專利名稱：電動(dòng)機(jī)保護(hù)接觸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種有關(guān)電氣工況出現(xiàn)異常的保護(hù)裝置，特別是一種電動(dòng)機(jī)保護(hù)接觸器。
為了防止電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由于某種原因缺少一根火線或者過(guò)載燒毀電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)象發(fā)生，一般采用電熱型、電壓型和電流型保護(hù)器解決。由于前種類型即熱繼電器不能很好地保證電動(dòng)機(jī)正常工作，眼下正逐漸被后兩種替代。電壓型保護(hù)器，其斷相信號(hào)從三相火線串聯(lián)的分壓電阻的公共點(diǎn)上取出，這適于在星形接法的電機(jī)上使用，斷相后由于電機(jī)繞組感應(yīng)電勢(shì)的作用，不能及時(shí)切斷電源；還有一種接法，則是將三支取樣電阻接成星形，從中性點(diǎn)與地之間取出斷相信號(hào)，這種接法，在三相負(fù)載不平衡的情況下，不斷相也易于跳閘，影響生產(chǎn)。電流型保護(hù)器的工作原理是將穿心互感器安裝在三相火線上檢測(cè)斷相信號(hào)，經(jīng)放大器驅(qū)動(dòng)繼電器工作切斷電源。這種保護(hù)器在感應(yīng)電流大時(shí)，易燒毀放大管，而且成本高，安裝麻煩。其次，無(wú)論電壓型還是電流型，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、元器件多且都需與交流接觸器相配合，給安裝帶來(lái)不便。再則，保護(hù)器做成獨(dú)立整機(jī)，在人們保護(hù)意識(shí)不一的情況下，它就成了可用可不用的產(chǎn)品，因此，達(dá)不到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述缺陷，提供一種電動(dòng)機(jī)保護(hù)接觸器，無(wú)論是在斷相或者過(guò)載、短路時(shí)，也不論何種接法的電機(jī)或者三相不平衡，它均對(duì)電動(dòng)機(jī)具有十分可靠的保護(hù)作用。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的其外殼內(nèi)設(shè)有斷相、過(guò)載、短路保護(hù)電路，采用穩(wěn)壓二極管DW從三相自耦降壓變壓器B相連的三相橋式整流器Z2取出斷相電壓信號(hào)，采用同極性并聯(lián)的兩個(gè)電流互感器LH檢測(cè)出過(guò)載、短路電流信號(hào)，此兩信號(hào)分別經(jīng)斷相保護(hù)電路中的三極管T2，過(guò)載、短路保護(hù)電路中的T3、可控硅KG1，輸至或門保護(hù)出口電路中的KG2控制極G上，G極經(jīng)R17接地，KG2正極接三相橋式整流器Z1正極，KG2負(fù)極與電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制回路相連，停機(jī)按鈕TN并聯(lián)在KG2正、負(fù)極上，T2發(fā)射極、T3集電極并接于慢啟動(dòng)電源電路中的三端集成穩(wěn)壓器SW輸出端上。
前述方案中，通過(guò)螺栓將交流接觸器外殼和滅弧罩緊固在上述的裝有斷相、過(guò)載、短路保護(hù)電路的外殼上。交流接觸器外殼內(nèi)，裝有交流接觸器和由機(jī)械臂、脫扣器組成的控制觸頭動(dòng)作的機(jī)械閉鎖裝置。脫扣器線圈兩端串接在與KG2負(fù)極相連的失壓脫扣電路中。失壓脫扣電路的作用是保證電機(jī)在失壓(斷相)時(shí)切斷電源，停止電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。在失壓脫扣電路中，脫扣器線圈一端接KG3、KG2負(fù)極，另一端接C6和Z1負(fù)極，C6另一端接D20負(fù)極、KG3正極和R16，R16另一端和KG3控制極接地。D20正極接Z1正極。這是一種將交流接觸器、斷相和過(guò)載、短路保護(hù)融為一體的方便用戶的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置。
