專利名稱：三相異步電動機保護器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種有關電氣運行工況出現(xiàn)異常時保護電機的裝置，特別是一種三相異步電動機保護器。
目前，為了解決電動機的過載保護問題，一般采用兩種類型的保護裝置一種是電熱型JR熱繼電器，一種是電流型保護器。前者的工作原理是，若電機的溫度超過熱繼電器的裝定溫度，則電機停止運轉，而達到保護電機的目的。但是，因其裝在電機外部，不能全面反映電機繞組內部的電流變化和發(fā)熱情況，而削弱了其保護作用，此外，因其裝定溫度范圍的選擇或調整不當，也達不到預期保護的作用。后者的工作原理是，其直接了當?shù)乇O(jiān)測電機的超正常值的大電流，一旦電機的工作電流超過規(guī)定的過載整定電流值，則使電機受到保護。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的工作原理，由于人們目前還沒有尋找到一種切合實際的調試標定過載整定電流值的方法，致使其保護電機的作用未得到充分發(fā)揮，而限制了其替代前者的廣度。如上海國光儀表廠生產的保護器，(簡稱滬產保護器，以下同)其調試方法是讓過載整定電流值等于電機加載的電流值，這種要用戶提供標準的交流380伏電源電壓和對電機加載到滿載電流的作法，是難以在實際應用中實現(xiàn)的，也就是說其預期的保護作用可能發(fā)揮不了。
本發(fā)明的目的是針對上述的缺陷，提供一種改進的電流型保護器-三相異步電動機保護器，它采用了一種既精確又方便適用的確定過載整定電流值的方法，使得它能有效地避免因斷相、過載或短路而燒毀電機的現(xiàn)象發(fā)生。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的其采用了過載整定電流值等于工作電流乘以電流倍數(shù)的方法以及起動控制電路。在確定過載整定電流值方法的電路中，其中的由三個二極管組成的“與”門電路，能將三個磁環(huán)(電流互感器)的信號取出作為斷相取樣信號，又由另外三個二極管組成的“或”門電路，能將三個磁環(huán)的信號取出同時又作為過載取樣信號，并且將該信號中的最大電流信號作為過載控制信號，此信號經V/I變換成電壓信號，再由二個電阻和一個二極管組成的負載選擇器電路，使該電壓信號與電機電流信號成比例。
本發(fā)明的工作原理是，當電機起動時，由起動控制電路讓電機正常起動，當起動結束后，無論是電機某相電流趨于零(即斷相)或某相電流大于過載整定電流時，則通過前述的確定過載整定電流值方法的電路，即由電流互感器監(jiān)測的電流信號，經V/I變換，負載選擇器給電流互感器選擇適當?shù)呢撦d，使V/I變換后的電壓信號與電機電流信號成比例，此信號再由電流倍數(shù)電路和放大控制電路處理，使相應的繼電器釋放，切斷電源，達到保護電機的目的。
本發(fā)明的優(yōu)點是其一，過載保護精度高，這是因為它采用了一種新的確定過載整定電流值的方法，該方法不受電源電壓影響，又不需對電機加載;其二，過載保護動作靈敏度高，其過載保護動作時間(1-8秒)，僅是滬產保護器的20%左右，也遠小于其它同類機保護動作時間(1-60秒);其三，斷相保護動作靈敏度高，其動作時間小于0.5秒，約是滬產保護器的25%;其四，對電源電壓適應范圍較廣(323-437伏)，而滬產保護器的適應范圍為360-400伏;其五，結構簡單，成本較低，使用方便。
本發(fā)明的具體結構是由以下的實施例及其附圖給出。


圖1是本發(fā)明的外形結構示意圖;
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。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明本裝置的外形結構如圖1所示。在和塑料機座2相連的機殼3上，設有塑料穿孔1，三相電源線可通過該孔和電動機相連;用螺釘和螺孔4可將本裝置固定;設有4個接線柱5，本裝置的控制線可通過其與控制電動機的380伏交流接觸器回路相連;沒有調零電位計6(負載選擇器)，用其可調試標定過載整定電流值，從而使工作電流的對應電壓等于基準電壓;設有3個指示燈7，即顯示電機的正常工作，過載保護，斷相保護的工作狀況;設有電流倍數(shù)選擇開關8;設有電壓調零插孔9，當調試標定過載整定電流值時，該孔可插入電壓表的表筆，以便完成調零電位計6的作用。
在電機起動前，可將電流倍數(shù)選擇開關8中的白線撥到米的位置。起動電機后，用鉗形表測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零插孔9內，調整調零電位計6，使電壓為零，再根據所期望的過載整定電流值等于工作電流乘以電流倍數(shù)，來選擇電流倍數(shù)選擇開關8的檔位，從而使本裝置按照此確定的過載整定電流值，來監(jiān)測電機的工作狀況。一旦電機的工作電流超過此確定的過載整定電流值，則使電機停止運轉，而達到保護電機目的。
