專利名稱：三相電動機(jī)自動保護(hù)節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電動機(jī)保護(hù)和節(jié)電裝置。
提高三相電動機(jī)的運行效率，是國家的一項強(qiáng)制性推廣標(biāo)準(zhǔn)，但一般電動機(jī)設(shè)備的設(shè)計都是在最大載荷加安全系數(shù)下選用電動機(jī)的，面實際情況是大部分時間在空載、輕載負(fù)荷下運行，這就大大降低了三相電動機(jī)的運行效率，降低了電動機(jī)的功率因數(shù)?？蛰d時，電動機(jī)的功率因數(shù)只有0.1～0.2，造成75％左右的浪費，加重了供電設(shè)備的負(fù)擔(dān)，變電站即使增設(shè)了無功補(bǔ)償裝置，但變電站至電動機(jī)的無功消耗仍無法補(bǔ)償。所以提高電動機(jī)的空載、輕載運行時的功率因數(shù)是節(jié)電的一項根本措施。目前，市場上雖有性能良好的三相電動機(jī)節(jié)能保護(hù)裝置，但價格昂貴，難以推廣。雖已有價格較低Y/△轉(zhuǎn)換裝置，但由于轉(zhuǎn)換速率不足，加載后影響轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)性，且無保護(hù)裝置，影響電機(jī)的安全運行。如果另外加電子保護(hù)裝置，造價倍增，使電機(jī)控制系統(tǒng)相對復(fù)雜。這種情況影響電動機(jī)保護(hù)和節(jié)能裝置的推廣應(yīng)用。
本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低的三相電動機(jī)自動保護(hù)節(jié)電器。
本實用新型由接在三相電源中一個相線上的電流互感器B1、保護(hù)電路和Y/△轉(zhuǎn)換電路組成；在電流互感器B1兩端接有二極管D5和功率調(diào)整電位器W4串聯(lián)支路，W4與B1連接端為接地端；W4兩端并聯(lián)有濾波電容C3支路；保護(hù)電路由電壓比較器IC1、IC2、觸發(fā)器IC3、三極管T1、電位器W1、W2、W3和繼電器J1組成；上述IC1、IC2的一對反相輸入端與上述W4的非接地端相連接，IC1、IC2的另一對反相輸入端分別與上閾值電位器W1和下閾值電位器W2的活動觸點相連接，W1、W2分別接在直流電源EC兩端；上述IC1與IC2的輸出端分別通過二個正接的二極管D1、D2相連接，接成一個或門電路；觸發(fā)器IC3的輸入端與上述IC1、IC2的輸出端相連接，IC3的輸出端與電源EC正端之間接有繼電器J1，其觸點J1-2串接在三相電源啟動繼電器線包C2回路中；保護(hù)電路還包括起動延時部分由電位器W3與電容C1串接在直流電源EC之間，三極管T1的基板與C1、W3連接端相接，集電極通過一個二極管D3與IC3的輸入端相連接組成；Y/△轉(zhuǎn)換電路由電壓比較器IC4、IC5、IC6、IC7、三極管T2和繼電器J2組成；電壓比較器IC4的負(fù)輸入端與上述W4的非接地端相連接，正輸入端與電位器W5的活動觸點相連接，W5一端接地，另一端與繼電器J2觸點J2-1的動觸點相連接，J2-1的兩個定觸點分別通過R10、R11與電源EC正端相連接；IC4的輸出端通過電阻R13。與D7、W7并聯(lián)支路一端相連接，D7、W7并聯(lián)支路另一端與電壓比較器IC5的負(fù)輸入端相連接，在IC5負(fù)輸入端與接地端之間接有一充放電電容C4；IC5的正輸入端與電壓比較器IC8的負(fù)輸入端相連，并通過電阻R12與電源EC正端相連接，IC6的正輸入端通過電位器W6與電源EC正端相連接，在IC6正輸入端與接地端之間接有一充放電電容C5，上述IC5、IC6的輸出端分別通過兩個反向接法的二極管D8、D9相連接，構(gòu)成一個與門電路，其輸出端與三極管T2的基極相連接，T2的集電極與電源EC正端之間接有繼電器J2；J2的另一觸點J2-2是Y/△轉(zhuǎn)換開關(guān)。
當(dāng)B1兩端的取樣信號Ui大于上閾值電壓U1(W1決定的IC1負(fù)輸入端電壓)時，或小于下閾值電壓U2(W2決定的IC2正極輸入端電壓)時，即過載或斷相，由D1、D2組成的或門電路輸出高電平，C2充電，充到2/3EC時，IC3觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出低電平，繼電器J1工作，從而使J1工作，從而使J1-2斷開，切斷三相電源。在電機(jī)正常工作時，取樣信號Ui大于U2小于U1，J1不動作。
在Y型接法時，IC4的正輸入端由W5、R10支路提供基準(zhǔn)電壓，此時繼電器J2不工作，當(dāng)上述取樣信號Ui大于由W5、R10決定的基準(zhǔn)電壓時，IC4輸出低電平，其輸出端接的放電電容C4放電，IC5輸出高電平，由D8、D9組成的與門電路輸出高電平，T2導(dǎo)通，其集電極中的J2工作，觸點J2-1動作，IC4的正輸入端由W5、R11提供基準(zhǔn)電壓，觸點J2-2將Y型接法轉(zhuǎn)換成△型接法。