而前述的一種沒有和交流接觸器融為一體的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，其電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制回路中，可以串入一繼電器常閉觸點(diǎn)，以便故障信號(hào)經(jīng)過(guò)或門保護(hù)出口電路去觸發(fā)該繼電器，切斷電機(jī)供電電路，保護(hù)電機(jī)不燒毀。
為了避免因漏電危及人身安全的現(xiàn)象發(fā)生，可以在上述方案的或門保護(hù)出口電路中，其D17正極上接有由D18和并聯(lián)的電容C4、電阻R7組成的漏電檢測(cè)電路。
本實(shí)用新型工作原理是電動(dòng)機(jī)按常規(guī)方式啟動(dòng)、運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)斷相或電機(jī)出現(xiàn)過(guò)載、短路以及漏電現(xiàn)象時(shí)，分別通過(guò)各檢測(cè)元件、判斷元件輸出故障信號(hào)，經(jīng)過(guò)或門保護(hù)出口電路去觸發(fā)可控硅KG1控制極，KG1導(dǎo)通，從而使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制回路中的繼電器或者機(jī)械閉鎖裝置動(dòng)作，切斷電機(jī)供電電路，以保護(hù)電機(jī)不致于燒毀。采用慢啟動(dòng)電源電路的作用是，避免電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流超過(guò)正常5～7倍所造成的誤動(dòng)作。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是其一，斷相部分中的檢測(cè)元件少，且性能可靠，無(wú)論何種接法的電機(jī)或是三相不平衡，斷相后的電機(jī)均可以及時(shí)受到100％的保護(hù)。
其二，使用方便，不需要調(diào)試，用戶只需調(diào)節(jié)開關(guān)到與電機(jī)功率匹配的檔位即可，且精度高，電機(jī)過(guò)載、短路時(shí)不會(huì)燒毀。
其三，方便用戶，既有單獨(dú)的斷相、過(guò)載、短路保護(hù)器，又有與交流接觸器CJ融為一體的斷相、過(guò)載、短路保護(hù)器。且后種保護(hù)器，不論何種容量的CJ，其運(yùn)行時(shí)功耗少，僅耗電零點(diǎn)幾瓦，跳閘瞬間耗電也才3W，而現(xiàn)有的各種市售電機(jī)保護(hù)器，以20A容量的CJ為例，運(yùn)行時(shí)耗電9W，且隨匹配的CJ容量增高而耗電增大。此外，后種保護(hù)器還可避免發(fā)生因那些保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)的用戶由于不裝電機(jī)保護(hù)器所帶來(lái)的損失。
其四，生產(chǎn)容易，調(diào)試簡(jiǎn)單，成本較低。


圖1是本實(shí)用新型外形圖；圖2是本實(shí)用新型電路原理圖；圖3是本實(shí)用新型的機(jī)械閉鎖裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如圖1所示滅弧罩1、外殼2、外殼3依次用螺栓緊固。外殼2內(nèi)裝有交流接觸器CJ和由機(jī)械臂16、脫扣器所組成的控制觸頭動(dòng)作的機(jī)械閉鎖裝置。外殼3內(nèi)裝有斷相、過(guò)載、短路保護(hù)電路。外殼3的殼體面上，設(shè)有電機(jī)功率選擇開關(guān)4，過(guò)載保護(hù)整定指示燈5，過(guò)載保護(hù)整定調(diào)整電位器6和斷相檢測(cè)指示燈7。外殼2殼體面上，裝有兩個(gè)電流互感器8，電路中電源連接線9穿過(guò)電流互感器腔體后，其端頭通過(guò)交流接觸器CJ出線端子及固定螺釘10與滅弧罩1殼體相連。以上序號(hào)4、5、6、7、8，分別是圖2電路中的K、發(fā)光二極管LED1、W、LED2、LH。