圖2中，說明了本裝置的電路是由電流互感器，V/I變換、負載選擇器，電流倍數(shù)電路，起動控制電路，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”門電路(D1、D2、D3)、“與”門電路(D4、D5、D6)組成。虛線框Ⅰ為電流互感器的負載選擇器電路，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可根據不同電機過載整定電流值的要求，選擇不同的阻值。虛線框Ⅱ為電流倍數(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)。虛線框是延時電路，其由電阻R6和電容C5組成，在過載保護通道里起延時作用;虛線框是基準電壓電路，其由電阻R13和R14組成，可對電源電壓Vc進行分壓得基準電壓;虛線框是切斷電源的執(zhí)行電路，其由運放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是起動控制電路，其由分壓電路(R8和R9)，運放K1、基準變換電路(R10、R11、D8)和開關電路(D7和R7)組成。
下面結合圖2和圖3，從電路上來說明電機的起動、斷相保護、過載保護的工作過程。
一、起動電路控制電機的起動工作過程電機起動時的電流，一般是額定電流的5-7倍。此信號經R8、R9分壓后，仍使運放K1的負向端信號遠大于運放K1的正向端基準信號，于是運放K1輸出零信號，經開關電路D7、R7的鉗位作用，則使運放K1正向端信號亦為零電壓，即運放K1不會輸出過載保護信號。
當電機起動結束進入正常工作狀態(tài)時，由于電機電流信號小于過載整定電流信號，此信號使運放K1的負向端信號小于K1正向端信號，則運放K2立即輸出+12伏(運放的電源電壓)電壓，再經基準變換電路R10、R11、D8，使運放K2正向基準電壓提高為原基準電壓的20倍，那么運放K2輸出+12伏電壓，促使開關鉗位作用消失，從而使電機起動后遇到的大電流過載信號(包括短路過流信號)不被開關電路的鉗位限制，此過載大信號直接作用于運放K2的正向端，這樣，運放K2就起到正常的過載保護作用。
二、斷相保護工作過程若電機某相發(fā)生斷相，則該相電流互感器副邊輸出電流信號為零，與它對應的直流電壓信號也為零，那么基準電壓信號經R17、D4(或D5或D6)與R1(或R2或R3)分壓，使運放K1的負向端電壓小于其正向端電壓，則運放K1輸出電壓經三機管T電流放大，推動繼電器J工作，此時J的常閉觸點釋放，從而斷開了交流接觸器的控制電流，致使電機停止運轉，而達到了保護電機的目的。
三、過載保護工作過程當電機負載電流出現(xiàn)過載情況時，二極管D1、D2、D3將三相中最大的過載信號取出，作為過載控制信號。該信號經負載選擇器的RN和電流倍數(shù)是電路的R4、R5、Rw處理，再經延遲電路的R6、C5延遲輸出。若延遲輸出的信號(即運放K2的正向端信號)大于運放K2的負向端信號，則運放K2輸出+12伏電壓，使繼電器J工作，而達到保護電機的目的。
權利要求
1.一種三相異步電動機保護器，其特征是采用了過載整定電流值等于工作電流乘以電流倍數(shù)的方法以及起動控制電路，該方法的電路中，其中由二極管D4、D5、D6構成的“與”門電路，將三個磁環(huán)(即電流互感器L1、L2、L3)的信號作為斷相取樣信號，又由二極管D1、D2、D3構成的“或”門電路，將三個磁環(huán)的信號同時又作為過載取樣信號，并且將此信號中的最大電流信號為過載控制信號，此信號經V/I變換成電壓信號，再由電阻R1(或R2或R3)、RN、二極管D1(或D2或D3)組成的負載選擇器電路，使該電壓信號與電機電流信號成比例。
2.根據權利要求1所述的三相異步電動機保護器，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.根據權利要求1所述的三相異步電動機保護器，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組成的延時電路，由電阻R13和R14組成的基準電壓電路，由運放K2、三極管T、繼電器J組成的執(zhí)行電路所構成。
4.根據權利要求1所述的三相異步電動機保護器，其特征是所述的起動控制電路，是由分壓電路(R8和R9)、運放K1、基準變換電路(R10、R11、D8)和開關電路(D7和R7)組成。
全文摘要
本發(fā)明是一種有關電氣運行工況出現(xiàn)異常時的三相異步電動機保護器，其采用了一種新的確定過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)，和采用了起動控制電路。本發(fā)明具有過載保護精度高，和過載、斷相保護動作靈敏度高的優(yōu)點。
文檔編號H02H7/085GK1056775SQ9010375
公開日1991年12月4日 申請日期1990年5月21日 優(yōu)先權日1990年5月21日
發(fā)明者劉金生 申請人:劉金生