專利名稱:電動(dòng)機(jī)斷相過流全保護(hù)器的制作方法
本實(shí)用新型是一種對(duì)三相電機(jī)過載、斷相、短路和溫升進(jìn)行綜合保護(hù)的裝置。
三相交流電機(jī)的傳統(tǒng)保護(hù)一般為過載、欠壓和短路等幾種，對(duì)于中小型交流電機(jī)采用空氣開關(guān)較好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有反時(shí)限過載特性和斷相保護(hù)功能。而目前大量采用的交流接觸器配以熱繼電器和熔絲，這種結(jié)構(gòu)難于調(diào)整和配臺(tái)，并不能充分模擬電機(jī)的過載能力，也沒有斷相保護(hù)功能；對(duì)于小電機(jī)一般采用磁力啟動(dòng)器，配有熱繼電器，但同樣無斷相保護(hù)；而對(duì)于重要負(fù)荷的電機(jī)保護(hù)，可以采用一系列繼電器組成，雖然能獲得較好的保護(hù)特性，但成本太高，設(shè)備復(fù)雜，維修不方便，因而，目前采用的電機(jī)保護(hù)方法，其保護(hù)功能不夠完善，仍造成大量電機(jī)燒毀事故。
本發(fā)明的任務(wù)是設(shè)計(jì)一種具有保護(hù)誤差特性小、保護(hù)功能多、調(diào)節(jié)方便、試驗(yàn)容易、動(dòng)作靈敏可靠、重量輕、體積小、壽命長及耗電省的全保護(hù)器，這種保護(hù)器在電機(jī)過電流反時(shí)限動(dòng)作時(shí)，能適時(shí)切斷電源，電機(jī)在堵轉(zhuǎn)、電路斷相、相間短路、相對(duì)零短路，電機(jī)內(nèi)部繞組開路及短路、溫升超過額定時(shí)，進(jìn)行速斷保護(hù)，避免電機(jī)燒毀事故的發(fā)生，并能減少電機(jī)的熱沖擊，延長電機(jī)的使用壽命。
該保護(hù)器是采用集成電路和可控硅電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)、多功能綜合保護(hù)，它具有靈敏的斷相、多相短路的速斷保護(hù)，并有良好的反時(shí)限延時(shí)特性及溫度－－電流保護(hù)特性。
該電路結(jié)構(gòu)由自給電源電路〔1〕、啟動(dòng)電路〔2〕、電流過載取樣電路〔3〕(含溫度補(bǔ)償電路、溫度檢測電路)、反時(shí)限控制的適時(shí)電路〔4〕、比較控制電路〔5〕、負(fù)序電壓濾序器電路〔6〕、可控硅觸發(fā)電路〔7〕等組成，其全部電路系統(tǒng)與強(qiáng)電隔離是通過B1、B2、B3變壓器來完成。
該電路結(jié)構(gòu)的工作原理為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由電流互感器(或直通)檢測到的電流信號(hào)經(jīng)B1升壓，在次級(jí)得到兩路輸出電壓。其中一路經(jīng)QZ2橋式整流，C3、R3、C4濾波，D1穩(wěn)壓后，作為電路工作的負(fù)電源。另一路經(jīng)QZ1橋式整流，C2濾波后，既通過啟動(dòng)電路〔2〕作為電流過載取樣電壓加到電流過載取樣電路〔3〕上，又通過BG3、R7、D2、C12組成的穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓作為電路工作的正電源。此時(shí)，比較控制電路〔5〕輸出高電平，可控硅觸發(fā)電路〔7〕工作，連通自保持電路，電機(jī)投入正常運(yùn)行。
另一方面，由電流互感器(或直通)檢測到的電流訊號(hào)經(jīng)B1升壓。QZ1整流后，通過啟動(dòng)電路〔2〕，經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)(射過啟動(dòng)，時(shí)間約60－100秒)，在取樣電路〔3〕輸出端
得到一個(gè)較穩(wěn)定的電壓訊號(hào)，此訊號(hào)通過R9加入到適時(shí)電路〔4〕的
端，與
端的參考電壓(由R8、D3組成)進(jìn)行比較。