如圖2所示，本實(shí)用新型的電路包括電源回路、慢啟動(dòng)電源回路、斷相保護(hù)電路、過(guò)載和短路保護(hù)電路、漏電檢測(cè)電路、或門保護(hù)出口電路和失壓脫扣回路等部分。
本實(shí)用新型設(shè)有和交流接觸器CJ融為一體(見圖1)以及沒有CJ的兩種電機(jī)保護(hù)接觸器，除前者多一個(gè)失壓脫扣回路部分外，余電路組成相同。具體情況如下。
電源電路由三相自耦降壓器B和三相橋式整流器Z1、Z2組成。B線圈原邊端頭分別和A、B、C三相電源線相連，副邊有二組抽頭分別和Z1、Z2相接。B提供兩組電壓等級(jí)的電壓經(jīng)Z1、Z2整流后，供保護(hù)用。Z1、Z2分別由六個(gè)二極管組成。
慢啟動(dòng)電源回路由三端集成穩(wěn)壓器SW、電容C1和C5、電阻R11、R12和R13、三極管T1及二極管D19組成。SW輸入端接Z2正極和穩(wěn)壓二極管DW負(fù)極，以及經(jīng)C1接R11、T1集電極和C5接地端；SW輸出端分別經(jīng)R12接R13、T1發(fā)射極、R11的另一端以及SW公用地，經(jīng)D19正極接R13另一端、T1基極和C5非地端。
或門保護(hù)出口電路由D15、D16、D17、分壓電阻R14和R15、可控硅KG2及R17組成。D15、D16、D17正極分別接斷相保護(hù)電路的T2集電極、過(guò)載和短路保護(hù)電路的KG1負(fù)極、漏電檢測(cè)部分的D18負(fù)極，其負(fù)極并接于R14、R15的連接點(diǎn)。R14另一端接地。R15另一端接KG2控制極G上。KG2正極接Z1正極，KG2控制極G經(jīng)R17接地，KG2正、負(fù)極上并聯(lián)有停機(jī)按鈕TN。
下面結(jié)合本實(shí)用新型工作過(guò)程敘述圖2中其余部分電路結(jié)構(gòu)一、斷相保護(hù)電路組成包括DW、LED2、R8、R9、R10、R17和T2。DW負(fù)極接Z2正極；DW正極經(jīng)R8接R9和T2基極，又經(jīng)LED2負(fù)極接R17。T2集電極接D15正極和經(jīng)R10接地，T2發(fā)射極接SW輸出端。R9和R17另一端接地。
當(dāng)DW檢測(cè)信號(hào)(未經(jīng)穩(wěn)壓)高于DW擊穿電壓時(shí)，DW導(dǎo)通，經(jīng)R8、R9分壓后加到T2基極，由于T2采用硅PNP開關(guān)管，所以三相正常供電時(shí)，T2基極正向偏置，T2呈阻斷狀態(tài)，其集電極輸出負(fù)信號(hào)，而負(fù)信號(hào)對(duì)D15呈反偏截止，或門無(wú)正電壓輸出。當(dāng)三相交流電源中某相斷線時(shí)，DW阻斷，使T2基極呈負(fù)偏，T2導(dǎo)通，其集電極輸出正電壓使D15導(dǎo)通，經(jīng)R14、R15分壓后去觸發(fā)KG2，使串接在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制回路中的繼電器或機(jī)械閉鎖裝置動(dòng)作，切斷主回路CJ，從而保護(hù)電機(jī)不燒毀。
二、過(guò)載、短路保護(hù)C2和全波整流器并聯(lián)于兩個(gè)同極性相連的LH的副邊上。開關(guān)K的活動(dòng)臂尾端與全波整流器D13、D14的正極端相連，頭端則與接在T3基極上的電機(jī)功率選擇電路相連。T3發(fā)射極經(jīng)KG1負(fù)極接D16正極上，且經(jīng)LED1接并聯(lián)的C3、R6。T3集電極接SW輸出端。C3、R6另一端接地。KG1正極、控制極并聯(lián)有R5。
電機(jī)功率選擇電路由4個(gè)(或＞、＜4個(gè))電阻(R1、R2、R3、R4)和可調(diào)電阻W及R18組成。四個(gè)電阻一端并接于W，另一端空著，可依次與K活動(dòng)臂頭端相接，形成電機(jī)功率選擇檔位。W另一端及中心點(diǎn)接T3基極且經(jīng)R18接地。
