專(zhuān)利名稱(chēng)：電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本設(shè)計(jì)屬于電機(jī)自動(dòng)保護(hù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有電機(jī)保護(hù)是采用熱敏方式，這種方式在長(zhǎng)時(shí)間輕微過(guò)載情況下能準(zhǔn)確動(dòng)作，保護(hù)電機(jī)，但在嚴(yán)重過(guò)載或缺相情況下，比如5500瓦電機(jī)嚴(yán)重超載電流達(dá)到80～100A，電機(jī)發(fā)熱，需要一定預(yù)熱時(shí)間，保護(hù)裝置才動(dòng)作，切斷電源，但在大多數(shù)情況下此時(shí)電機(jī)已燒壞或漆包線老化。所以這種熱敏方式保護(hù)裝置不可靠，而且在引線短路、缺相、機(jī)殼漏電情況下起不了保護(hù)作用。
本設(shè)計(jì)的目的就是要制造一種電機(jī)保護(hù)裝置，在各種過(guò)載情況下都能對(duì)電機(jī)進(jìn)行可靠的保護(hù)，并且在短路、缺相、機(jī)殼漏電情況下都能切斷電源，以保護(hù)電機(jī)不被燒毀或避免發(fā)生事故。
為了達(dá)到上述目的，本設(shè)計(jì)在三相電機(jī)的各相上設(shè)置有電流檢測(cè)裝置。當(dāng)過(guò)載、缺相、短路時(shí)，一相或多相電流必然增加，檢測(cè)裝置檢測(cè)到電流的增加，利用檢測(cè)到的信號(hào)控制電源接觸器，使接觸器斷開(kāi)，從而切斷電源，保護(hù)電機(jī)。由于該裝置是直接檢測(cè)電機(jī)中流過(guò)的電流，一旦電流增加，開(kāi)關(guān)馬上動(dòng)作，所以電機(jī)絕對(duì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀。為了避免瞬時(shí)脈沖電流的干擾和起動(dòng)時(shí)電流大可能造成的誤動(dòng)作，本設(shè)計(jì)的保護(hù)裝置中還設(shè)有保護(hù)延時(shí)電路。另外，本設(shè)計(jì)的保護(hù)裝置在電機(jī)機(jī)殼與地之間還接有一個(gè)漏電檢測(cè)繼電器，一旦機(jī)殼漏電，繼電器控制電源接觸器切斷電源，以避免發(fā)生事故。本設(shè)計(jì)的另一特點(diǎn)是過(guò)載保護(hù)可以根據(jù)具體使用情況調(diào)節(jié)過(guò)載閥值。
下面將結(jié)合附圖對(duì)本設(shè)計(jì)的具體實(shí)施例進(jìn)行描述，但本設(shè)計(jì)并不限于該實(shí)施例，基于本設(shè)計(jì)構(gòu)思的其他實(shí)施例設(shè)計(jì)人也是想到的，所以也屬于本設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。


圖1、電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖圖2、互感器剖面圖圖3、電流檢測(cè)裝置電路圖圖4、保護(hù)延時(shí)電路圖圖5、接觸器電路圖圖6、繼電器觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)接線圖圖7、漏電保護(hù)電路圖圖8、本設(shè)計(jì)另一種實(shí)施例電路圖圖9、本設(shè)計(jì)電流檢測(cè)電路另一種實(shí)施例電路圖圖1是本設(shè)計(jì)的電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)圖。其中，1外殼、2接觸器、3線路板、4表盤(pán)(指針用以表示電流過(guò)載的閥值)、5互感器、6啟動(dòng)開(kāi)關(guān)按紐、7停機(jī)按紐。圖中線路板3安裝在表盤(pán)4下面，接觸器2、互感器5、線路板之間的連接詳后。
圖2是本設(shè)計(jì)裝置中互感器5的剖面圖，其中8互感器外殼、9鐵芯、10互感器初級(jí)線圈、11互感器次級(jí)線圈。
參見(jiàn)圖3－7。圖5中三相交流電源a、b、c接電源接觸器。接觸器三個(gè)觸點(diǎn)的連接與斷開(kāi)是由吸力包(電磁線圈)控制的。當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)K1按下時(shí)(由常開(kāi)到閉合)，吸力包通電，接觸器三個(gè)觸點(diǎn)連接，三相交流電通過(guò)接觸器流到互感器(互感器有三組線圈B1、B2、B3見(jiàn)圖3)，再流向電機(jī)(未畫(huà)出)。當(dāng)電機(jī)通電后，端子(1)和(2)通過(guò)圖6所示的開(kāi)關(guān)線路接通(將具體描述)，此時(shí)放開(kāi)K1接觸器，三個(gè)觸點(diǎn)也是連通的。K2是正常工作時(shí)，人為切斷電源，停止電機(jī)工作。