本實用新型即可實現(xiàn)電動機(jī)的斷相、過載等各項安全保護(hù)，又可以根據(jù)載荷的輕重，自動實現(xiàn)Y/△轉(zhuǎn)換，空載、輕載時可節(jié)約有功功率達(dá)10～30％，提高功率因數(shù)COSψ達(dá)0～70％。本裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低、體積小和節(jié)電效果明顯等優(yōu)點。其成本只有調(diào)頻保護(hù)節(jié)電裝置或連續(xù)調(diào)壓保護(hù)節(jié)能裝置的三分之一到五分之一。
圖面說明

圖1是本實用新型的電路圖。
圖2是三相電源接線電路圖本實用新型的實施例見附圖由接在三相電源中一個相線上的電流互感器B1、保護(hù)電路和Y/△轉(zhuǎn)換電路組成。保護(hù)電路由電壓比較器IC1、IC2、觸發(fā)器IC3、三極管T1、電位器W1、W2、W3和繼電器J1組成。Y/△轉(zhuǎn)換電路由電壓比較器IC4、IC5、IC6、IC7、三極管T2和繼電器J2組成。在繼電器J1兩端產(chǎn)接有過載或斷相指示燈DF1，在繼電器J2兩端并接有△型接法指示燈DF3，電壓比較器IC7的一個正輸入端與上述D8、D9連接端相接，負(fù)輸入端與接地端通過電阻R20相連接，在其輸出端與電源EC正端之間接有Y型接法指示燈DF2。
本實用新型的具體工作原理如下保護(hù)部分電流互感器B1輸出的交流信號經(jīng)D5、C3整流濾波后作為取樣信號Ui，W4為功率調(diào)整電位器，用來調(diào)節(jié)取樣信號值。IC1、IC2組成可變比較器，下閾值電壓U2，由W2調(diào)節(jié)，應(yīng)大于電機(jī)的激磁電流產(chǎn)生的取樣信號Ui。上閾值電壓U1，由W1調(diào)整，應(yīng)小于電機(jī)額定電流產(chǎn)生的Ui。當(dāng)Ui大于U1時或小于U2時，IC1、IC2中總有一個輸出高電平，由D1、D2組成的或門電路輸出高電平，經(jīng)過由R4、C2組成的過載延時電路給C2充電，當(dāng)充到(2/3)Ec時，由IC3組成的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)輸出低電平，繼電器J1吸合，起保護(hù)作用。DF1黃燈亮。若電機(jī)正常運行時，取樣信號Ui大于U2小于U1，IC1、IC2都輸出低電平，或門電路輸出低電平，觸發(fā)器輸出高電平，J1不動作，DF1燈不亮。
電機(jī)過載時B1的初級電流增大，取樣信號Ui＞U1，IC1輸出高電平，IC2輸出低電平，或門電路輸出為高電平，經(jīng)R4、C2組成的過載延時電路給C2充電到(2/3)Ec時，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)輸出低電平，繼電器J1吸合，起保護(hù)作用。過載延時時間(2～6)秒，若過載時間小于過載延時時間，保護(hù)器不動作，從而提高了保護(hù)器工作的穩(wěn)定性和可靠性。
電動機(jī)斷相運行若穿過電流互感器一相斷相，T1初級無電流流過，取樣信號Ui＝0，IC1輸出低電平，IC2輸出高電平，或門電路輸出高電平，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出低電平，繼電器J1吸合，起保護(hù)作用。若其它兩相中任一相斷相，穿過電流互感器的一相電流一般為電機(jī)額定電流的兩倍(缺相運行)，使Ui恒大于U1，保護(hù)器工作與過載時相同。
起動延時起動瞬間電容C1有充電過程，電容C1上電壓較小時，T1出現(xiàn)基極電流Ib，因為Ic＝βIb，所以T1對C2充電起分流作用。隨著電機(jī)運行時間的加長，電容C1上電壓升高，Ib相應(yīng)減小，直至Ic降為零，T1分流作用消失。這樣就避開了起動瞬時的大電流引起的誤動作?？杀ＷC電動機(jī)正常起動，調(diào)整W3可改變起動延時時間以滿足各種起動場合的需要。起動延時時間為(5～60)秒，由電位器W3調(diào)整。
Y/△轉(zhuǎn)換電路的取樣信號和保護(hù)電路取樣信號相同。電機(jī)起動運轉(zhuǎn)后IC6輸出保持高電平。當(dāng)電機(jī)在Y接法運行時，其取樣信號Ui大于由W5、R10決定的Y型接法轉(zhuǎn)換成△接法的基準(zhǔn)電壓時，IC4輸出低電平，C4通過D7、R13、IC4放電，放電時間很小不可調(diào)，當(dāng)C4上電壓放到IC5反相端電壓小于同相端電壓時、輸出高電平，由D8、D9組成的與門電路輸出高電平，T2管飽和導(dǎo)通，繼電器J2吸合，電機(jī)由Y型接法轉(zhuǎn)換成△接法運行，DF3綠燈亮。同時基準(zhǔn)電壓由J2一組觸點自動轉(zhuǎn)換為由W5、R11決定的△型接法轉(zhuǎn)換成Y型接法的基準(zhǔn)電壓。當(dāng)取樣信號小于△接法轉(zhuǎn)換Y型接法的基準(zhǔn)電壓時，IC4輸出高電平，經(jīng)過R13、W7給C4充電，在IC5反相端電壓大于同相端電壓時，IC5輸出低電平，使與門電路輸出低電平，繼電器J2釋放，電機(jī)由△接法轉(zhuǎn)換Y型接法運行?！鹘臃ㄞD(zhuǎn)換成Y型接法的延時時間為(3～21)秒可調(diào)，由電位器W7調(diào)節(jié)，同時IC7同相端為低電平，IC7輸出低電平，DF2紅燈亮。
Y/△起動延時電路由W6、W5及IC6構(gòu)成的電路完成。在接通電源起動電機(jī)時，Ec通過W6給C5充電，當(dāng)C5上的電壓小于穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓時，同相比較器輸出低電平，與門電路輸出低電平，三極管T2截止，繼電器J2不動作，電動機(jī)保持Y型接法運行，起動延時時間為(5～60)秒，由W6調(diào)節(jié)，電動機(jī)起動運轉(zhuǎn)后IC6輸出保持高電平。
權(quán)利要求1.一種三相電動機(jī)自動保護(hù)節(jié)電器，其特征在于本裝置由接在三相電源中一個相線上的電流互感器B1、保護(hù)電路和Y/△轉(zhuǎn)換電路組成；在電流互感器B1兩端接有二極管D5和功率調(diào)整電位器W4串聯(lián)支路，W4與B1連接端為接地端；W4兩端并聯(lián)有濾波電容C3支路；保護(hù)電路由電壓比較器IC1、IC2、觸發(fā)器IC3、三極管T1、電位器W1、W2、W3和繼電器J1組成；上述IC1、IC2的一對反相輸入端與上述W4的非接地端相連接，IC1、IC2的另一對反相輸入端分別與上閾值電位器W1和下閾值電位器W2的活動觸點相連接，W1、W2分別接在直流電源EC兩端；上述IC1與IC2的輸出端分別通過二個正接的二極管D1、D2相連接，接成一個或門電路；觸發(fā)器IC3的輸入端與上述IC1、IC2的輸出端相連接，IC3的輸出端與電源EC正端之間接有繼電器J1，其觸點J1-2串接在三相電源啟動繼電器線包C2回路中；保護(hù)電路還包括起動延時部分由電位器W3與電容C1串接在直流電源EC之間，三極管T1的基板與C1、W3連接端相接，集電極通過一個二極管D3與IC3的輸入端相連接組成；Y/Δ轉(zhuǎn)換電路由電壓比較器IC4、IC5、IC6、IC7、三極管T2和繼電器J2組成；電壓比較器IC4的負(fù)輸入端與上述W4的非接地端相連接，正輸入端與電位器W5的活動觸點相連接，W5一端接地，另一端與繼電器J2觸點J2-1的動觸點相連接，J2-1的兩個定觸點分別通過R10、R11與電源EC正端相連接；IC4的輸出端通過電阻R13。與D7、W7并聯(lián)支路一端相連接，D7、W7并聯(lián)支路另一端與電壓比較器IC5的負(fù)輸入端相連接，在IC5負(fù)輸入端與接地端之間接有一充放電電容C4；IC5的正輸入端與電壓比較器IC6的負(fù)輸入端相連，并通過電阻R12與電源EC正端相連接，IC6的正輸入端通過電位器W6與電源EC正端相連接，在IC6正輸入端與接地端之間接有一充放電電容C5，上述IC5、IC6的輸出端分別通過兩個反向接法的二極管D8、D9相連接，構(gòu)成一個與門電路，其輸出端與三極管T2的基極相連接，T2的集電極與電源EC正端之間接有繼電器J2；J2的另一觸點J2-2是Y/△轉(zhuǎn)換開關(guān)。
專利摘要本實用新型屬于三相電動機(jī)保護(hù)、節(jié)電裝置，它是由接在三相電源中一個相線上的電流互感器、過載、斷相保護(hù)電路和Y/Δ轉(zhuǎn)換電路組成，上述電流互感器可提供取樣信號，并將該取樣信號送至保護(hù)電路和Y/Δ轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)而實現(xiàn)對電機(jī)的保護(hù)和Y/Δ轉(zhuǎn)換，達(dá)到安全，節(jié)電的目的。本裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、體積小和節(jié)電效果明顯等優(yōu)點。即可實現(xiàn)電動機(jī)的斷相、過載保護(hù)，又可根據(jù)載荷的輕重，自動實現(xiàn)Y/Δ轉(zhuǎn)換。
文檔編號H02H7/08GK2246863SQ9324464
公開日1997年2月5日 申請日期1993年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月29日
發(fā)明者鄭喜仁 申請人:鄭本河