LH檢測(cè)出過(guò)載、短路電流信號(hào)，經(jīng)D13、D14全波整流后，降落在R1或R2或R3或R4上(具體電壓降值視T3基極關(guān)斷電壓臨界點(diǎn)的值而定)，微調(diào)W，使LED1處于亮、熄之間的臨界點(diǎn)上，此時(shí)電機(jī)正常工作電流被整定在1.3倍(視為過(guò)載的1.3倍電流)以內(nèi)。
電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，T3不導(dǎo)通且無(wú)輸出。當(dāng)電機(jī)電流超過(guò)1.3倍及以上時(shí)，T3導(dǎo)通，C3、C6開始計(jì)時(shí)。若在允許過(guò)載時(shí)間內(nèi)，過(guò)載電流消失，則KG1仍然阻斷，無(wú)故障信號(hào)輸出。如到了允許過(guò)載時(shí)間還未消失，則T3輸出故障信號(hào)(正電壓)，經(jīng)R5降壓后觸發(fā)KG1導(dǎo)通，于是D16導(dǎo)通，經(jīng)R14、R15分壓后去觸發(fā)KG2導(dǎo)通，使串接在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制回路中的繼電器或機(jī)械閉鎖裝置動(dòng)作，切斷主回路CJ，從而保護(hù)電機(jī)不被燒毀。若過(guò)載電流上升很快，則C3很快被充滿，切斷電源時(shí)間縮短。因此，此電路具有過(guò)載反時(shí)限特性，所以此電路兼有過(guò)載及短路保護(hù)功能。
三、漏電保護(hù)由C4、R7、D18組成。C4、R7并聯(lián)，其一端接地，另一端經(jīng)D18負(fù)極接D17。
若電機(jī)因定子線圈絕緣損壞并接機(jī)殼發(fā)生漏電現(xiàn)象時(shí)，漏電流經(jīng)C4、R7降壓進(jìn)入D17，去觸發(fā)KG2，使串接在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制回路中的繼電器或機(jī)械閉鎖裝置動(dòng)作，切斷CJ回路，從而防止人身觸電事故發(fā)生。
如圖3所示，本實(shí)用新型的機(jī)械閉鎖裝置位于外殼2內(nèi)，其由機(jī)械臂16、脫扣器組成。機(jī)械臂16呈“
”形狀，其桿體中部依靠支點(diǎn)17連接在外殼2上；其左端與CJ動(dòng)觸頭15相連，再往下是CJ機(jī)構(gòu)，即定觸頭14、彈簧13、電磁鐵12和線圈11；其右端插銷臂有一供插銷18配合的凹槽。與外殼2內(nèi)支架相連的脫扣器，是由插銷18、銜鐵19和線圈20組成。插銷18尾端固定在銜鐵19中部。線圈20(即圖2中TQ)內(nèi)腔設(shè)有鐵芯。TQ串接在失壓脫扣回路中。
如圖2所示的失壓脫扣回路，TQ一端接KG2和KG3的負(fù)極，另一端接C6和Z1負(fù)極，C6另一端接D20負(fù)極、KG3正極和R16，R16另一端和KG3控制極并接于地，D20正極接Z1正極。
本機(jī)械閉鎖裝置工作原理是當(dāng)或門D15、D16、D17中任一路有正電壓到來(lái)時(shí)，經(jīng)R14、R15分壓后去觸發(fā)KG2控制極G，使KG2導(dǎo)通，于是TQ得電，鐵芯吸合銜鐵19，使插銷18頭端脫離機(jī)械臂16凹槽，主回路CJ觸頭斷開，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；TQ失電時(shí)，鐵芯磁力消失，銜鐵在彈簧(未畫)作用下復(fù)位。再啟動(dòng)時(shí)(按啟動(dòng)按鈕HN)，插銷又插入凹槽，CJ觸頭結(jié)合，于是電機(jī)又開始運(yùn)轉(zhuǎn)。若使電機(jī)停止工作，只要按動(dòng)停機(jī)按鈕TN即可。