圖3電流檢測(cè)電路，互感器的三個(gè)線圈組B1、B2、B3，將初級(jí)線圈中的電流變化感應(yīng)到次級(jí)線圈中引起電壓的變化，當(dāng)初級(jí)電流增加時(shí)，次級(jí)電壓升高。
缺相保護(hù)二極管D1、繼電器J1和電容器C1組成a相缺相保護(hù)電路；二極管D2、繼電器J2和電容器C2組成b相缺相保護(hù)電路；二極管D3、繼電器J3和電容器C3組成c相缺相保護(hù)電路。繼電器J1、J2、J3的觸點(diǎn)是常開(kāi)的，在電機(jī)通電時(shí)，B1、B2、B3次級(jí)線圈中的感應(yīng)電壓經(jīng)過(guò)D1、D2、D3的整流和C1、C2、C3的濾波后，給J1、J2、J3供電，使J1、J2、J3的觸點(diǎn)閉合。當(dāng)abc中一相或二相或三相缺相時(shí)，相應(yīng)的B1、B2、B3中無(wú)電流，相應(yīng)的繼電器J1、J2、J3中無(wú)工作電流，所以相應(yīng)的觸點(diǎn)斷開(kāi)(見(jiàn)圖5)，端子(1)和(2)必然斷開(kāi)，吸力包CJ8中無(wú)電流，接觸器三個(gè)觸點(diǎn)斷開(kāi)(參見(jiàn)圖5)，電源被切斷，可避免因缺相或電壓不平衡引起電流過(guò)大，導(dǎo)致電機(jī)的燒毀。
圖3中，二極管D4、D5、D6，電感器L1、電容器C6以及三個(gè)互感線圈B1、B2、B3的次級(jí)線圈組成過(guò)載、短路電流檢測(cè)電路。
短路保護(hù)繼電器J4、電容器C4和電位器W1組成短路保護(hù)電路，當(dāng)電機(jī)引線a′b′c′當(dāng)中任意二根短路時(shí)，例如a′b′兩端短路，由于電源不接負(fù)載而直接接通，所以互感線圈B1B2初級(jí)電流驟增，引起次級(jí)電壓驟增，經(jīng)過(guò)二極管D4、D5、D6的半波整流，以及電感器L1和C6的濾波后，在M、N兩點(diǎn)間的直流電壓驟增，繼電器J4兩端電壓超過(guò)最低工作電壓，繼電器J4動(dòng)作，觸點(diǎn)由常閉變?yōu)榇蜷_(kāi)(見(jiàn)圖6)，端子(1)、(2)斷開(kāi)，如前所述電源被切斷，從而電機(jī)在短路情況下也得到保護(hù)。電位器W1在此起分壓作用，調(diào)節(jié)W1可調(diào)節(jié)加在繼電器J4上的電壓，使它在正常情況和輕量過(guò)載達(dá)不到最低工作電壓，以免在輕微過(guò)載或脈沖干擾時(shí)引起誤動(dòng)作。
過(guò)載保護(hù)當(dāng)嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，比如電流超過(guò)啟動(dòng)電流，相當(dāng)于短路，如上所述由繼電器J4動(dòng)作，從而切斷電源，保護(hù)電機(jī)，調(diào)節(jié)W1即可調(diào)節(jié)是否嚴(yán)重過(guò)載的閥值。在輕量過(guò)載情況下，雖然電流超過(guò)不很多，但如長(zhǎng)時(shí)間工作電機(jī)也會(huì)燒毀或漆包線老化，本設(shè)計(jì)的保護(hù)裝置可以根據(jù)具體工作情況對(duì)這種過(guò)載進(jìn)行保護(hù)，即根據(jù)具體情況選擇一個(gè)電流閥值，工作電流在該閥值以下電機(jī)不會(huì)燒壞，工作電流超過(guò)閥值電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作后將會(huì)被燒壞，在過(guò)載電流超過(guò)該閥值時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷電源，使電機(jī)免于燒壞。繼電器J5、電容器C5、電位器W2和W3就組成這樣的過(guò)載保護(hù)電路。當(dāng)電機(jī)過(guò)載時(shí)，流過(guò)互感器B1、B2、B3初級(jí)的電流增加，如前所述M、N兩端之間的電壓升高，繼電器J5上的電壓超過(guò)最低工作電壓，繼電器J5動(dòng)作，其觸點(diǎn)由常開(kāi)變?yōu)殚]合(見(jiàn)圖4)。W2和W3也起分壓作用，調(diào)節(jié)W2和W3可改變加在繼電器J5上的電壓，即可調(diào)節(jié)(或選擇)上述過(guò)載電流閥值，電位器W2阻值大起粗調(diào)作用，電位器W3阻值相對(duì)小起微調(diào)作用。這里繼電器J5的觸點(diǎn)沒(méi)有直接接到端子(1)、(2)之間去，而是接到圖4所示的保護(hù)延時(shí)電路中，這是為了避免由于瞬時(shí)脈沖干擾和啟動(dòng)電流大引起的誤動(dòng)作而設(shè)計(jì)的。圖4中，吸力包線圈兩端w、t的交流電壓通過(guò)變壓器B4感應(yīng)到u、v兩端，通過(guò)二極管D7半波整流。