專利名稱：三相電機(jī)斷相保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對(duì)偏離正常電工作情況的不希望有的變化直接起反應(yīng)的自動(dòng)斷開緊急保護(hù)電路裝置，具體地說是一種斷相保護(hù)器。
因斷相燒毀三相電機(jī)，目前占電機(jī)電氣故障的50％以上，每年為此支出的費(fèi)用相當(dāng)可觀，而由此造成的經(jīng)濟(jì)損失則更大。斷相保護(hù)因而引起了廣大科技工作者的重視?，F(xiàn)有的斷相保護(hù)裝置按信號(hào)采集的方式分為兩大類一類是電壓型，一類是電流型。電壓型是從三相電路中直接引線連接保護(hù)裝置。當(dāng)出現(xiàn)斷相時(shí)，因缺失相間電壓，使保護(hù)裝置動(dòng)作，斷開主回路。但在實(shí)際工作中，由于三相電機(jī)繞組的存在，當(dāng)出現(xiàn)斷相時(shí)，相間還有較高的感生電壓存在，造成保護(hù)裝置根本不動(dòng)作，電機(jī)仍被燒毀。電流型斷相保護(hù)裝置，一般是由電流信號(hào)拾取電路、信號(hào)處理電路、跳閘信號(hào)形成電路和跳閘執(zhí)行電路連接組成。其電流信號(hào)的拾取，均是采用線性電流互感器或者功率電阻等元件，跳閘信號(hào)形成電路和執(zhí)行電路中需有專用配套電源供電。采用線性電流互感器，為了克服鐵芯的磁飽和性，需選用較大體積的鐵芯，并配備去飽和裝置。采用功率電阻，使用中發(fā)熱也比較嚴(yán)重。專用電源的配置，也同時(shí)造成價(jià)格提高，無法與中小電機(jī)相配套。上述電流型斷相保護(hù)裝置中所存在的問題，嚴(yán)重阻礙了斷相保護(hù)裝置的推廣使用。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低、可做為各類三相電閘附件并適用于各種三相電機(jī)的斷相保護(hù)裝置，以使其得以真正普及推廣。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的斷相保護(hù)裝置仍由電流信號(hào)拾取電路、信號(hào)處理電路、跳閘信號(hào)形成電路和跳閘執(zhí)行電路連接組成。電流信號(hào)拾取電路是將三個(gè)非線性電流互感器(CT1～CT3)的原邊繞在三相電源主回路上，三互感器付邊為Y或△形聯(lián)接，*端接于三相橋式整流器(D1～D6)的輸入端。信號(hào)處理電路為在三相橋式整流器(D1～D6)輸出端并聯(lián)的電阻R1支路。跳閘信號(hào)形成電路將串聯(lián)的電容C1和二極管D7支路與電阻R1支路并聯(lián)，在電容C1和二極管D7之間的節(jié)點(diǎn)上連接觸發(fā)電路。跳閘執(zhí)行電路是從三相電源主回路引線接三相橋式整流器(D11～D10)的輸入端，整流器輸出端接脫扣器或繼電器的電磁線圈L和晶閘管SCR，晶閘管的門極與跳閘信號(hào)形成電路中的觸發(fā)電路相接。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)之一是電流取樣元件為非性電流互感器，當(dāng)穿過互感器的主回路導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，付邊便有交流電平U2感生，反之電平為0。由于不需再考慮付邊電壓與原邊電流的線性關(guān)系，互感器鐵芯磁通可以飽和，這就使得互感器體積可大為減小，以至小于晶體管收音機(jī)上的輸入變壓器，從而可方便地將其裝于印刷電路板上。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)之二是電流互感器兼做信號(hào)采樣和觸發(fā)電源雙重功能，從而省去了專用電源配置。且因無發(fā)熱元件，整機(jī)體積可進(jìn)一步縮小，從而可制成與空氣開關(guān)、刀閘或接觸器等三相電閘配合使用的專門附件，方便了安裝和使用。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)之三是利用斷相后單向橋式整流波比常態(tài)時(shí)三相橋式整流波的交流分量絕對(duì)值大近十倍的原理，將交流分量提出蓄存，在其電量足夠時(shí)，利用負(fù)阻元件盡數(shù)放出，形成跳閘脈沖，使電路動(dòng)作，切斷主回路電源，同時(shí)自身也脫離電源。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖2是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例電路原理圖。