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)機(jī)保護(hù)接觸器，其外殼(3)內(nèi)設(shè)有斷相、過(guò)載、短路保護(hù)電路，其特征在于穩(wěn)壓二極管DW從三相自耦降壓變壓器B相連的三相橋式整流器Z2取出斷相電壓信號(hào)，由同極性并聯(lián)的兩個(gè)電流互感器LH檢測(cè)出過(guò)載、短路電流信號(hào)，此兩信號(hào)分別經(jīng)斷相保護(hù)電路中的三極管T2，過(guò)載、短路保護(hù)電路中的T3、可控硅KG1，輸至或門保護(hù)出口電路中KG2的控制極G上，KG2正極接三相橋式整流器Z1正極，KG2負(fù)極與電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制回路相連，T2發(fā)射極、T3集電極并接于慢啟動(dòng)電源電路中三端集成穩(wěn)壓器SW輸出端上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于裝有斷相、過(guò)載、短路保護(hù)電路的外殼(3)上，有用螺栓與之相連的外殼(2)、滅弧罩(1)，外殼(2)內(nèi)設(shè)有交流接觸器CJ和機(jī)械閉鎖裝置，機(jī)械閉鎖裝置是由機(jī)械臂(16)、脫扣器組成，脫扣器由插銷(18)、銜鐵(19)和線圈20(簡(jiǎn)稱TQ)組成，TQ串接在失壓脫扣回路中，TQ空腔內(nèi)有一鐵芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接觸器，其特征在于所述的失壓脫扣回路中，TQ一端接KG2、KG3的負(fù)極，另一端接C6和Z1負(fù)極，C6另一端接D20負(fù)極、KG3正極，并經(jīng)R16接KG3控制極和接地，D20正極接Z1正極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的接觸器，其特征在于由D18和并聯(lián)的電容C4、電阻R7組成的漏電檢測(cè)電路中，C4、R7一端接地，另一端經(jīng)D18負(fù)極與或門保護(hù)出口電路中的D17正極相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于斷相保護(hù)電路中，DW負(fù)極接Z2正極，DW正極經(jīng)R8接R9及T2基極，經(jīng)發(fā)光二極管LED2負(fù)極接R17，R9和R17另一端接地，T2集電極接D15正極和經(jīng)R10接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于過(guò)載、短路保護(hù)電路中，LH副邊兩端并接有C2和全波整流器D13、D14，開關(guān)K的活動(dòng)臂尾端與D13、D14正極相連，頭端則與接在T3基極上的電機(jī)功率選擇電路相連，T3發(fā)射極經(jīng)KG1負(fù)極接或門保護(hù)出口電路中的D16正極上，經(jīng)LED1負(fù)極接并聯(lián)的C3、R6、C3、R6另一端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接觸器，其特征在于電機(jī)功率選擇電路中，電阻R1、R2、R3、R4一端并聯(lián)于可調(diào)電阻W一端上，W另一端及中心接點(diǎn)與T3基極相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于慢啟動(dòng)電源電路中，SW輸出端分別經(jīng)R12接R13、T1發(fā)射極、R11和SW公用地，經(jīng)D19正極接R13另一端、T1基極和C5，C5和R11的另一端接地且接T1集電極和C1，C1另一端接SW輸入端和DW負(fù)極。
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于電氣工況出現(xiàn)異常的電動(dòng)機(jī)保護(hù)接觸器，其外殼(3)內(nèi)設(shè)有保護(hù)電路。電路中，由穩(wěn)壓二極管DW檢測(cè)的斷相電壓信號(hào)和由同極性并聯(lián)的兩個(gè)電流互感器LH檢測(cè)的過(guò)載、短路電流信號(hào)，分別經(jīng)斷相保護(hù)電路中的三極管T
文檔編號(hào)H02H7/09GK2144363SQ92244280
公開日1993年10月20日 申請(qǐng)日期1992年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月10日
發(fā)明者張開雄, 雙浩云 申請(qǐng)人:張開雄, 雙浩榮