當(dāng)電機(jī)過(guò)載時(shí)，如前所述繼電器J5觸點(diǎn)閉合，那么經(jīng)過(guò)半波整流后的電流再經(jīng)過(guò)電位器W4和C7、C8形成的濾波電路濾波和延時(shí)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間T后，在繼電器J6上形成的電壓超過(guò)其最低工作電壓，J6動(dòng)作，其觸點(diǎn)由常閉變?yōu)閿嚅_(kāi)，因此端子(1)、(2)斷開(kāi)，電源切斷，電機(jī)得到保護(hù)。調(diào)節(jié)電位器W4或改變電容器C7C8的大小可改變上述時(shí)間T，使之在0－10秒(當(dāng)然也可以更長(zhǎng)些)內(nèi)變化。這樣就可避免由于啟動(dòng)電流大或脈沖干擾造成的誤動(dòng)作，即當(dāng)啟動(dòng)電流或脈沖干擾電流來(lái)到時(shí)，雖然繼電器J5很快就動(dòng)作，但由于啟動(dòng)電流或脈沖干擾電流過(guò)去后，繼電器J5又馬上動(dòng)作，其觸點(diǎn)斷開(kāi)，那么在繼電器J6上形成的電壓達(dá)不到其最低工作電壓，繼電器J6觸點(diǎn)不會(huì)動(dòng)作，電源不會(huì)切斷。
圖7中，繼電器J7線圈一端接電機(jī)機(jī)殼，另一端接地，漏電時(shí)，機(jī)殼上就有一定的電壓，這個(gè)電壓加在繼電器J7上，繼電器J7動(dòng)作，其觸點(diǎn)由常閉變?yōu)閿嚅_(kāi)(見(jiàn)圖6)，因此端子(1)、(2)斷開(kāi)，電源切斷，以免發(fā)生事故。
圖6中，在端子(1)、(2)之間繼電器J1、J2、J3、J4、J6、J7的觸點(diǎn)形成一個(gè)串聯(lián)的開(kāi)關(guān)，只要其中一個(gè)斷開(kāi)，端子(1)、(2)就立即斷開(kāi)。其中還串有保護(hù)繼電器觸點(diǎn)的保險(xiǎn)絲。由于繼電器J1、J2、J3、J4、J6、J7的觸點(diǎn)，在上述短路、缺相、過(guò)載或其他原因引起電流增大的情況下，能在瞬間內(nèi)斷開(kāi)，切斷電源，因此電機(jī)可以絕對(duì)保證安全，永不燒毀。
圖8展示出本設(shè)計(jì)的另一種具體實(shí)施例。與上述實(shí)施例比較，區(qū)別在于在三個(gè)互感線圈組的次級(jí)線圈中分別串聯(lián)了一個(gè)電阻器R1、R2、R3，以便在大功率電機(jī)保護(hù)時(shí)，起限流作用。另外，繼電器J1、J2的觸點(diǎn)不是直接接在端子(1)、(2)之間，而是分別與繼電器J2、J3的線圈串聯(lián)。這種連接同樣能起到缺相保護(hù)功能，工作原理如下當(dāng)c相缺相時(shí)，繼電器J3觸點(diǎn)斷開(kāi)，端子(1)(2)斷開(kāi)，電源切斷；當(dāng)b相缺相時(shí)，繼電器J2觸點(diǎn)斷開(kāi)，繼電器J3線圈無(wú)電壓，繼電器J3觸點(diǎn)斷開(kāi)，電源切斷；當(dāng)a相缺相時(shí)，繼電器J1觸點(diǎn)斷開(kāi)，繼電器J2、J3觸點(diǎn)順序斷開(kāi)，電源切斷。這種連接方法優(yōu)點(diǎn)在于繼電器觸點(diǎn)壽命可以延長(zhǎng)。
圖9是本設(shè)計(jì)電流檢測(cè)電路另一種實(shí)施例，a相檢測(cè)電路B1、D4，b相檢測(cè)電路B2、D5以及c相檢測(cè)電路B3、D6不象圖3所示實(shí)施例那樣串聯(lián)連接，而是并聯(lián)連接。當(dāng)過(guò)載時(shí)(只要有一相過(guò)載，比如a相過(guò)載，B1中電流增大)必然導(dǎo)致M、N兩點(diǎn)電壓上升，保護(hù)電路動(dòng)作，切斷電源，保護(hù)電機(jī)；當(dāng)引線短路時(shí)(比如a′b′短路，則B1、B2中電流增加)必然導(dǎo)致M、N點(diǎn)間電壓上升，保護(hù)電路動(dòng)作，切斷電源，保護(hù)電機(jī)。這種電流檢測(cè)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于過(guò)載、短路保護(hù)時(shí)更加準(zhǔn)確可靠。