如圖1所示，在三相交流電源主回路的每一相線上均纏繞一非線性電流互感器(CT1～CT3)，三互感器付邊可為Y或△形聯(lián)接，*端接于三相橋式整流器(D1～D6)的輸入端，這一部分構(gòu)成電流信號(hào)拾取電路。在三相橋式整流器(D1～D6)的輸出端并聯(lián)有電阻R1支路，此支路為信號(hào)處理電路。在該支路旁還并聯(lián)有由電容C1和二極管D7串聯(lián)構(gòu)成的支路，在電容C1和二極管D7之間的節(jié)點(diǎn)上連接觸發(fā)電路，這部分構(gòu)成跳閘信號(hào)形成電路。觸發(fā)電路是從電容C1和二極管D7之間的節(jié)點(diǎn)串接二極管D8、電阻R2、雙向二極管D9和電阻R4后接晶閘管SCR的門極。在電阻R2和雙向二極管D9之間的節(jié)點(diǎn)上并聯(lián)有電容C2和電阻R3，C2和R3的另一端接地線。在晶閘管的門極和地線之間并聯(lián)有電容C3和電阻R5。將晶閘管的陰陽(yáng)極與脫扣器或繼電器的電磁線圈L和地線相連接，電磁線圈上并接保護(hù)二極管D10。晶閘管和電磁線圈L跨接在三相橋式整流器(D11～D16)的輸出端，整流器輸入端接在三相電源主回路上。晶閘管、電磁線圈和整流器構(gòu)成了跳閘執(zhí)行電路。
本實(shí)用新型的工作過程是三相常態(tài)時(shí)，CT1、CT2、CT3的原邊均有工作電流，付邊所感生的電壓U2經(jīng)整流器整流后輸出三相橋式整流波Ud。因電容C1的隔直作用，Ud的直流分量全部被阻，所通過的僅是占Ud百分之幾的紋波部分，其數(shù)值遠(yuǎn)小于雙向二極管D9的轉(zhuǎn)折電壓，跳閘信號(hào)自不能成。
合閘過渡時(shí)，盡管涌流通過C1，卻因所選R2C2值遠(yuǎn)大于過渡時(shí)間，C2上的電壓尚未積到D9的轉(zhuǎn)折電壓，過渡便告結(jié)束。此后C2上的電量通過電阻R3盡數(shù)釋放，跳閘信號(hào)亦不能成。
三相缺二時(shí)，主回路不通，于電機(jī)M無礙，跳閘信號(hào)也不必成。
三相缺一時(shí)，不論合閘時(shí)還是在運(yùn)行中，電機(jī)M均受威協(xié)。此時(shí)三非線性互感器中有一個(gè)不能輸出感生電壓，整流器的輸出電壓Ud只能是單相橋式整流波。此波的交流分量絕對(duì)值比同等條件下的三相橋式整流波的交流分量絕對(duì)值大約十倍。此分量經(jīng)C1耦合，D7、D8整流，再經(jīng)R2積聚于C2。當(dāng)C2端電壓大于D9的轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，D9導(dǎo)通。由于D9的負(fù)阻特性，儲(chǔ)于C2的電荷迅速?zèng)_過R4，形成跳閘脈沖信號(hào)。適當(dāng)選取C2，使之積有足量電荷，以使SCR可靠導(dǎo)通。SCR導(dǎo)通后，電磁線圈L得電，使脫扣器或者繼電器執(zhí)行跳閘動(dòng)作，切斷電機(jī)和自身電源。
圖3給出的是一種較好實(shí)施例的電路原理圖，其中的電流信號(hào)拾取電路、信號(hào)處理電路和跳閘執(zhí)行電路均未改變，僅是跳閘信號(hào)形成電路中的觸發(fā)電路做一變動(dòng)，即用三極管11、T2連接組成模擬單結(jié)晶體管作為負(fù)阻元件。具體結(jié)構(gòu)是觸發(fā)電路從電容C1和二極管D7之間的節(jié)點(diǎn)串接二極管D8和電阻R2后，接于由三極管T1、T2接成的模擬單結(jié)晶體管中T1的發(fā)射極上。在該發(fā)射極和地線之間并聯(lián)有電容C2和電阻R3，在電容C1的一端接二極管D9和由電阻R6、R7組成的分壓電路。電容C4與分壓電路并聯(lián)，分壓電路的中間節(jié)點(diǎn)接三極管T2的集電極，T2的發(fā)射極經(jīng)電阻R4接晶閘管SCR門極，在晶閘管門極和地線之間并聯(lián)有電容C3和電阻R5。
本實(shí)施側(cè)中的負(fù)阻元件T1、T2接成了一個(gè)正反饋放大電路，對(duì)于經(jīng)C1耦合過來的單相整流波，當(dāng)其電壓值超過分壓電路的分壓值時(shí)，就可觸發(fā)導(dǎo)通T1，并使T2飽和導(dǎo)通，從而形成跳閘脈沖，并使SCR可靠導(dǎo)通，保護(hù)器動(dòng)作，切斷電源。將本方案與上例相比較，由于調(diào)整分壓電路R6/R7的值，即可方便地整定模擬單結(jié)晶體管的分壓比，從而適應(yīng)更寬參數(shù)范圍的非線性電流互感器，使本裝置從體積與成本上進(jìn)一步下降，可更適合與中小電機(jī)配套。
用UJT、PUT、SUS、SBS等負(fù)阻元件取代圖1中的雙向二極管，并適當(dāng)更替外圍元件，可形成本實(shí)用新型諸多的實(shí)施例。
本實(shí)用新型由于采用了非線性電流互感器作采樣元件并兼做觸發(fā)電源，且不需中線，因而使得整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，成本低，且工作可靠。由于體積小，可做為空氣開關(guān)、刀閘、接觸器等三相電閘的附件，用于各種型號(hào)三相電機(jī)的斷相保護(hù)，以節(jié)約費(fèi)用開支，減小經(jīng)濟(jì)損失。
權(quán)利要求1.一種三相電機(jī)斷相保護(hù)裝置，由電流信號(hào)拾取電路、信號(hào)處理電路、跳閘信號(hào)形成電路和跳閘執(zhí)行電路連接組成，其特征在于a.電流信號(hào)拾取電路是將三個(gè)非線性電流互感器(CT1～CT3)的原邊繞在三相電源主回路上，三互感器付邊為Y或△形聯(lián)接，*端接于三相橋式整流器(D1～D6)的輸入端，b.信號(hào)處理電路為在三相橋式整流器(D1～D6)的輸出端并聯(lián)的電阻R1支路，c.跳閘信號(hào)形成電路將串聯(lián)的電容C1和二極管D7支路與電阻R1支路并聯(lián)，在電容C1和二極管D7之間的節(jié)點(diǎn)上連接觸發(fā)電路，d.跳閘執(zhí)行電路是從三相電源主回路引線接三相橋式整流器(D11～D16)的輸入端，整流器輸出端接脫扣器或繼電器的電磁線圈L和晶閘管SCR，晶閘管的門極與跳閘信號(hào)形成電路中的觸發(fā)電路相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷相保護(hù)裝置，其特征在于跳閘信號(hào)形成電路中的觸發(fā)電路是從電容C1和二極管D7之間的節(jié)點(diǎn)串接二極管D8、電阻R2、雙向二極管D9和電阻R4后接晶閘管SCR的門極，在電阻R2和雙向二極管D9之間的節(jié)點(diǎn)上并聯(lián)有電容C2和電阻R3，C2和R3的另一端接地線，在晶閘管的門極和地線之間并聯(lián)有電容C3和電阻R5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷相保護(hù)裝置，其特征在于跳閘信號(hào)形成電路中的觸發(fā)電路是從電容C1和二極管D7之間的節(jié)點(diǎn)串接二極管D8和電阻R2后，接于由三極管T1、T2接成的模擬單結(jié)晶體管中T1的發(fā)射極上，在該發(fā)射極和地線之間并聯(lián)有電容C2和電阻R3，在電容C1的一端接二極管D9和由電阻R6、R7組成的分壓電路，電容C4與分壓電路并聯(lián)，分壓電路的中間節(jié)點(diǎn)接三極管T2的集電極，T2的發(fā)射極經(jīng)電阻R4接晶閘管門極，在晶閘管門極和地線之間并聯(lián)有電容C3和電阻R5。
專利摘要本實(shí)用新型是一種自動(dòng)斷開緊急保護(hù)電路裝置,為解決中小電機(jī)因斷相燒毀這一問題而設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)是由電流信號(hào)拾取電路、信號(hào)處理電路、跳閘信號(hào)形成電路和跳閘執(zhí)行電路連接組成。本裝置利用斷相后形成的單相橋式整流波交流分量比常態(tài)的三相橋式整流波約大十倍的原理,將此分量整流蓄存后作為跳閘所需的觸發(fā)電源。由于采用非線性電流互感器作信號(hào)采樣和觸發(fā)電源雙重功能,且不需中線,使體積成本較小,適于各類三相電機(jī)的斷相保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H7/09GK2373935SQ9920762
公開日2000年4月12日 申請(qǐng)日期1999年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月1日
發(fā)明者郭秋豐 申請(qǐng)人:郭秋豐