適時(shí)電路〔4〕實(shí)際為一單斜波電壓發(fā)生器，它和比較控制電路〔5〕構(gòu)成反時(shí)限延時(shí)電路，比較控制電路〔5〕的反相輸入端是由D6、R11、D7、D12組成的“或門”電路。當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)(躲過啟動(dòng)電流沖擊)，IC1輸出為低電平，IC2輸出為高電平，可控硅SCR導(dǎo)通，電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。一旦電機(jī)過載，或者電機(jī)溫度上升，取樣電路〔3〕輸出電壓升高，IC1輸出一個(gè)從屬于時(shí)間(此時(shí)間反比于過荷電流和溫度)的輸出電壓，當(dāng)此電壓超過比較電路〔5〕的參考電壓時(shí)，IC2輸出電平立即由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，其輸出端通過控制門二極管D9導(dǎo)通，控制可控硅觸發(fā)電路〔7〕停振，切斷電機(jī)自保持，斷開電機(jī)電源。
通過選擇不同的取樣電壓(根據(jù)不同規(guī)格電機(jī)的額定電流整定)，可以適用于各種不同電機(jī)的保護(hù)。
負(fù)序電壓濾序器〔6〕檢測斷相、短路及三相嚴(yán)重不平衡訊號(hào)，整流所得信號(hào)電壓與比較控制電路〔5〕的參考電壓比較，當(dāng)此電壓大于比較電壓時(shí)，IC2立即翻轉(zhuǎn)，可控硅關(guān)斷，瞬時(shí)切斷電機(jī)電源。在負(fù)序電壓濾序器〔6〕中，裝有抗干擾電容C7和由D10、D11組成的浪涌吸收電路。
適時(shí)電路〔4〕在其輸入與輸出端并聯(lián)有一個(gè)由D5、D12構(gòu)成的的門限電路，當(dāng)電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，取樣電壓迅速上升，并聯(lián)于適時(shí)控制電路上的門限管D5、D12導(dǎo)通，比較控制電路迅速翻轉(zhuǎn)，可控硅關(guān)斷，立即切斷電機(jī)電源。
電流過載取樣電路〔3〕是用轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行分檔整定，并用Rt正溫度系數(shù)的熱敏電阻進(jìn)行溫度補(bǔ)償，用“PIC”檢測電機(jī)溫升，使之取樣電壓隨溫度的升高而升高，保護(hù)延時(shí)時(shí)間相應(yīng)減少，適時(shí)切斷電機(jī)電源，達(dá)到保護(hù)電機(jī)之目的。
該保證器與已有技術(shù)比較具有下列優(yōu)點(diǎn)(一)與熱繼電器的過載反時(shí)限延時(shí)特性比較按國家標(biāo)準(zhǔn)JR熱繼電器在1.2倍額定電流的動(dòng)作時(shí)間小于20分鐘，本保護(hù)器則小于3分鐘；當(dāng)JR在1.5倍電流時(shí)，動(dòng)作時(shí)間小于2分鐘，而本保護(hù)器小于40秒鐘；當(dāng)JR在6倍電流時(shí)，動(dòng)作時(shí)間大于5秒鐘，本保護(hù)器小于1秒鐘，故本裝置動(dòng)作靈敏，可以確保電機(jī)的安全。
(二)與采用熔絲的短路保護(hù)相比較由于熔絲裝入熔斷器中，因接觸電阻發(fā)熱氧化，性能改變，可能發(fā)生非短路故障下熔斷而產(chǎn)生缺相運(yùn)行，而本保護(hù)器的短路保護(hù)性能穩(wěn)定，只有確實(shí)在堵轉(zhuǎn)或短時(shí)才會(huì)使保護(hù)器動(dòng)作。
(三)與GL型感應(yīng)繼電器比較當(dāng)感應(yīng)繼電器1.2倍電流時(shí)(整定在最短時(shí)間0.5秒)，其動(dòng)作時(shí)間為3.5秒，本保護(hù)器大于140秒；當(dāng)8倍額定電流時(shí)，感應(yīng)繼電器動(dòng)作時(shí)間為0.51秒，本保護(hù)器小于0.25秒；當(dāng)斷相時(shí)，感應(yīng)繼電器則無明顯的斷相保護(hù)功能，而本保護(hù)器的動(dòng)作時(shí)間小于0.2秒。
(四)與負(fù)序電壓繼電器比較本保護(hù)器不僅能反應(yīng)負(fù)序電壓的存在，而且還有較好的反時(shí)限延時(shí)特性和斷相保護(hù)特性。
