專利名稱：電動(dòng)機(jī)節(jié)能過(guò)載保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。
現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器需外接電源變壓器、用電流互感器檢測(cè)電流，線路復(fù)雜，體積大，成本高，保護(hù)的電動(dòng)機(jī)容量范圍窄，互換性差，不能同時(shí)具有過(guò)載保護(hù)和空載節(jié)能的性能。
本實(shí)用新型的任務(wù)是設(shè)計(jì)一種同時(shí)具有過(guò)載保護(hù)和空載節(jié)能兩種性能的電動(dòng)機(jī)過(guò)載、空載保護(hù)器。
本實(shí)用新型是這樣完成任務(wù)的本實(shí)用新型由外殼、接線端子及線路板構(gòu)成，外殼由電位器調(diào)整孔，電位測(cè)量孔，線路板由電流檢測(cè)環(huán)節(jié)、信號(hào)放大、整流環(huán)節(jié)、濾波延時(shí)環(huán)節(jié)、電流設(shè)定環(huán)節(jié)、電網(wǎng)電壓波動(dòng)適宜環(huán)節(jié)、直流供電電源環(huán)節(jié)及執(zhí)行繼電器環(huán)節(jié)構(gòu)成。
用一根導(dǎo)線檢測(cè)電動(dòng)機(jī)工作電流，經(jīng)整流、放大轉(zhuǎn)換成半波信號(hào)，再經(jīng)濾波成直流電平信號(hào)，將這直流電平信號(hào)一路經(jīng)積分延時(shí)處理與設(shè)定電流比較，經(jīng)集成運(yùn)放輸出比較結(jié)果給執(zhí)行繼電器控制電動(dòng)機(jī)動(dòng)作。另一路與設(shè)定的電流和電平比較經(jīng)集成運(yùn)放帶動(dòng)執(zhí)行繼電器控制電動(dòng)機(jī)動(dòng)作。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作電流處于正常值時(shí)，即大于空載設(shè)定電流而小于過(guò)載設(shè)定電流，一路集成運(yùn)放輸出高電平，另一路也輸出高電平，執(zhí)行繼電器無(wú)吸合電流常閉觸點(diǎn)仍常閉，當(dāng)工作電流大于過(guò)載設(shè)定電流時(shí)一路集成運(yùn)放輸出低電平，但繼電器利用電容放電而動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)被打開(kāi)使接觸器跳閘，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。當(dāng)工作電流小于空載設(shè)定電流時(shí)，另一路輸出低電平，繼電器同樣瞬時(shí)動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)主電路接觸器自鎖回路，使接觸器跳閘，實(shí)現(xiàn)空載保護(hù)。
附

圖1是本實(shí)用新型原理圖。
附圖2是本實(shí)用新型安裝接線圖。
附圖3是本實(shí)用新型過(guò)載保護(hù)延時(shí)特性圖。
現(xiàn)在結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型本實(shí)用新型是由電流檢測(cè)環(huán)節(jié)、信號(hào)放大、整流環(huán)節(jié)、濾波及積分延時(shí)環(huán)節(jié)、電流設(shè)定比較環(huán)節(jié)、執(zhí)行繼電器環(huán)節(jié)等構(gòu)成。
用一根導(dǎo)線R0串接在三相電動(dòng)機(jī)任一相供電線路中，這根導(dǎo)線產(chǎn)生一個(gè)微弱交流電信號(hào)，從而檢出電動(dòng)機(jī)工作電流，此微弱交流電信號(hào)經(jīng)R1、R2、R3、A1組成的放大、整流環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換成幅值高的半波信號(hào)，再經(jīng)R4C1組成的濾波環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換成直流電平信號(hào)，將這直流電平信號(hào)分成兩路，一路經(jīng)R3C2積分延時(shí)處理與設(shè)定電流(由W1設(shè)定)比較，經(jīng)集成運(yùn)放A2輸出比較結(jié)果給執(zhí)行繼電器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)或停。另一路與通過(guò)W2R6R7設(shè)定的電平比較，經(jīng)集成運(yùn)放A3A4帶動(dòng)執(zhí)行繼電器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)或停。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作電流處于正常值時(shí)，即大于空載設(shè)定電流而小于過(guò)載設(shè)定電流，一路集成運(yùn)放A2輸出高電平，另一路集成運(yùn)放A3輸出低電平，A4輸出高電平，執(zhí)行繼電器無(wú)吸合電流，常閉觸點(diǎn)不動(dòng)作，當(dāng)工作電流大于過(guò)載設(shè)定電流時(shí)，經(jīng)R5、C2延時(shí)后，(附圖3為延時(shí)特性曲線)一路集成運(yùn)放A2輸出低電平，電容C5經(jīng)A2輸出級(jí)對(duì)繼電器J快速放電使之動(dòng)作，從而使接觸器跳閘，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。當(dāng)工作電流小于空載設(shè)定電流時(shí)，另一路集成運(yùn)放A3輸出高電平，集成運(yùn)放A4輸出低電平，繼電器J同樣瞬時(shí)動(dòng)作，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)主電路跳閘，實(shí)現(xiàn)空載保護(hù)。需說(shuō)明的是C3R8均有正反饋?zhàn)饔茫纱_保A2A3A4狀態(tài)的轉(zhuǎn)換可靠性，從而確保執(zhí)行繼電器的動(dòng)作可靠性。
直流供電電路由D1、R9、R10、C4、DW構(gòu)成，此電路為保護(hù)器的工作電源。利用R13、R14分電路對(duì)電容C5充電儲(chǔ)能，只有當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載或過(guò)載時(shí)，A2或A4輸出才導(dǎo)通，電容C5才對(duì)繼電器J放電一次，于是常閉觸點(diǎn)被打開(kāi)，帶動(dòng)主電路跳閘。
W1、R11、R12、T1構(gòu)成電網(wǎng)電壓波動(dòng)適應(yīng)電路，當(dāng)電網(wǎng)電壓偏高或偏低時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定負(fù)荷下工作電流將偏低或偏高，本電路可保證電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境惡劣時(shí)對(duì)空載的精確檢測(cè)而使本保護(hù)器正常工作。
附圖2是本實(shí)用新型安裝接線圖，按圖接線后設(shè)定電流，首先開(kāi)啟電動(dòng)機(jī)使其滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)量出1、2兩點(diǎn)間電壓V1，再測(cè)量1、3兩點(diǎn)電壓，調(diào)節(jié)電位器W1直至該電壓≈1.3V1，再測(cè)量1、4兩點(diǎn)電壓，調(diào)整電位器W2直至該電壓≈0.8V1，這時(shí)測(cè)量1、5兩點(diǎn)電壓在14～16伏。如不需空載保護(hù)，可調(diào)整電位器W2使1、4兩端電壓≈0.4V1即可達(dá)到。
電流檢測(cè)電路直接串接在電動(dòng)機(jī)三相主回路任一相中，當(dāng)其它兩相電路任一相斷相，或因過(guò)載造成電動(dòng)機(jī)工作電流超過(guò)設(shè)定電流保護(hù)值時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電路跳閘。
本實(shí)用新型最佳實(shí)施例如下以5.5KW軸流泵用電動(dòng)機(jī)，額定電流11A空載電流7A，允許過(guò)載電流14A。檢測(cè)主電路電流用一根導(dǎo)線R0＝0.01歐姆串接在三相電動(dòng)機(jī)任一相供電線路中，這根導(dǎo)線產(chǎn)生一個(gè)微弱交流電信號(hào)，從而檢出電動(dòng)機(jī)工作電流，此微弱交流電信號(hào)經(jīng)R1、R2、R3、A1組成的放大、整流環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換成幅值高的半波信號(hào)，再經(jīng)R4C1組成的濾波環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換成直流電平信號(hào)，將這直流電平信號(hào)分成兩路，一路經(jīng)R3C2積分延時(shí)處理與設(shè)定電流(由W1設(shè)定)比較，經(jīng)集成運(yùn)放A2輸出比較結(jié)果給執(zhí)行繼電器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)或停。另一路與通過(guò)W2R6R7設(shè)定的電平比較，經(jīng)集成運(yùn)放A3A4帶動(dòng)執(zhí)行繼電器控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)或停。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作電流處于正常值時(shí)，即大于空載設(shè)定電流而小于過(guò)載設(shè)定電流，一路集成運(yùn)放A2輸出高電平，另一路集成運(yùn)放A3輸出低電平，A4輸出高電平，執(zhí)行繼電器無(wú)吸合電流，常閉觸點(diǎn)不動(dòng)作，當(dāng)工作電流大于過(guò)載設(shè)定電流時(shí)，經(jīng)R5、C2延時(shí)后，(附圖3為延時(shí)特性曲線)一路集成運(yùn)放A2輸出低電平，電容C5經(jīng)A2輸出級(jí)對(duì)繼電器J快速放電使之動(dòng)作，使接觸器跳閘，實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。當(dāng)工作電流小于空載設(shè)定電流時(shí)，另一路集成運(yùn)放A3輸出高電平，集成運(yùn)放A4輸出低電平，繼電器J同樣瞬時(shí)吸合，帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)主電路跳閘，實(shí)現(xiàn)空載保護(hù)。集成動(dòng)放A1A2A3A4采用價(jià)格便宜的四集成比較器339系列，該比較器輸出級(jí)為集電極開(kāi)路、發(fā)射極接地結(jié)構(gòu)，這樣省略對(duì)繼電器推動(dòng)電路，并且可以起到信號(hào)放大同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的半波整流(如A1)。需說(shuō)明的是C3R8均有正反饋?zhàn)饔?，可確保A2A3A4狀態(tài)的轉(zhuǎn)換可靠性，從而確保執(zhí)行繼電器動(dòng)作可靠。
直流供電電路由D1、R9、R10、C4、DW構(gòu)成，此電路為保護(hù)器的工作電流。對(duì)執(zhí)行繼電器J工作電源設(shè)計(jì)為非吸合狀態(tài)，只有當(dāng)繼電器執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作時(shí)才瞬時(shí)吸合一次。利用R13、R14分電路對(duì)電容C5充電儲(chǔ)能，只有當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載或過(guò)載時(shí)，A2或A4輸出才導(dǎo)通，電容C5才對(duì)繼電器J放電一次，帶動(dòng)主電路跳閘。
