專(zhuān)利名稱(chēng)：三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種有關(guān)電氣運(yùn)行工況出現(xiàn)異常時(shí)保護(hù)電機(jī)的裝置，特別是一種三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。
目前，為了解決電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)問(wèn)題，一般采用兩種類(lèi)型的保護(hù)裝置一種是電熱型JR熱繼電器，一種是電流型保護(hù)器。前者的工作原理是，若電機(jī)的溫度超過(guò)熱繼電器的裝定溫度，則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，而達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的。但是，因其裝在電機(jī)外部，不能全面反映電機(jī)繞組內(nèi)部的電流變化和發(fā)熱情況，而削弱了其保護(hù)作用，此外，因其裝定溫度范圍的選擇或調(diào)整不當(dāng)，也達(dá)不到預(yù)期保護(hù)的作用。后者的工作原理是，其直接了當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)電機(jī)的超正常值的大電流，一旦電機(jī)的工作電流超過(guò)規(guī)定的過(guò)載整定電流值，則使電機(jī)受到保護(hù)。很顯然，后者的靈敏度較前者高。但是，盡管后者采用了較先進(jìn)的工作原理，由于人們目前還沒(méi)有尋找到一種切合實(shí)際的調(diào)試標(biāo)定過(guò)載整定電流值的方法，致使其保護(hù)電機(jī)的作用未得到充分發(fā)揮，而限制了其替代前者的廣度。如上海國(guó)光儀表廠生產(chǎn)的保護(hù)器，(簡(jiǎn)稱(chēng)滬產(chǎn)保護(hù)器，以下同)其調(diào)試方法是讓過(guò)載整定電流值等于電機(jī)加載的電流值，這種要用戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)的交流380伏電源電壓和對(duì)電機(jī)加載到滿(mǎn)載電流的作法，是難以在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)其預(yù)期的保護(hù)作用可能發(fā)揮不了。
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述的缺陷，提供一種改進(jìn)的電流型保護(hù)器-三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，它采用了一種既精確又方便適用的確定過(guò)載整定電流值的方法，使得它能有效地避免因斷相、過(guò)載或短路而燒毀電機(jī)的現(xiàn)象發(fā)生。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的其采用了過(guò)載整定電流值等于工作電流乘以電流倍數(shù)的方法以及起動(dòng)控制電路。在確定過(guò)載整定電流值方法的電路中，其中的由三個(gè)二極管組成的“與”門(mén)電路，能將三個(gè)磁環(huán)(電流互感器)的信號(hào)取出作為斷相取樣信號(hào)，又由另外三個(gè)二極管組成的“或”門(mén)電路，能將三個(gè)磁環(huán)的信號(hào)取出同時(shí)又作為過(guò)載取樣信號(hào)，并且將該信號(hào)中的最大電流信號(hào)作為過(guò)載控制信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)V/I變換成電壓信號(hào)，再由二個(gè)電阻和一個(gè)二極管組成的負(fù)載選擇器電路，使該電壓信號(hào)與電機(jī)電流信號(hào)成比例。
本發(fā)明的工作原理是，當(dāng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，由起動(dòng)控制電路讓電機(jī)正常起動(dòng)，當(dāng)起動(dòng)結(jié)束后，無(wú)論是電機(jī)某相電流趨于零(即斷相)或某相電流大于過(guò)載整定電流時(shí)，則通過(guò)前述的確定過(guò)載整定電流值方法的電路，即由電流互感器監(jiān)測(cè)的電流信號(hào)，經(jīng)V/I變換，負(fù)載選擇器給電流互感器選擇適當(dāng)?shù)呢?fù)載，使V/I變換后的電壓信號(hào)與電機(jī)電流信號(hào)成比例，此信號(hào)再由電流倍數(shù)電路和放大控制電路處理，使相應(yīng)的繼電器釋放，切斷電源，達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是其一，過(guò)載保護(hù)精度高，這是因?yàn)樗捎昧艘环N新的確定過(guò)載整定電流值的方法，該方法不受電源電壓影響，又不需對(duì)電機(jī)加載;其二，過(guò)載保護(hù)動(dòng)作靈敏度高，其過(guò)載保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(1-8秒)，僅是滬產(chǎn)保護(hù)器的20%左右，也遠(yuǎn)小于其它同類(lèi)機(jī)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間(1-60秒);其三，斷相保護(hù)動(dòng)作靈敏度高，其動(dòng)作時(shí)間小于0.5秒，約是滬產(chǎn)保護(hù)器的25%;其四，對(duì)電源電壓適應(yīng)范圍較廣(323-437伏)，而滬產(chǎn)保護(hù)器的適應(yīng)范圍為360-400伏;其五，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，使用方便。