權(quán)利要求1.一種電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于外殼(1)中裝有接觸器(2)、線路板(3)、互感器(5)，并且在外殼(1)的上半表面裝有表盤(pán)(4)；其電路部分包括互感器、電流檢測(cè)電路、保護(hù)電路和電源控制電路，電流檢測(cè)電路輸入端與互感器連接，輸出端與保護(hù)電路連接，而保護(hù)電路輸出端又與電源控制電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于電流檢測(cè)電路所檢測(cè)的電流是流過(guò)接在電源和電機(jī)之間的互感器中的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于三個(gè)相的電流互感器(B1、B2、B3)的次級(jí)線圈與各相中的二級(jí)管(D4、D5、D6)串聯(lián)或并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所說(shuō)的保護(hù)電路包括三個(gè)缺相保護(hù)電路，分別對(duì)應(yīng)交流電的三個(gè)相。它們由繼電器(J1、J2、J3)線圈與二極管(D1、D2、D3)串聯(lián)而成，繼電器(J1、J2、J3)線圈上還各并有一個(gè)電容(C1、C2、C3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所說(shuō)的保護(hù)電路包括一個(gè)過(guò)載保護(hù)電路，它由電容器(C4)與繼電器(J4)線圈并聯(lián)再與電位器(W1)串聯(lián)而成，電位器(W1)可調(diào)節(jié)短路電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所說(shuō)的保護(hù)電路包括一個(gè)過(guò)載保護(hù)電路，它由繼電器(J5)線圈、第一個(gè)電位器(W2)和第二個(gè)電位器(W3)三個(gè)串聯(lián)而成，在繼電器(J5)兩端還并聯(lián)有電容器(C5)，第一電位器可對(duì)過(guò)載電壓進(jìn)行粗調(diào)，第二電位器可對(duì)過(guò)載電壓進(jìn)行微調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所說(shuō)的電路還包括一個(gè)保護(hù)延時(shí)電路，在該電路中，二極管(D7)、繼電器(J5)的觸點(diǎn)、電位器(W4)以及由電容器(C7、C8)與繼電器(J6)線圈的并聯(lián)電路串聯(lián)起來(lái)接到變壓器B4的次級(jí)線圈兩端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所說(shuō)的保護(hù)電路還包括一個(gè)漏電保護(hù)電路，它由繼電器(J7)形成，其線圈一端接電機(jī)機(jī)殼，另一端接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求4－－8的電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于各保護(hù)電路中的繼電器(J1、J2、J3、J4、J6、J7)的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)全部串聯(lián)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求4－－8的電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于a相缺相保護(hù)電路中的繼電器(J1)的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)串聯(lián)到b相缺相保護(hù)電路中，b相缺相保護(hù)電路中的繼電器(J2)的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)串聯(lián)到c相缺相保護(hù)電路中，其它保護(hù)電路的繼電器(J3、J4、J6、J7)的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于互感器有三組鐵芯、三個(gè)初級(jí)線圈、三個(gè)次級(jí)線圈，用絕緣膠注入，固定在一個(gè)外殼內(nèi)。
專(zhuān)利摘要一種電機(jī)全自動(dòng)保護(hù)裝置，在電源缺相、機(jī)殼漏電、電機(jī)引線短路、電機(jī)過(guò)載時(shí)都能迅速切斷電源，確保電機(jī)永不燒毀。為了使電機(jī)在輕微過(guò)載不致?lián)p壞而能正常工作，本裝置設(shè)有過(guò)載電流閥值調(diào)節(jié)電路。為了避免因啟動(dòng)電流大或脈沖電流干擾引起的誤動(dòng)作，本裝置還設(shè)有保護(hù)延時(shí)電路。本裝置電路簡(jiǎn)單，卻能在所有故障情況下對(duì)電機(jī)實(shí)行保護(hù)，而且安全可靠。上述功能發(fā)揮都有賴(lài)于互感器的設(shè)計(jì)和制造。
文檔編號(hào)H02H9/02GK2030772SQ8820007
公開(kāi)日1989年1月11日 申請(qǐng)日期1988年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月11日
發(fā)明者趙金, 趙德生, 趙柱, 趙先, 趙桂英 申請(qǐng)人:趙金, 趙德生, 趙柱, 趙先, 趙桂英