專利名稱：電動(dòng)機(jī)數(shù)字式過流斷相保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種電動(dòng)機(jī)的過流、斷相保護(hù)裝置，特別適用于交流電動(dòng)機(jī)的過流斷相的保護(hù)。
在本實(shí)用新型以前，交流異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)普遍采用JR系列雙金屬片式熱繼電器，也有的電機(jī)采用電子過載、缺相綜合保護(hù)器，熱繼電器雖然有制造容易，價(jià)格較低的優(yōu)點(diǎn)，但是存在著動(dòng)作情況與標(biāo)稱值出入較大，動(dòng)作不準(zhǔn)確，誤差大和耗電較高電損失較大的不足；電子類過載、缺相綜合保護(hù)器大都需要單獨(dú)給繼電器加入380V或220V工作電源，內(nèi)部經(jīng)變壓整流，因此外型體積大、價(jià)格高，電流調(diào)節(jié)采用電位器，動(dòng)作電流易漂移，因此限制這種產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述產(chǎn)品的不足之處，提供一種電動(dòng)機(jī)數(shù)字式過流，斷相保護(hù)器，完全取代老式熱繼電器，用于中小型交流電機(jī)，有效地延長電機(jī)的使用周期。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的這種由殼體和電子電路組成的電動(dòng)機(jī)過流斷相保護(hù)器，其特點(diǎn)是電路是由工作電源產(chǎn)生電路、電流取樣電路、過流檢測電路、缺相檢測電路及放大輸出電路五部分組成，電路置于保護(hù)器殼體內(nèi)，保護(hù)器殼體呈長方體結(jié)構(gòu)，采用絕緣材料制作，位于殼體的上面設(shè)置數(shù)碼盤、指示燈，殼體的前面設(shè)置接線柱，三相電源穿線孔(A、B、C)和保險(xiǎn)管座，殼體的下面設(shè)置地腳螺孔，(和同型號(hào)熱繼電器通用)接線柱作為常閉點(diǎn)輸出與外部控制回路連接，保險(xiǎn)管座為外部電器故障易引起繼電器內(nèi)部元件損壞而設(shè)置專用保險(xiǎn)管(0.5～1A)，發(fā)光二極管用于指示燈，作為工作正常顯示，該保護(hù)器通過對(duì)電機(jī)過流信號(hào)取樣與事先由數(shù)碼盤設(shè)定的動(dòng)作電流比較后，經(jīng)延時(shí)，放大使繼電路動(dòng)作切斷電源，通過對(duì)電機(jī)缺相信號(hào)取樣，經(jīng)放大后使繼電器很快動(dòng)作切斷電源。電源產(chǎn)生電路由D2－D11及C1組成，控制回路交流電流經(jīng)D2半波整流后經(jīng)D3～D11產(chǎn)生九個(gè)結(jié)壓降電壓、典型電壓值為6.3V，此電壓供給繼電器作工作電源(另外半波信號(hào)經(jīng)D1導(dǎo)通這樣控制回路交流信號(hào)仍能正常導(dǎo)通)。電流取樣電路由L1、L2、L3、D13～D18組成，L1、L2、L3是三個(gè)電感線圈，是在磁環(huán)上繞上若干匝導(dǎo)線制成的，將三個(gè)電感線圈分別套在外殼的A、B、C三個(gè)穿線孔管上，使用時(shí)電同電源線必須從孔中穿過50HZ的正弦波電流，周圍產(chǎn)生交變磁場，使L1、L2、L3上感應(yīng)出同樣頻率的交變信號(hào)，電源電流越大，感應(yīng)出的信號(hào)越強(qiáng)，一旦缺相，就不在會(huì)再感應(yīng)出信號(hào)了。D13－D18六個(gè)二極管，將L1、L2、L3上信號(hào)分成上下半軸兩部分，上半軸信號(hào)經(jīng)D14、D16D18送給過流檢測回路，下半軸信號(hào)經(jīng)D13、D15、D17送給缺相檢測回路。過流檢測電路由R10、C7、D22、R4及Q4、R5、C2組成。R10是一組由數(shù)碼盤構(gòu)成的一組電阻，改變R10的阻值，可改變對(duì)感應(yīng)信號(hào)的衰減量，這樣可設(shè)定若干個(gè)動(dòng)作電流值，當(dāng)電源電流超出設(shè)定值時(shí)，感應(yīng)出的信號(hào)使D22、R4、Q4BE回路導(dǎo)通，Q4集電極由高電平變?yōu)榈碗娖剑敵鲞^流信號(hào)。缺相檢測電路由R11、Q1、Q2、Q3及R6－8、C3－5、等元件組成，正常工作時(shí)，L1、L2、L3負(fù)半軸取樣信號(hào)使Q1、Q2、Q3分別導(dǎo)通，集電極均為低電平，一旦缺相(如B相)，Q2截止，集電極由低電平變?yōu)楦唠娖?，由D20送出缺相信號(hào)。放大輸出電路由CD4011，Q5、ZJ等及外圍電路構(gòu)成，過流信號(hào)送給CD4011的①、②腳，經(jīng)倒相延時(shí)，由(11)腳控制Q5；缺相信號(hào)送給CD4011的⑧⑨腳，經(jīng)兩次倒相，也通過(11)腳控制Q5，不管缺相或是過流，(11)腳便由低電平變?yōu)楦唠娖?，Q5導(dǎo)通進(jìn)行電流放大帶動(dòng)ZJ動(dòng)作，使常閉點(diǎn)斷開，總之以上五部分，通過有機(jī)的結(jié)合，共同完成了設(shè)計(jì)功能，接線柱作為常閉點(diǎn)輸出需與外部控制回路連接，本繼電器采用了音箱專用接線柱、樣式新穎、接觸牢靠，使用相當(dāng)方便，保險(xiǎn)管座用于防止外部電器故障易引起繼電器內(nèi)元件損壞，如交流接觸器線圈燒毀等，如果控制回路保險(xiǎn)較大，易使D1及D3～D11燒壞，為此特設(shè)一專用保險(xiǎn)管(0.5－1A)，使產(chǎn)品壽命有了可靠保證。
本實(shí)用新型達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的，與傳統(tǒng)的熱繼電器和一些電子類過載缺相綜合保護(hù)器相比，本實(shí)用新型具有保護(hù)性能可靠，動(dòng)作準(zhǔn)確，誤差小，節(jié)電、體積小，價(jià)格適中，動(dòng)作電流按一定規(guī)律用固定電阻數(shù)字化，動(dòng)作電流不漂移等優(yōu)點(diǎn)，并且不需要給繼電器另加工作電源，可以用于改造熱繼電器，安裝改造簡單，不需要對(duì)線路做任何改動(dòng)，不影響原控制回路的設(shè)計(jì)及操作習(xí)慣，本實(shí)用新型達(dá)到的技術(shù)性能指標(biāo)如下①常閉點(diǎn)控制回路電壓36V～380V，在該范圍內(nèi)任何一電壓下，該繼電器都能正常工作，可以適應(yīng)任何交流接觸器(線圈)。
②常閉關(guān)正常工作電流不小于1A，最大工作電流2A。滿足各種交流接觸器線圈的容量。
③過流動(dòng)作延時(shí)及起動(dòng)延時(shí)，可在0～120秒內(nèi)任意調(diào)節(jié)。
④缺相動(dòng)作時(shí)間＜1.5秒⑤環(huán)境工作溫度－25℃～＋55℃在此溫度下該繼電器可連續(xù)正常工作。
本實(shí)用新型達(dá)到的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)①選用該繼電器六－十八個(gè)月即可收回全部投資，平均每個(gè)年節(jié)約資金50元以上。
②節(jié)約電能明顯。7.5KW電機(jī)改用該繼電器年可節(jié)電62KWh，應(yīng)用1萬只，年節(jié)電62萬KWh，合人民幣近20萬元。
結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步描述附

圖1 是電動(dòng)機(jī)數(shù)字式過流斷相保護(hù)器外型圖附圖2 是電動(dòng)機(jī)數(shù)字式過流斷相保護(hù)器電路圖圖中1、數(shù)碼盤。
2、指示燈。
3、接線柱。
4、穿線孔。
5、保險(xiǎn)管座。
6、地腳螺孔。
7、殼體。
D1～D18是二極管IN4004D19～D21是二極管IN4148D22是穩(wěn)壓二極管2CW50～56C1電容16V。
C2～C5電容6V 47MF
Q1－Q4三極管2DG 201BQ5三極管S9013R1～R11電阻。
ZJ中間繼電器ZJC－22FD23發(fā)光二極管。
L1、L2、L3電感線圈ZL接線柱二引線。
a、b、c分別為同位置連接點(diǎn)A、B、C交流三相電源CD4011集成塊發(fā)明人的一個(gè)實(shí)施例是根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，制作的一種電動(dòng)機(jī)數(shù)字式過流斷相保護(hù)器外型(以ZLⅡ型為例)尺寸為95×35×80毫米，(外觀如附圖1所示)動(dòng)作電流調(diào)整在6.5A，起動(dòng)延時(shí)12秒，過流延時(shí)5秒，斷相動(dòng)作1秒，將該電動(dòng)機(jī)數(shù)字式過流斷相保護(hù)器接裝在集塵箱風(fēng)機(jī)電機(jī)上，集塵箱風(fēng)機(jī)電機(jī)為Y系列二級(jí)，功率3千瓦，額定電流6.08A，實(shí)際工作電流5.8A，該風(fēng)機(jī)風(fēng)壓大，工作環(huán)境差，原先經(jīng)常燒壞電機(jī)，改用電動(dòng)機(jī)數(shù)字式過流斷相保護(hù)器后一直工作良好，經(jīng)過多次多臺(tái)電機(jī)試驗(yàn)，凡是安裝上數(shù)字式過流斷相保護(hù)器的電機(jī)，電機(jī)燒壞率比原來減少了95％以上，可給國家節(jié)省大量的人力、物力、財(cái)力，降低生產(chǎn)成本，是一很有推廣前途的產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種由殼體和電子電路組成的電動(dòng)機(jī)過流、斷相保護(hù)器，其特征在于所說的電路是由工作電源產(chǎn)生電路、電流取樣電路、過流檢測電路、斷相檢測電路及放大輸出電路五部分組成，位于殼體7的上面設(shè)置數(shù)碼盤1、指示燈2，電路置于保護(hù)器殼體內(nèi)，保護(hù)器殼體呈長方體結(jié)構(gòu)，位于殼體7的前面設(shè)置接線柱3，穿線孔4(A、B、C)，保險(xiǎn)管座5，殼體7的下面設(shè)置地腳螺孔6，接線柱3作為常閉點(diǎn)輸出與外部控制回路連接，保險(xiǎn)管座5為外部電器故障易引起繼電器內(nèi)部元件損壞而設(shè)置專用保險(xiǎn)管0.5～1A，發(fā)光二極管D23(指示燈2)作為工作正常顯示，該保護(hù)器通過對(duì)電機(jī)過流信號(hào)取樣與事先由數(shù)碼盤設(shè)定的動(dòng)作電流值比較后，經(jīng)延時(shí)、放大使繼電器動(dòng)作切斷電源，通過對(duì)電機(jī)缺相信號(hào)取樣經(jīng)放大后使繼電器很快動(dòng)作切斷電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)器，其特征在于所說的工作電源產(chǎn)生電路是由二極管D2－D11及電容C1組成，控制回路交流經(jīng)D2半波整流后再經(jīng)D3～D11產(chǎn)生九個(gè)結(jié)壓降電壓，典型電壓值為6.3V，此電壓供給繼電器作工作電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)器，其特征在于所說的電流取樣電路是由電感線圈L1、L2、L3和二極管D13～D18組成的，三個(gè)電感線圈是在磁環(huán)上繞上若干匝導(dǎo)線制成的，三個(gè)電感線圈分別套在外殼的A、B、C三個(gè)穿線孔管上，使用時(shí)，電機(jī)電源線必須從孔中穿過50HZ的正弦波電流，周圍產(chǎn)生交變磁場，使L1、L2、L3感應(yīng)出同樣頻率的交變信號(hào)，電源電流越大，感應(yīng)出的信號(hào)越強(qiáng)，一旦缺相就不再會(huì)感應(yīng)出信號(hào)，D13～D18六個(gè)二極管將L1、L2、L3上信號(hào)分成上下半軸兩部分，上半軸信號(hào)經(jīng)D14、D16、D18送給過流檢測回路，下半軸信號(hào)經(jīng)D13、D15、D17送給缺相檢測回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)器，其特征在于所說的過流檢測電路是由電阻R10、電容C7、穩(wěn)壓管D22、電阻R4，及三極管Q4、電阻R5、電容C2組成，R10是一組由數(shù)碼盤構(gòu)成的一組電阻，改變R10的阻值，可改變對(duì)感應(yīng)信號(hào)的衰減量，可設(shè)定若干個(gè)動(dòng)作電流值，當(dāng)電源電流超出設(shè)定值時(shí)，感應(yīng)出的信號(hào)使D22、R4、Q4BE回路導(dǎo)通，Q4集電極由高電平變?yōu)榈碗娖?，輸出過流信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)器，其特征在于所說的缺相檢測電路是由電阻R11、三級(jí)管Q1、Q2、Q3及電阻R6～R8、電容C3～C5等元件組成，正常工作時(shí)，線圈L1、L2、L3負(fù)半軸取樣信號(hào)使三極管Q1、Q2、Q3分別導(dǎo)通，集電極均為低電平，一旦缺相(如B相)，三極管Q2截止，集電極由低電平變?yōu)楦唠娖?，由D20送出缺相信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)器，其特征在于所說的放大輸出電路是由集成塊CD4011、三極管Q5、繼電器ZJ及外圍電路構(gòu)成，過流信號(hào)送給CD4011的①、②腳，經(jīng)倒相延時(shí)，由(11)腳控制Q5，缺相信號(hào)送給CD4011的⑧、⑨腳，經(jīng)兩次倒相，也通過(11)腳控制Q5，不管缺相或是過流，(11)腳例由低電平變?yōu)楦唠娖?，Q5導(dǎo)通進(jìn)行電流放大帶動(dòng)ZJ動(dòng)作，使常閉點(diǎn)斷開。
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于交流電機(jī)的數(shù)字式過流斷相保護(hù)裝置，其結(jié)構(gòu)特征是由殼體和電子電路組成。電路是由工作電源產(chǎn)生電路，電流取樣電路，過流檢測電路，缺相檢測電路及放大輸出電路構(gòu)成，殼體上設(shè)置數(shù)碼盤、指示燈、接線柱、穿線孔，保險(xiǎn)管座和地腳螺孔等部位，本實(shí)用新型具有保護(hù)性能可靠、動(dòng)作準(zhǔn)確、誤差小、節(jié)電、體積小、動(dòng)作電流不漂移等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，可適用于改造熱繼電器和適應(yīng)任何交流異步電動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)H02H7/085GK2150653SQ9320638
公開日1993年12月22日 申請日期1993年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月20日
發(fā)明者鄭文英, 李玉平 申請人:中國人民解放軍第三五五二工廠