專利名稱:三相電動(dòng)機(jī)通用的斷相保護(hù)器的制作方法
本實(shí)用新型涉及一種三相交流電動(dòng)機(jī)緊急保護(hù)用的斷相保護(hù)器。
現(xiàn)有的三相交流電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)有各種方式，例如采用電流互感器分別輸入信號(hào)給晶體三極管(或二極管)組成的開關(guān)電路，當(dāng)三相電源正常供給電動(dòng)機(jī)的電流時(shí)，晶體三極管開關(guān)導(dǎo)通，使繼電器吸合與接觸器互銷，當(dāng)電路發(fā)生故障一相斷開時(shí)，迫使晶體三極管截止，繼電器釋放，切斷主控制回路。但是當(dāng)換一個(gè)較小負(fù)載時(shí)，電流互感器付邊的感應(yīng)信號(hào)就會(huì)小于晶體三極管的飽和電壓，晶體三極管就不能正常工作，將會(huì)造成執(zhí)行元件失控而失靈；另外，對(duì)不同功率的負(fù)載必須接不同的電流互感器，不能通用化。采用電容三相平衡取樣方式，斷相時(shí)采樣電壓不平衡即可以發(fā)出保護(hù)指令，但是電容體積大，成本高，很不經(jīng)濟(jì)。同時(shí)，采用上述斷相保護(hù)方式都不能對(duì)三刀開關(guān)直接控制的電動(dòng)機(jī)實(shí)行保護(hù)，造成電動(dòng)機(jī)漏保。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供兩種既經(jīng)濟(jì)又通用能對(duì)不同功率的任何三相電動(dòng)機(jī)進(jìn)行瞬間保護(hù)的斷相保護(hù)，，也能對(duì)三刀開關(guān)直接起動(dòng)控制的三相電動(dòng)機(jī)予以斷相保護(hù)，且體積小，可以安裝在0.6千瓦以上的電動(dòng)機(jī)負(fù)載內(nèi)的斷相保護(hù)電路。
本實(shí)用新型提出的第一種解決方案是采用直流繼電器控制的斷相保護(hù)器，由如下方式完成的采用三只電阻輸出控制信號(hào)，在晶體二極管配合下使執(zhí)行元件繼電器與主控制電路互鎖。即在三相電動(dòng)機(jī)每相上分別接一只電阻，當(dāng)電阻上有電流通過時(shí)，晶體二極管輸出電流，驅(qū)使直流繼電器吸合與交流接觸器互鎖，切斷不了電源，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)某一相斷開時(shí)，其電阻無電流通過，晶體二極管無電流輸出，因此三只直流繼電器組成的“與”門開關(guān)關(guān)閉，迫使這一相的繼電器釋放并與交流接觸器互鎖觸頭斷開，切斷電源，實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)。
參見圖1，全線路由過流保護(hù)器RD1，RD2，RD3，交流接觸器JC，控制按鈕HA1，HA2，電動(dòng)機(jī)Dy，電阻R1，R2，R3，整流二極管D1，D2，D3，D4，D5，D6，直流繼電器J1，J2，J3和電位器W組成。過流保護(hù)器RD1，RD2，RD2分別串連在三相交流電源上，交流接觸器JC與過流保護(hù)器RD1，RD2，RD3串連，電動(dòng)機(jī)Dy三相進(jìn)線柱與交流接觸器三主觸點(diǎn)的靜觸點(diǎn)串聯(lián)，電阻R1，R2，R3分別串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)Dy的三相進(jìn)線接線柱上。晶體二極管D1，D2，D3的一端分別接在電阻R1，R2，R3上，另一端分別接在直流繼電器J1，J2，J3上，晶體二極管D4，D5，D6的一端分別接在直流繼電器J1，J2，J3上，另一端分別接在電位器W上，電位器W三接線片分別接于J1，J2，J3上，起動(dòng)按鈕HA1，HA2分別接在電源相線和交流接觸器JC上。
當(dāng)按下起動(dòng)按鈕HA1時(shí)，交流接觸器JC通電，電動(dòng)機(jī)Dy起動(dòng)，三只分壓電阻R1，R2，R3均有電流輸出，分別經(jīng)晶體二極管D1，D2，D3，D4，D5，D6整流后使直流繼電器J1，J2，J3吸合，J1常開觸點(diǎn)1和2，J2常開觸點(diǎn)3和4，J4常開觸點(diǎn)5和6串通組成“入”門電路并與交流接觸器JC互鎖，電動(dòng)機(jī)Dy正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)某一相斷開時(shí)，例如A相斷開，該相所接的分壓電阻R1無電流通過，晶體二極管D1與D4無電流輸出，直流繼電器J1釋放，斷開1和2觸點(diǎn)切斷電源，于是交流接觸器切斷三相電源，使電動(dòng)機(jī)得到保護(hù)。