W1、R11、R12、T1構(gòu)成電網(wǎng)電壓波動(dòng)適應(yīng)電路，當(dāng)電網(wǎng)電壓偏高或偏低時(shí)，電動(dòng)機(jī)額定負(fù)荷下工作電流將偏低或偏高，本電路可保證電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境惡劣時(shí)對(duì)空載的精確檢測(cè)而使本保護(hù)器正常工作。
電動(dòng)機(jī)正常工作額定電流為11A，經(jīng)檢測(cè)出的信號(hào)進(jìn)入集成運(yùn)放A2A3負(fù)輸入端，V1＝V2＝V3＝0.40伏檢測(cè)出的信號(hào)，調(diào)整W1W2使V2＝1.3V1≈0.52伏，V3＝0.8V1≈0.32伏，此時(shí)A2A4輸出均為高電平，繼電器不吸合，無(wú)保護(hù)動(dòng)作，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，電流約為14A，經(jīng)延時(shí)后，V2上升為0.58伏，A2輸出低電平，繼電器吸合，使接觸器跳閘，實(shí)現(xiàn)空載保護(hù)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，電流約為7A，V3下降為0.26伏，A3輸出高電平，A4輸出低電平，繼電器吸合并使接觸器跳閘，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)空載保護(hù)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型具備過(guò)載保護(hù)、空載節(jié)能功能，并且本實(shí)用新型使用方便可靠，保護(hù)范圍廣，性能價(jià)格比高，設(shè)定值可調(diào)。本實(shí)用新型只需將空載設(shè)定電流調(diào)整降低，就可靈活地刪除空載保護(hù)。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)機(jī)節(jié)能、過(guò)載保護(hù)器，其特征在于由外殼、接線端子及線路板構(gòu)成，外殼設(shè)有電位器調(diào)整孔，電位測(cè)量孔，線路板由電流檢測(cè)環(huán)節(jié)、信號(hào)放大、整流環(huán)節(jié)、濾波延時(shí)環(huán)節(jié)、電流設(shè)定環(huán)節(jié)、電網(wǎng)電壓波動(dòng)適宜環(huán)節(jié)、直流供電電源環(huán)節(jié)及執(zhí)行繼電器環(huán)節(jié)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)節(jié)能、過(guò)載保護(hù)器，其特征在于電流檢測(cè)環(huán)節(jié)由一根導(dǎo)線構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)節(jié)能、過(guò)載保護(hù)器，其特征在于信號(hào)放大、整流環(huán)節(jié)由電阻R0R1R2R3及集成功放A1構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)節(jié)能、過(guò)載保護(hù)器，其特征在于集成運(yùn)放A2A4輸出端并接實(shí)現(xiàn)過(guò)載、空載狀態(tài)的邏輯“線與”，并直接推動(dòng)繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)節(jié)能、過(guò)載保護(hù)器，其特征在于利用電容C5充電儲(chǔ)能，對(duì)繼電器放電帶動(dòng)繼電器動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)節(jié)能、過(guò)載保護(hù)器，其特征在于利用電容C3及電阻R8構(gòu)成正反饋，保護(hù)繼電器動(dòng)作可靠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)節(jié)能、過(guò)載保護(hù)器，其特征在于電網(wǎng)電壓波動(dòng)適應(yīng)環(huán)節(jié)由三極管T1、電阻R11R12、電位器W2構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)節(jié)能、過(guò)載保護(hù)器，其特征在于直流供電電源由二極管D1、電容C4、電阻R9、R10、穩(wěn)壓管DW構(gòu)成。
專利摘要一種電動(dòng)機(jī)節(jié)能、過(guò)載保護(hù)器，由殼體、接線端子和線路板構(gòu)成。本保護(hù)器不設(shè)置供電變壓器，電流檢測(cè)環(huán)節(jié)為一根導(dǎo)線，利用四集成比較器339系列的特殊構(gòu)造與電阻構(gòu)成放大、整流環(huán)節(jié)，應(yīng)用邏輯電路自動(dòng)識(shí)別過(guò)載和空載，本實(shí)用新型還設(shè)有積分延時(shí)環(huán)節(jié)、電網(wǎng)電壓波動(dòng)適應(yīng)環(huán)節(jié)以及繼電器供電環(huán)節(jié)，本實(shí)用新型使電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)和空載節(jié)能為一體，具有微型、集成、動(dòng)作穩(wěn)定可靠，性能價(jià)格比高，適應(yīng)電動(dòng)機(jī)容量范圍廣等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02H7/085GK2115598SQ9221331
公開(kāi)日1992年9月9日 申請(qǐng)日期1992年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月1日
發(fā)明者龔成龍, 謝善州 申請(qǐng)人:龔成龍, 謝善州