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)是由以下的實(shí)施例及其附圖給出。


圖1是本發(fā)明的外形結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明的電路原理方框圖;
圖3是圖2的具體電路原理圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明本裝置的外形結(jié)構(gòu)如圖1所示。在和塑料機(jī)座2相連的機(jī)殼3上，設(shè)有塑料穿孔1，三相電源線可通過(guò)該孔和電動(dòng)機(jī)相連;用螺釘和螺孔4可將本裝置固定;設(shè)有4個(gè)接線柱5，本裝置的控制線可通過(guò)其與控制電動(dòng)機(jī)的380伏交流接觸器回路相連;沒(méi)有調(diào)零電位計(jì)6(負(fù)載選擇器)，用其可調(diào)試標(biāo)定過(guò)載整定電流值，從而使工作電流的對(duì)應(yīng)電壓等于基準(zhǔn)電壓;設(shè)有3個(gè)指示燈7，即顯示電機(jī)的正常工作，過(guò)載保護(hù)，斷相保護(hù)的工作狀況;設(shè)有電流倍數(shù)選擇開(kāi)關(guān)8;設(shè)有電壓調(diào)零插孔9，當(dāng)調(diào)試標(biāo)定過(guò)載整定電流值時(shí)，該孔可插入電壓表的表筆，以便完成調(diào)零電位計(jì)6的作用。
在電機(jī)起動(dòng)前，可將電流倍數(shù)選擇開(kāi)關(guān)8中的白線撥到米的位置。起動(dòng)電機(jī)后，用鉗形表測(cè)量三相中最大電流作為工作電流，然后用直流電壓表的紅黑表筆插入電壓調(diào)零插孔9內(nèi)，調(diào)整調(diào)零電位計(jì)6，使電壓為零，再根據(jù)所期望的過(guò)載整定電流值等于工作電流乘以電流倍數(shù)，來(lái)選擇電流倍數(shù)選擇開(kāi)關(guān)8的檔位，從而使本裝置按照此確定的過(guò)載整定電流值，來(lái)監(jiān)測(cè)電機(jī)的工作狀況。一旦電機(jī)的工作電流超過(guò)此確定的過(guò)載整定電流值，則使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，而達(dá)到保護(hù)電機(jī)目的。
圖2中，說(shuō)明了本裝置的電路是由電流互感器，V/I變換、負(fù)載選擇器，電流倍數(shù)電路，起動(dòng)控制電路，放大控制電路和執(zhí)行電路所組成。
圖3中，電流互感器電路，是由電流互感器(磁環(huán)L1、L2、L3)、“或”門(mén)電路(D1、D2、D3)、“與”門(mén)電路(D4、D5、D6)組成。虛線框Ⅰ為電流互感器的負(fù)載選擇器電路，其由電阻R1(或R2或R3)、二極管D1(或D2或D3)，電阻Rw組成，其中RN可根據(jù)不同電機(jī)過(guò)載整定電流值的要求，選擇不同的阻值。虛線框Ⅱ?yàn)殡娏鞅稊?shù)電路，其由分壓電阻R4、R5和Rw組成，其工作電流倍數(shù)＝(R4+R5+Rw)/(R5+Rw)。虛線框是延時(shí)電路，其由電阻R6和電容C5組成，在過(guò)載保護(hù)通道里起延時(shí)作用;虛線框是基準(zhǔn)電壓電路，其由電阻R13和R14組成，可對(duì)電源電壓Vc進(jìn)行分壓得基準(zhǔn)電壓;虛線框是切斷電源的執(zhí)行電路，其由運(yùn)放K2、三極管T和繼電器J組成，這三種電路共同組成放大控制電路。虛線框6是起動(dòng)控制電路，其由分壓電路(R8和R9)，運(yùn)放K1、基準(zhǔn)變換電路(R10、R11、D8)和開(kāi)關(guān)電路(D7和R7)組成。
下面結(jié)合圖2和圖3，從電路上來(lái)說(shuō)明電機(jī)的起動(dòng)、斷相保護(hù)、過(guò)載保護(hù)的工作過(guò)程。
一、起動(dòng)電路控制電機(jī)的起動(dòng)工作過(guò)程電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流，一般是額定電流的5-7倍。此信號(hào)經(jīng)R8、R9分壓后，仍使運(yùn)放K1的負(fù)向端信號(hào)遠(yuǎn)大于運(yùn)放K1的正向端基準(zhǔn)信號(hào)，于是運(yùn)放K1輸出零信號(hào)，經(jīng)開(kāi)關(guān)電路D7、R7的鉗位作用，則使運(yùn)放K1正向端信號(hào)亦為零電壓，即運(yùn)放K1不會(huì)輸出過(guò)載保護(hù)信號(hào)。