執(zhí)行元件直流繼電器上的電流大小由可調(diào)電阻W調(diào)整，最好使電流達(dá)到1.1倍直流繼電器線圈吸合電流。直流繼電器上的電壓由R1，R2，R3調(diào)整。在保證直流繼電器正常工作電壓值的情況下，選擇電壓分壓值，電阻R1，R2，R3的功率等于直流繼電器的整定功率與電位器W和晶體二極管所消耗功率之和。電阻R1，R2，R3分壓的阻值和功率按下式計(jì)算R1～3＝ (V相)/(1·1IJ) ，N＝〔(I2J＋I(xiàn)2D＋( (I2W)/3 )〕×R式中R1～3－分壓電阻V相－交流相電壓IJ－直流繼電器吸合電流IW－電位器上的電流ID－二極管上的電流N－分壓電阻功率。
本實(shí)用新型提出的第二種解決方案是采用直流電磁鐵控制的斷相保護(hù)器，由如下方式完成的采用三只信號(hào)電阻平衡電壓取樣方式，當(dāng)電路正常時(shí)，電阻電壓平衡，無信號(hào)發(fā)出，晶體三極管截止，電磁鐵線圈無電流通過，不能吸動(dòng)手動(dòng)開關(guān)的卡爪，手動(dòng)開關(guān)不能實(shí)現(xiàn)常開狀態(tài)，電流不斷的流過手動(dòng)開關(guān)，使電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)某相斷開時(shí)，就有一電阻無電流通過，使電阻電壓平衡破壞，斷相采樣電壓不平衡即發(fā)出指令使三極管開關(guān)電路打開；使電磁鐵吸合卡爪，手動(dòng)開關(guān)恢復(fù)原常開，三相電源斷開，實(shí)現(xiàn)三刀開關(guān)控制的電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù)。
參見圖2，全線路由主控手動(dòng)自鎖開關(guān)KH，信號(hào)電阻R1，R2，R3，信號(hào)輸出變壓器B1，由濾波電容C3，C4，晶體二極管D1調(diào)壓電阻W組成整流電路，由穩(wěn)壓管DW1濾波電容C2，電阻R4，R6晶體三極管BG1，BG2組成的延時(shí)開關(guān)電路，執(zhí)行元件電磁鐵DT和二極管D2，電源變壓器B2和晶體管橋式整流電路所組成。由主控手動(dòng)自鎖開關(guān)串接于三刀開關(guān)之內(nèi)和電動(dòng)機(jī)上，信號(hào)電阻R1，R2，R3分別接于三相電源上，另一端通過F點(diǎn)接于信號(hào)輸出變壓器B1原邊上，其信號(hào)輸出變壓器原邊一端接地(中線)，付邊接于由晶體二極管D1，濾波電容C3，C4組成的整流電路上，經(jīng)整流后直流信號(hào)，通過電位器W至由穩(wěn)壓管DW，濾波電容C2，電阻R4，晶體三極管BG1，BG2組成的延時(shí)開關(guān)電路。保護(hù)電路電源由電源變壓器B2和晶體管橋式整流濾波電路提供。
參見圖2，當(dāng)按下按鈕HA1時(shí)，接觸器JC通電，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，三相電源分別通過信號(hào)電阻R1，R2，R3至信號(hào)變壓器B1的原邊至中線O(中線可以是接零式直接接地)，當(dāng)三相電源平衡時(shí)，F(xiàn)點(diǎn)的電位為零，所以信號(hào)變壓器的原邊便沒有電流，這時(shí)晶體三極管BG1，BG2得不到信號(hào)，處于截止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于開路，電磁鐵DT的線圈中沒有電流通過卡爪不動(dòng)作，手動(dòng)自鎖開關(guān)KH不能恢復(fù)原斷開狀態(tài)，電流通過，電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
當(dāng)二相電源中任一相斷電時(shí)，由于三相不平衡，F(xiàn)點(diǎn)電位便高于零電位，信號(hào)變壓器B1的原邊便有電流通過，因而付邊產(chǎn)生感應(yīng)電壓。感應(yīng)電壓經(jīng)晶體二極管D1整流，電容C3濾波后，又經(jīng)過穩(wěn)壓管DW1穩(wěn)壓，便成為較平穩(wěn)的直流電壓，這電壓經(jīng)濾波電容及電阻R4延時(shí)后，加至晶體三極管BG1的基極上(其中晶體三極管BG1和BG2組成組合放大，使之有足夠的功率推動(dòng)電磁鐵DT可靠的工作)，這時(shí)晶體三極管BG1，BG2導(dǎo)通，電磁鐵DT動(dòng)作，手動(dòng)自鎖開關(guān)卡爪釋放，手動(dòng)自鎖開關(guān)KH復(fù)原，接觸片斷開，切斷三刀開關(guān)通向電動(dòng)機(jī)的三相電源，實(shí)現(xiàn)了斷相保護(hù)。當(dāng)斷相故障排除后，將手動(dòng)開關(guān)KH按下自鎖后，合上三刀開關(guān)，電動(dòng)機(jī)又可繼續(xù)運(yùn)行。
如果電動(dòng)機(jī)功率較小(5千瓦以下)，可不裝三刀開關(guān)及其它開關(guān)，將三相電源直接接于手動(dòng)自鎖開關(guān)KH直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。要停機(jī)時(shí)，按下開關(guān)K1即可。如果控制電動(dòng)機(jī)負(fù)載功率較大，可用本實(shí)用新型再配磁力開關(guān)控制和保護(hù)電動(dòng)機(jī)。晶體三極管BG1，BG2的工作電源是由變壓器B2降壓后(也可以用分壓電阻降壓)，經(jīng)四個(gè)晶體二極管作橋式整流，再經(jīng)電阻R5，電容C1濾波而取得。值得注意的是變壓器B2的原邊的一進(jìn)線端一定要接在手動(dòng)開關(guān)KH以內(nèi)的線路上，在配裝接觸器時(shí)不能與接觸器磁力線圈相同，以便在停機(jī)后變壓器B2也停止工作。
本實(shí)用新型提出的直流繼電器控制的斷相保護(hù)器的優(yōu)點(diǎn)是由于采用了限流電阻，可以使制造繼電器的有色金屬大量減少，由于采用晶體二極管整流，可以使繼電器的效率成倍提高，體積大為縮??；如果控制電動(dòng)機(jī)在0.6千瓦以上者，可將其斷相保護(hù)器安裝在電動(dòng)機(jī)的接線盒內(nèi)，不占用電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的空間位置，也可以提高電動(dòng)機(jī)的使用壽命。
本實(shí)用新型提出的直流電磁鐵控制斷相保護(hù)器的優(yōu)點(diǎn)是由于采用電磁鐵控制的手動(dòng)自鎖開關(guān)可以對(duì)三刀開關(guān)直接起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可靠的保護(hù)其斷相，也可以與其它磁力開關(guān)配合，控制大容量的電動(dòng)機(jī)由于采用了晶體三極管信號(hào)放大電路和延時(shí)電路，可以在弱電壓、小電流情況長(zhǎng)期可靠的工作，而且不含有任何誤動(dòng)作。
本實(shí)用新型適用功率范圍為0.05～1000千瓦，電壓范圍為360～440伏的電動(dòng)機(jī)配套使用。
附圖的簡(jiǎn)要說明
圖1是本實(shí)用新型直流繼電器控制的斷相保護(hù)器原理圖圖2是本實(shí)用新型直流電磁鐵控制的斷相保護(hù)器原理圖。
權(quán)利要求
1.一種三相電動(dòng)機(jī)緊急保護(hù)用的斷相保護(hù)器，包括直流繼電器J1，J2，J3，電位器W，其特征在于有三個(gè)信號(hào)電阻R1，R2R3，分別按在電動(dòng)機(jī)三相進(jìn)線接線柱上，有六個(gè)晶體二極管D1，D2，D3，D4，D5，D6，其晶體二極管D1，D2，D3一端分別接在信號(hào)電阻R1，R2，R3上，另一端接在直流繼電器J1，J2，J3上，晶體二極管D4，D5，D6一端分別接在直流繼電器J1，J2，J3上，另一端接在電位器W上。
2.一種三相電動(dòng)機(jī)緊急保護(hù)用的斷相保護(hù)器，包括信號(hào)變壓器B1，電源變壓器B2，電磁鐵執(zhí)行元件電路，晶體管橋式整流電路，其特征在于有信號(hào)電阻R1，R2，R3，其一端接在三相電源上，另一端接在信號(hào)變壓器B1的原邊，在信號(hào)變壓器B1的付邊接上由電容器C3，C4，晶體二極管D1，電位器W組成的整流電路上，電位器W接上由穩(wěn)壓管DW，電容C2，電阻R4，晶體三極管BG1，BG2組成的延時(shí)開關(guān)電路。
3.據(jù)權(quán)利要求
2所述的斷相保護(hù)器，其特征在于電磁鐵執(zhí)行元件電路是由電磁鐵DT，主控手動(dòng)自鎖開關(guān)KH，晶體二極管D2組成的，其主控手動(dòng)自鎖開關(guān)KH接在三相電源上，電磁鐵DT接在主控手動(dòng)自鎖開關(guān)KH上，由延時(shí)開關(guān)電路控制。
專利摘要
三相電動(dòng)機(jī)通用的斷相保護(hù)器，屬于電動(dòng)機(jī)緊急保護(hù)裝置。它以電阻傳遞保護(hù)信號(hào)，采用直流繼電器或直流電磁鐵作執(zhí)行元件，在三相電動(dòng)機(jī)任意一相發(fā)生斷相故障時(shí)，立即輸出信號(hào)，驅(qū)使直流繼電器斷開或直流電磁鐵失磁，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)瞬間斷相保護(hù)。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用可靠、成本低廉、體積小、適用功率范圍為0.05～1000千瓦，電壓為360～440伏的三相電動(dòng)機(jī)配套使用，也可對(duì)三刀開關(guān)控制的電動(dòng)機(jī)實(shí)行保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H7/08GK86200766SQ86200766
公開日1987年11月11日 申請(qǐng)日期1986年1月21日
發(fā)明者王祖凡 申請(qǐng)人:王祖凡導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan