專利名稱：三相異步電機通用電子保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力的發(fā)電、變電或配電技術(shù)中的緊急保護(hù)電路裝置，是一種當(dāng)出現(xiàn)偏離正常工作條件的不希望有的變化時能自動切換的、專用于電機或電設(shè)備的保護(hù)的緊急保護(hù)電路裝置，進(jìn)一步說，是用于電動機的緊急保護(hù)電路裝置，具體地說，是一種用于電動機防止過負(fù)載或防止斷相的緊急保護(hù)電路裝置。
通常的電動機保護(hù)分機械式保護(hù)和電子保護(hù)，從保護(hù)性能上來說，電子保護(hù)優(yōu)于機械式保護(hù)。然而，電子保護(hù)是有源保護(hù)，現(xiàn)有的電子保護(hù)器的外部有線路與電源相連，內(nèi)部設(shè)計有一組變壓及穩(wěn)壓裝置，不僅消耗電能，而且增加了保護(hù)器的體積和安裝難度，在不同工作電壓的場合和針對不同功率的電機，需要選擇不同的電子保護(hù)器，現(xiàn)有的保護(hù)器中，電流互感器的體積也較大，具有延時過載保護(hù)功能的保護(hù)器，其電路更為復(fù)雜，成本也較高。這也是目前電子保護(hù)器還不如機械式保護(hù)器應(yīng)用廣泛的原因之一。
本實用新型的目的是提供一種體積小、安裝簡便、適用于不同工作電壓和功率的電機的三相異步電機通用電子保護(hù)器。
本實用新型的技術(shù)解決方案是一種三相異步電機通用電子保護(hù)器，包括用于采樣的三相電流互感器，其與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處是有三組放大及整流電流電路分別接受三相電流互感器送出的信號，放大及整流電路將信號送至信號比較電路，信號比較電路輸出信號經(jīng)一脈沖形成電路控制一控斷和取電電路，控斷和取電電路有兩個串聯(lián)于控制電機通斷的交流接觸器吸引線圈回路中的外部接線端。
本實用新型中的信號比較電路包括過載信號比較器和斷相信號比較器。當(dāng)然，也可只包括其中一個信號比較器，或還包括其他信號比較器及功能電路。
本實用新型中的三組放大及整流電路經(jīng)一模擬“與”電路接斷相信號比較器；三組放大及整流電路經(jīng)一模擬“或”電路接過載信號比較器，過載信號比較器接有啟動電流避讓電路。當(dāng)然，放大及整流電路與斷相信號比較器、過載信號比較器也可采用其他合適的連接形式。
本實用新型中的斷相信號比較器輸出端接有抗干擾電路。當(dāng)然，也可代之以其他合適的功能電路。
本實用新型中的放大及整流電路包括與電流互感器相接的放大電路，及接在放大電路之后的整流電路。當(dāng)然，也可采用其他合適的電路結(jié)構(gòu)形式。
本實用新型中的放大電路采用階梯式放大器。當(dāng)然，也可采用其他合適的放大器。
本實用新型中的控斷和取電電路包括與外部接線端相接的整流電路，整流電路后接有穩(wěn)壓控制電路，一個繼電器與穩(wěn)壓控制電路相接，繼電器受一個與脈沖形成電路相接的第二放大器控制，繼電器的一個常閉觸點接在穩(wěn)壓控制電路中。當(dāng)然，控斷和取電電路也可采用其他合適的電路結(jié)構(gòu)形式。
本實用新型中的穩(wěn)壓控制電路中包括一個可控硅，可控硅的控制極接有一個第一放大器，第一放大器受一個穩(wěn)壓管的控制，繼電器的常閉觸點位于可控硅與第一放大器之間。當(dāng)然，穩(wěn)壓控制電路也可采用其他合適的電路結(jié)構(gòu)形式。
本實用新型中的啟動電流避讓電路中包括一個電壓比較器，電壓比較器的一個輸入端接有一個RC充電回路和二極管放電回路，電壓比較器的另一個輸入端接有一個提供比較器電壓基準(zhǔn)的穩(wěn)壓電路。當(dāng)然，也可采用其他合適的電路結(jié)構(gòu)形式。
本實用新型的優(yōu)點是體積小巧，成本較低，不需要電源線路，外部接線只用兩根控制線，安裝簡便。不論工作電壓是110V、220V還是380V都能直接使用；不管保護(hù)對象的功率是幾百瓦還是幾十千瓦都能提供可靠保護(hù)。同時具有電流型斷相保護(hù)和自動避讓啟動電流的過載保護(hù)功能。具有高可靠性和高抗干擾能力。不但適用于保護(hù)電動機，還可用于其他需要提供類似保護(hù)的電器設(shè)備等。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明

圖1為本實用新型的一種三相異步電機通用電子保護(hù)器的原理框圖。
圖2為本用新型的一種三相異步電機通用電子保護(hù)器的電原理圖。
圖1描述了本實用新型的工作原理。接線端A、B是本實用新型的唯一的兩個外部接線端，它既負(fù)責(zé)在發(fā)生故障時自動斷開交流接觸器的吸引線圈，又用于在電動機運行時提供保護(hù)器所需的電能。接線端A、B串聯(lián)于控制電動機通斷的交流接觸器的吸引線圈回路中。接線端A、B接一個控斷和取電電路，由于該電路的作用，在交流接觸器吸合后，交流接觸器線圈的維持吸合的電壓比實際的供電電壓要偏低幾伏。由于交流接觸器的吸合電壓遠(yuǎn)大于釋放電壓，適當(dāng)減小線圈吸合后的電源電壓有利于降低交流接觸器的溫度和延長線圈的壽命。由此可見，該控斷及取電電路產(chǎn)生了交流接觸器延壽所希望的壓降，并且該壓降提供給后面的電子保護(hù)電路，整個電路因此比現(xiàn)有的電子保護(hù)器中的供電電路要簡單、小巧的多，而且省去了外部的供電線路，也不消耗額外的電能，還使得可以應(yīng)用于不同工作電壓環(huán)境的目的得以實現(xiàn)。三個電流互感器分別穿套著電動機的三相線，與三個電流互感器分別相連的是三個階梯式放大及整流電路，三個階梯式放大及整流電路經(jīng)一個模擬“與”門接斷相信號比較器，再經(jīng)抗干擾電路接脈沖形成電路，脈沖形成電路接控斷及取電電路。三個階梯式放大及整流電路還經(jīng)一個模擬“或”門接一個過載信號比較器，其輸出信號和一個啟動電流避讓電路的輸出信號經(jīng)一個“與”門送至脈沖形成電路。
圖2描述了本實用新型的一個實施例。由二極管D1、D2、D3、D4、D5、W1，可控硅TD，三極管BG1、BG2，繼電器J，電阻R1、RY，電容C1等組成了控斷和取電電路。繼電器J的常閉觸點JK接在可控硅TD和三極管BG1之間。二個外部接線端A、B串聯(lián)于交流接觸器的吸引線圈回路中，當(dāng)交流接觸器吸合的瞬間，電路中電容器C1上無電荷，故A、B兩端間呈短路狀態(tài)，交流接觸器順利吸合，吸合后，電容器C1上充得一定的電壓，當(dāng)該電壓超過穩(wěn)壓二極管W1的穩(wěn)壓閥值時，三極管BG1導(dǎo)通，繼而可控硅TD導(dǎo)通，給電容器C1的充電停止，交流電流的后半周到來時，重復(fù)上述過程，從而電容器C1上有一穩(wěn)定的直流電壓。繼電器J的常閉觸點JK，當(dāng)保護(hù)器令繼電器J吸合時，其開路，而由于可控硅TD的過零斷開的特性，觸點JK在斷開時將不產(chǎn)生火花，因此，繼電器J的體積小于現(xiàn)有技術(shù)中采用的繼電器，而壽命卻更長。壓敏電阻TY是用于保護(hù)可控硅TD。
本實施例中還包括三個電流互感器L1、L2、L3，分別由集成電路IC5、IC6、IC7及附屬元件組成的三個階梯式放大器，由集成電路IC4及附屬元件組成的斷相信號比較器，由集成電路IC3及附屬元件組成的過載信號比較器，由集成電路IC2及附屬元件組成的脈沖形成電路，由集成電路IC1及附屬 元件組成的啟動電流避讓電路。電路中的其他元件包括電阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29，電容C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C41，二極管D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D22、W2、W3、W4、W5、W6、W7等。集成電路IC1－IC7采用二塊四運放(MC324)，當(dāng)然，也可替之以合適型號的集成電路。
由于本保護(hù)器中的取電電路串聯(lián)于交流接觸器線圈回路中，其電源的有無與電動機的運行與否是同步的，因此采用了完全不同于現(xiàn)有技術(shù)的由電源形成而觸發(fā)延時的電路，實現(xiàn)了自動避讓啟動電流的目的，使過載保護(hù)功能既靈敏又可靠。為了減小電流互感器的體積，降低成本，本實施例的電流檢出電路采用了先放大后整流的電路方案。為了使本實用新型能對于不同功率的電動機都同樣具有可靠的斷相保護(hù)功能，電流信號放大電路采用了階梯式放大電路，過載保護(hù)靈敏度也有很寬的調(diào)整范圍。
整個電路的工作過程是當(dāng)電動機啟動后，保護(hù)器得電開始工作，在電動機還處于啟動狀態(tài)時，由于“啟動電流避讓電路”的作用，過載保護(hù)暫不工作，而斷相保護(hù)電路則可以工作。電動機的三相電流經(jīng)三個電流互感器檢出送給階梯式放大及整流電路，三路輸出經(jīng)模擬“與”送斷相信號比較器，當(dāng)有斷相故障發(fā)生時，模擬“與”輸出電平極小，斷相信號比較器有輸出，并經(jīng)抗干擾回路到脈沖形成電路，然后使繼電器吸合，控斷電路呈開路狀，交流接觸器動作，電動機斷電被保護(hù)。
如果沒有斷相故障發(fā)生，則斷相比較器無輸出，放大整流輸出的三路信號經(jīng)模擬“或”和抗干擾電路送過載信號比較器，當(dāng)發(fā)生過載時，該過載信號比較器有輸出，也經(jīng)脈沖形成級實現(xiàn)電動機的斷電保護(hù)。
使用本保護(hù)器時，只需將接電動機的三相電源線從本保護(hù)器的三個檢測孔(電源互感器)中穿過，然后將兩個引出線串聯(lián)于交流接觸器線圈回路的任一位置即可。為了保證過載保護(hù)的靈敏度和可靠性，先調(diào)電阻R8使靈敏度最低，然后啟動電動機，在可能的最大負(fù)荷狀態(tài)下調(diào)節(jié)電阻R8到保護(hù)動作為止，然后反向微調(diào)少許，調(diào)好之后，無論是機械負(fù)荷發(fā)生故障形成過載，還是電動機本身機械或電氣故障形成過載，本實用新型都能給予及時的可靠保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種三相異步電機通用電子保護(hù)器，包括用于采樣的三相電流互感器，其特征在于有三組放大及整流電路分別接受三相電流互感器送出的信號，放大及整流電路將信號送至信號比較電路，信號比較電路輸出信號經(jīng)一脈沖形成電路控制一控斷和取電電路，控斷和取電電路有兩個串聯(lián)于電機交流接觸器吸引線圈回路中的外部接線端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相異步電機通用電子保護(hù)器，其特征在于信號比較電路包括過載信號比較器和斷相信號比較器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相異步電機通用電子保護(hù)器，其特征在于三組放大及整流電路經(jīng)一模擬“與”電路接斷相信號比較器；三組放大及整流電路經(jīng)一模擬“或”電路接過載信號比較器，過載信號比較器接有啟動電流避讓電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相異步電機通用電子保護(hù)器，其特征在于斷相信號比較器輸出端接有抗干擾電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2、3、4所述的三相異步電機通用電子保護(hù)器，其特征在于放大及整流電路包括與電流互感器相接的放大電路，及接在放大電路之后的整流電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相異步電機通用電子保護(hù)器，其特征在于放大電路采用階梯式放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2、3、4所述的三相異步電機通用電子保護(hù)器，其特征在于控斷和取電電路包括與外部接線端相接的整流電路，整流電路后接有穩(wěn)壓控制電路，一個繼電器與穩(wěn)壓控制電路相接，繼電器受一個與脈沖形成電路相接的第二放大器控制，繼電器的一個常閉觸點接在穩(wěn)壓控制電路中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三相異步電機通用電子保護(hù)器，其特征在于穩(wěn)壓控制電路中包括一個可控硅，可控硅的控制極接有一個第一放大器，第一放大器受一個穩(wěn)壓管的控制，繼電器的常閉觸點位于可控硅與第一放大器之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三相異步電機通用電子保護(hù)器，其特征在于啟動電流避讓電路中包括一個電壓比較器，電壓比較器的一個輸入端接有一個RC充電回路和二極管放電回路，電壓比較器的另一個輸入端接有一個提供比較器電壓基準(zhǔn)的穩(wěn)壓電路。
專利摘要本實用新型公開了一種三相異步電機通用電子保護(hù)器，包括采樣用三相電流互感器，特點有三組放大及整流電路接受三相電流互感器信號，并送至信號比較電路，信號比較電路輸出信號經(jīng)脈沖形成電路控制控斷和取電電路，控斷和取電電路有兩個串聯(lián)于電機交流接觸器線圈上的外部接線端。信號比較電路包括過載、斷相信號比較器。優(yōu)點可適用于不同工作電壓、功率的電機，體積小、成本低、工作可靠，只有二根外接線，安裝簡便。
文檔編號H02H7/09GK2148420SQ92238000
公開日1993年12月1日 申請日期1992年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月24日
發(fā)明者徐洪 申請人:徐洪