綜上所述，該保護(hù)器既能在小電流過載時(shí)充分發(fā)揮電機(jī)過載能力，又能在嚴(yán)重事故出現(xiàn)時(shí)迅速斷開電機(jī)電源，實(shí)現(xiàn)了綜合保護(hù)電機(jī)之目的。
圖1為電動(dòng)機(jī)斷相過流全保護(hù)器的電氣原理圖；圖2較小容量電動(dòng)機(jī)通用接線法；圖3較大容量電動(dòng)機(jī)通用接線法；
圖4小容量電動(dòng)機(jī)直通接線法。
實(shí)施例附圖1為本保護(hù)器的一個(gè)實(shí)施例，其使用方法有(一)按出廠整定值工作出廠整定值如下表〔一〕備注欄說明，安裝方法參照安裝圖(圖2；圖3)，互感器選擇、擋位選擇參照表〔一〕；直通連接擋位選擇參照表〔二〕，其安裝方法參照安裝圖(圖4)。
備注一擋2.5A；二擋3.2A；三擋3.6A；四擋3.8A；五擋4A。
(二)為適應(yīng)生產(chǎn)單位不同規(guī)格電機(jī)，自行整定方法根據(jù)所用電機(jī)額定電流(直通方式)或配用電流互感器換算到次級(jí)的電流(互感器連接方式)選擇相應(yīng)擋位(一般取出廠整定值大于上述電流值之擋位)，儀器按相應(yīng)的接線圖接好，用萬用表直流10V擋
表筆接IC1⑥腳，
表筆接地，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，正常運(yùn)行2分鐘后，調(diào)整相應(yīng)擋位的微調(diào)電阻(W1－W5)，使萬用表指針指零，自行調(diào)定完畢，即可按正常使用。
權(quán)利要求
1.電動(dòng)機(jī)斷相過流全保護(hù)器，是由集成電路和可控硅等電路構(gòu)成，其特征在于有一個(gè)以集成電路作為反時(shí)限控制的適時(shí)電路[4]、比較控制電路[5]、負(fù)序電壓濾序器電路[6]及可控硅觸發(fā)電路[7]，并在電流過載取樣電路[3]前面裝有一個(gè)啟動(dòng)電路[2]，并有與強(qiáng)電隔離的變壓器B1、B2、B3。
2.按權(quán)利要求
1所述的電動(dòng)機(jī)斷相過流全保護(hù)器，其特征在于比較控制電路〔5〕的反相輸入端是由D6、R11、D7、R12組成的或門電路，其輸出端通過控制門二極管D9來控制可控硅觸發(fā)電路〔7〕。
3.按權(quán)利要求
1所述的電動(dòng)機(jī)斷相過流全保護(hù)器，其特征在于適時(shí)電路〔4〕在其輸入與輸出端并聯(lián)了一個(gè)由D5、D12構(gòu)成的門限電路。
4.按權(quán)利要求
1所述的電動(dòng)機(jī)斷相過流全保護(hù)器，其特征在于負(fù)序電壓濾序器〔6〕后，裝有抗干擾電容C7，和浪涌吸收電路D10、D11。
5.按權(quán)利要求
1所述的電動(dòng)機(jī)斷相過流全保護(hù)器，其特征在于電流過載取樣電路〔3〕，是用轉(zhuǎn)換開關(guān)和進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)腞t正溫度系數(shù)熱敏電阻，并在檢測電機(jī)溫度的電路結(jié)構(gòu)中采用了“PTC”器件。
專利摘要
本實(shí)用新型是一種對(duì)三相電機(jī)過載、斷相、短路和溫升進(jìn)行綜合保護(hù)的裝置，它既能在嚴(yán)重事故出現(xiàn)時(shí)，迅速斷開電機(jī)電源，又能在小電流過載時(shí)充分發(fā)揮電機(jī)過載能力。這種保護(hù)器是采用集成電路和可控硅電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了無觸點(diǎn)、多功能綜合保護(hù)，并有良好的反時(shí)限延時(shí)特性及溫度——電流保護(hù)特性。
文檔編號(hào)H02H7/085GK87204387SQ87204387
公開日1988年8月17日 申請日期1987年6月30日
發(fā)明者黃耀祊, 習(xí)福良, 習(xí)德晉 申請人:湖南省益陽縣洞庭電子設(shè)備廠, 湖南省益陽縣科委, 湖南省益陽地區(qū)水電局導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan