)用中缺少靈活性，對可能造成損壞時的防護性差等問題，而重新設(shè)計一種利用智能化的、集控制與保護于一體的高效節(jié)電的保護裝置。
本實用新型是依靠下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種智能電磁控制保護器，由鐵芯、控制線圈及控制電路部分組成，其特征在于，所采用的鐵芯為節(jié)能型鐵芯，分上下鐵芯兩部分，采用無磁隙整體結(jié)構(gòu)；所采用的控制電路部分為智能電子控制保護器，該保護器設(shè)置在一個盒體內(nèi)，其核心部分是內(nèi)部的智能電子控制保護器的線路板，從板上引出饋線，分別連接到下鐵芯外面的控制線圈上和三相回路中。節(jié)能型鐵芯是采用Q315鋼材，分上下鐵芯兩個部分，其造型特點是去掉磁短路環(huán)和接觸面的嵌槽，采用無磁隙整體結(jié)構(gòu)，從而保證了良好的磁化特性、剩磁保持特性和退磁特性，以實現(xiàn)高效節(jié)電及無噪音等優(yōu)點。
智能控制保護器既可以接受人工開關(guān)命令，隨時指揮接觸器接通與分斷，又可以隨時監(jiān)視電網(wǎng)參數(shù)的變化，及通過傳感器監(jiān)視其他物理量的變化，通過IECP的測試判斷，發(fā)出命令指揮控制線圈和鐵芯分斷接觸器達到保護目的，該保護器的核心是其盒體內(nèi)的線路板，智能電子控制保護器線路中的一個主要特點，是將以往傳統(tǒng)電路中的并聯(lián)充電電路(通過線圈L與一個大電阻二極管并聯(lián))的結(jié)構(gòu)，改為直接用線圈L串聯(lián)給電容C6充電的電路結(jié)構(gòu)。
智能電子控制保護器線路中的另一個特點是，電子開關(guān)K3由傳統(tǒng)電路中放置在主回路的位置改變到放置在支路位置，就可不必選用非常大而貴的電子開關(guān)，從而簡化了電路裝備。
本方案的主要有益效果是，該智能電子控制保護器的引入，使它集控制與保護功能于一體，根據(jù)需要可集總或單一地選配組合下述控制與保護功能A、遠距離手動快速接通與分斷開關(guān)控制。
B、遠距離延時啟動控制，延時時間可根據(jù)需要設(shè)定。
C、故障停電立即/延時分斷，延時時間在5秒內(nèi)任意設(shè)定。
D、欠壓立即/延時分斷保護，欠壓電平在(60-85％)U額范圍內(nèi)可任意精確設(shè)定，當(dāng)電網(wǎng)電壓降到所設(shè)電平時，接觸器一次分斷。延時分斷時間可在100ms--5s內(nèi)任意設(shè)定。
E、過壓立即/延時分斷保護，最高過壓范圍不超過125％U額。
F、斷相保護任一相斷相都有會立即分斷。
G、啟動前遇欠壓、過壓或斷相時，保證啟動不了。
H、過流保護遇斷相或過載時造成過流，自動分斷。
I、節(jié)能型節(jié)電率達98％以上，運行無噪音，線圈使用壽命長，接觸器使用溫度加寬(+55℃--15℃)，且具有電子鎖扣式接觸器功能。
J、本保護器體積小，與接觸器一體安裝，成本低廉。
以下結(jié)合附圖，進一步說明實施例。


圖1為智能電磁控制保護器IEMP在交流接觸器上應(yīng)用的示意圖。
圖2為智能電子控制保護器線路原理圖。
其中，1為交流接觸器總體部分，1.2為陶瓷支撐座，上鐵芯1.1為動鐵芯，它與作為靜鐵芯的下置鐵芯1.4相對放置，1.3為反力彈簧，1.5為三相主回路開關(guān)。纏繞在鐵芯1.4之外的激磁線圈即為連接到智能控制保護器上的控制線圈2，它由P1、P2接入智能電子控制保護器3的電路中，3.1為包括儲能電容C6在內(nèi)的充放電電路，3.2為延時啟動及具有保護功能的電子開關(guān)K3的回路，傳統(tǒng)電路是接在主回路中P3點處，本實施例中是設(shè)置在總電路的支路中。
電路中C5、C6、R14構(gòu)成的時間常數(shù)放電回路，解決了停叫延時分斷的問題。
在電路中，增加了A、C相與B、C相間的雙路欠壓保護回路，實現(xiàn)了斷相保護問題。
本電路的具體實施情況如下I、接通、分斷控制按下AT時，A、C相間電壓通過控制線圈L→R13→C6→D8、D9與C5、D7的并聯(lián)支路→K3→R18串聯(lián)回路形成控制電流。該電流在R18上的瞬間壓降觸發(fā)定時器(IC4)實現(xiàn)K2的定時導(dǎo)通控制。于是A相電壓通過L→K2→C相形成大的線圈激磁電流，在此電流作用下，接觸器主回路開關(guān)接通。定時結(jié)束后，K2截止，A、C相間電壓繼續(xù)通過上述的控制電流回路給C6充電，當(dāng)C6上充電電壓達到與A、C相間電壓平衡時，此回路電流趨于零。之后，完全靠剩磁維持鐵芯吸合，主回路開關(guān)接通。
當(dāng)按上NT或故障停電時，電容C3將通過R14→C5放電，當(dāng)C5上電壓達到足夠高時，便通過D6→R17到K2控制極，使K2接通，便形成C2通過R13→L→R12→K2→C6的使鐵芯退磁的C6放電電流，于是鐵芯退磁，接觸器分斷。
II、過壓、欠壓、斷相、過流保護控制圖2中IC1、IC2、IC3皆為雙路電壓檢測器，A、C相間電壓通過D1整流、R1C2濾波、D3穩(wěn)壓提供所有集成電路電源，由D4穩(wěn)壓提供集成片基準(zhǔn)電壓。其中IC2為相間電壓欠壓和電源端斷相的電平檢測電路。由圖可見，它同時檢測A、C和A、B相間兩路欠壓電平，實際上，A、C相，B、C相以及A、B相間任何兩相間欠壓都會被檢測出來。通過R6、R7分壓比可比例地設(shè)置B、C相間欠壓保護電平，通過R8、R9分壓比例地設(shè)置B、C相同欠壓電平，通過與基準(zhǔn)電壓比較，以測試是否出現(xiàn)欠壓。
IC1為過壓檢測和啟動延時電路，通過R4、R5分壓比可比例地設(shè)置過壓電平，通過與基準(zhǔn)電壓比較測試出是否過壓。
IC3與信調(diào)器、適配器組成雙路通用的檢測器。既可以用互感器或熱敏電阻傳感器實現(xiàn)電動機負載斷相過載保護，又可以通過接入壓力、溫度、應(yīng)變等傳感器實現(xiàn)不同物理量高低限的保護。電路中對所有物理量都是通過不同的適配器和信調(diào)變?yōu)楸壤碾妷毫吭贗C3中與基準(zhǔn)進行比較來確定超限的。
利用電平檢測器超限時其輸出為低電平的特點，用一個正“與”負“或”門將所有保護輸出歸一，然后民延時啟動輸出再“或”，統(tǒng)一控制K3的控制極G，顯然無論那種情況超限，都會使控制極G變低，從而使K3截止，一旦K3截止，C6則會通過線圈L放電，使鐵芯消磁，接觸器分斷達以保護目的。
應(yīng)當(dāng)指出的是，IC2的雙路欠壓保護，又兼而實現(xiàn)了接觸器主回路輸入側(cè)的斷相保護，而這種斷相情況要占總斷相情況80％左右。以電動機為例，無論是采用三角形或星形連接，在可能燒毀電機的負載下，任一相斷相，該上電壓都會降低到80％額定電壓下，那么只要將欠壓電平設(shè)置到80％Ue，則可保證任何一相斷相都會起到保護作用。
III、關(guān)于延時啟動由圖可見，由于或門與D5構(gòu)成的“正”與“負”或邏輯，只有當(dāng)或門輸出和IC1的1腳輸出皆為高時，K3的控制極G才能為高，K3才導(dǎo)通。由于或門輸出經(jīng)R11C3積分加到IC1的一個輸入端，所以在一切都正常的情況下，按下啟動開關(guān)AT，或門輸出為高，但啟動不了K3，只有經(jīng)過τ＝R11C3延時后，IC1的1腳輸出才變高，從而使K3導(dǎo)通，R18上的壓降觸發(fā)定時器，使K2導(dǎo)通，鐵芯磁化吸合，主回路開關(guān)接通。τ便是啟動延時時間。
IV、關(guān)于手動快速分斷，停電延時分斷功能啟動后，遇故障停電時，C6便會通過R14C5放電，時間常數(shù)τ＝R14·(C5·C6/C5+C6)，當(dāng)C5上的充電電壓足以通過D6R17觸發(fā)K1時，K1導(dǎo)通，從而形成通過線圈L的退磁電流，使鐵芯退磁釋放。顯然通過改變τ1便可實現(xiàn)停電延時分斷。
在τ1確定后，為了實現(xiàn)手動快速分斷，是通過圖示的與分斷開關(guān)NT相連接的R17而實現(xiàn)的?？梢姲聪翹T，R17便通過L，R13與R14并聯(lián)，只要將R17減小，顯然便會大大減小τ1，達到快速分斷目的。
權(quán)利要求1.一種智能電磁控制保護器，由鐵芯、控制線圈及控制電路部分組成，其特征在于，所采用的鐵芯為節(jié)能型鐵芯，分上下鐵芯兩部分，采用無磁隙整體結(jié)構(gòu)；所采用的控制電路部分為智能電子控制保護器，該保護器設(shè)置在一個盒體內(nèi)，其核心部分是內(nèi)部的智能電子控制保護器線路板，從板上引出饋線，分別連接到下鐵芯外面的控制線圈和三相回路中。
2.按照權(quán)利要求1所述的電磁控制保護器，其特征在于，所包含的智能電子控制保護器線路中，采取直接用線圈L串聯(lián)給電容C6充電的電路結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1所述的電磁控制保護器，其特征在于，所包含的智能電子控制保護器線路中，將電子開關(guān)K3回路設(shè)置到支路位置。
4.按照權(quán)利要求1所述的電磁控制保護器，其特征在于，所包含的智能電子控制保護器線路中，增加了A、C相與B、C相間的雙路欠壓保護回路。
5.按照權(quán)利要求1所述的電磁控制保護器，其特征在于，所述鐵芯的材料為Q315鋼材。
專利摘要一種智能電磁控制保護器,所采用的鐵芯為節(jié)能型鐵芯,所采用的控制電路部分為智能電子控制保護器,該保護器設(shè)置在一個盒體內(nèi),由內(nèi)部的智能控制保護器線路上引出饋線,分別連接到下鐵芯外面的控制線圈和三相回路中,該保護器集控制與保護功能于一體,具有高效、節(jié)能、體積小等特點,與接觸器一體安裝,成本低廉。
文檔編號H01H47/00GK2402042SQ0020000
公開日2000年10月18日 申請日期2000年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月3日
發(fā)明者王宇 申請人:王宇