當(dāng)電機(jī)起動(dòng)結(jié)束進(jìn)入正常工作狀態(tài)時(shí)，由于電機(jī)電流信號(hào)小于過(guò)載整定電流信號(hào)，此信號(hào)使運(yùn)放K1的負(fù)向端信號(hào)小于K1正向端信號(hào)，則運(yùn)放K2立即輸出+12伏(運(yùn)放的電源電壓)電壓，再經(jīng)基準(zhǔn)變換電路R10、R11、D8，使運(yùn)放K2正向基準(zhǔn)電壓提高為原基準(zhǔn)電壓的20倍，那么運(yùn)放K2輸出+12伏電壓，促使開(kāi)關(guān)鉗位作用消失，從而使電機(jī)起動(dòng)后遇到的大電流過(guò)載信號(hào)(包括短路過(guò)流信號(hào))不被開(kāi)關(guān)電路的鉗位限制，此過(guò)載大信號(hào)直接作用于運(yùn)放K2的正向端，這樣，運(yùn)放K2就起到正常的過(guò)載保護(hù)作用。
二、斷相保護(hù)工作過(guò)程若電機(jī)某相發(fā)生斷相，則該相電流互感器副邊輸出電流信號(hào)為零，與它對(duì)應(yīng)的直流電壓信號(hào)也為零，那么基準(zhǔn)電壓信號(hào)經(jīng)R17、D4(或D5或D6)與R1(或R2或R3)分壓，使運(yùn)放K1的負(fù)向端電壓小于其正向端電壓，則運(yùn)放K1輸出電壓經(jīng)三機(jī)管T電流放大，推動(dòng)繼電器J工作，此時(shí)J的常閉觸點(diǎn)釋放，從而斷開(kāi)了交流接觸器的控制電流，致使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，而達(dá)到了保護(hù)電機(jī)的目的。
三、過(guò)載保護(hù)工作過(guò)程當(dāng)電機(jī)負(fù)載電流出現(xiàn)過(guò)載情況時(shí)，二極管D1、D2、D3將三相中最大的過(guò)載信號(hào)取出，作為過(guò)載控制信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)負(fù)載選擇器的RN和電流倍數(shù)是電路的R4、R5、Rw處理，再經(jīng)延遲電路的R6、C5延遲輸出。若延遲輸出的信號(hào)(即運(yùn)放K2的正向端信號(hào))大于運(yùn)放K2的負(fù)向端信號(hào)，則運(yùn)放K2輸出+12伏電壓，使繼電器J工作，而達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的。
權(quán)利要求
1.一種三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是采用了過(guò)載整定電流值等于工作電流乘以電流倍數(shù)的方法以及起動(dòng)控制電路，該方法的電路中，其中由二極管D4、D5、D6構(gòu)成的“與”門(mén)電路，將三個(gè)磁環(huán)(即電流互感器L1、L2、L3)的信號(hào)作為斷相取樣信號(hào)，又由二極管D1、D2、D3構(gòu)成的“或”門(mén)電路，將三個(gè)磁環(huán)的信號(hào)同時(shí)又作為過(guò)載取樣信號(hào)，并且將此信號(hào)中的最大電流信號(hào)為過(guò)載控制信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)V/I變換成電壓信號(hào)，再由電阻R1(或R2或R3)、RN、二極管D1(或D2或D3)組成的負(fù)載選擇器電路，使該電壓信號(hào)與電機(jī)電流信號(hào)成比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是在所述的該方法的電路中，其中的電流倍數(shù)電路，是由電阻R4、R5和Rw組成的分壓電路，其工作電流倍數(shù)＝(R4+R5+Rw)/(R5+Rw)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是在所述的該方法的電路中，其中的放大控制電路，是由電阻R6和電容C5組成的延時(shí)電路，由電阻R13和R14組成的基準(zhǔn)電壓電路，由運(yùn)放K2、三極管T、繼電器J組成的執(zhí)行電路所構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是所述的起動(dòng)控制電路，是由分壓電路(R8和R9)、運(yùn)放K1、基準(zhǔn)變換電路(R10、R11、D8)和開(kāi)關(guān)電路(D7和R7)組成。
全文摘要
本發(fā)明是一種有關(guān)電氣運(yùn)行工況出現(xiàn)異常時(shí)的三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其采用了一種新的確定過(guò)載整定電流值的方法，即該值等于工作電流乘以電流倍數(shù)，和采用了起動(dòng)控制電路。本發(fā)明具有過(guò)載保護(hù)精度高，和過(guò)載、斷相保護(hù)動(dòng)作靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H7/085GK1056775SQ9010375
公開(kāi)日1991年12月4日 申請(qǐng)日期1990年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月21日
發(fā)明者劉金生 申請(qǐng)人:劉金生