專利名稱：多功能電機自動保護開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電機斷相保護器，屬于HO2H7／09類電機保護裝置。
據(jù)統(tǒng)計在損壞的三相電機中，因缺相而燒壞的約占70％以上，因而各種類型的電機斷相保護器應(yīng)運而生，并已起到了一定的作用。但目前這類保護器還存在如下一些缺點電流型的在空載時合不上閘，通用性差，使用受到局限；熱敏繼電器型的靈敏度低、可靠性差；電壓型或相位型的對電源開關(guān)下口線的缺相不能保護，而且需要放大電路，易受干擾；保護開關(guān)中對電機反電勢的影響沒有防護措施，致使脫扣線圈過熱損壞，甚至燒毀電路元件。
鑒于上述缺點，本實用新型的目的是設(shè)計一種新型的電機保護開關(guān)，該開關(guān)在不缺相時，無論有無負(fù)載都不影響合閘，而在缺相時，無論是電源開關(guān)上口線斷開或下口線斷開均能動作；該開關(guān)能防止電機反電勢損壞電路元件且可省卻交流接觸器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的多功能電機自動保護開關(guān)由外殼、三個電流互感器、兩個整流濾波電路、延時電路、電子開關(guān)、脫扣器及脫扣器電源組成。其中所說三個電流互感器分別套在電機的三相電源線上，三個電流互感器成開口三角形聯(lián)結(jié)，該開口三角形的一個開口端接地，另一個開口端接負(fù)壓整流濾波電路，其余兩個頂角分別接一個正向二極管，這兩個二極管的陰極并接后接產(chǎn)生正壓的整流濾波電路，這兩個整流濾波電路的輸出端并接后再經(jīng)所說延時電路接所說電子開關(guān)的控制端，所說脫扣器的線圈與一個正溫度系數(shù)電阻元件串聯(lián)后再與所說電子開關(guān)串聯(lián)，所說電子開關(guān)的一端接地，所說脫扣器電源是一個輸入接電機三相電源的三相全橋整流器。
當(dāng)電機正常運行時，兩個整流濾波電路的輸出電壓基本相等，但方向相反，故兩電壓疊加后基本為零，電子開關(guān)也因無觸發(fā)信號而不通，于是脫扣器因其線圈中無電流而不動作。
發(fā)生斷相時，有一個電流互感器不感生電壓，使正壓整流值大于負(fù)壓整流值，疊加后仍為正值，此值觸發(fā)電子開關(guān)導(dǎo)通，于是脫扣器得電動作，將電機電源切斷，從而保護了電動機。電機斷電產(chǎn)生的反電勢將通過三相全橋整流器作用于脫扣器，但由于脫扣器線圈串接了正溫度系數(shù)電阻元件，故可防止脫扣器燒毀。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細(xì)描述。


圖1是本實用新型的電路框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖。
本實用新型由外殼及圖1中所示的三個電流互感器1、負(fù)壓整流濾波電路2、正壓整流濾波電路3、延時電路4、電子開關(guān)5、脫扣器6及脫扣器電源7組成。其中三個電流互感器分別套在電機的三相電源線8上，三個電流互感器成開口三角形聯(lián)結(jié)，該開口三角形的一個開口端接地，另一個開口端接負(fù)壓整流濾波電路2，其余兩個頂角分別接一個正向二極管，這兩個二極管的陰極并接后接產(chǎn)生正壓的整流濾波電路3，這兩個整流濾波電路的輸出端并接后再經(jīng)延時電路4接電子開關(guān)5的控制端，脫扣器的線圈與一個正溫度系數(shù)電阻元件串聯(lián)后再與電子開關(guān)5串聯(lián)，電子開關(guān)5的一端接地，脫扣器電源7是一個輸入接電機三相電源8的三相全橋整流器。
參見圖2，圖1中的電流互感器1即為電流互感器B1～B3；圖1中的負(fù)壓整流濾波電路2由反向二極管D1及R1、C1、R3和C2組成；圖1中的正壓整流濾波電路3由正向二極管D2、D3和C3、R2、C4、R4組成；圖1中的延時電路4由R5、R6、C6、D5組成；圖1中的電子開關(guān)5由可控硅SCR構(gòu)成；圖1中的脫扣器6由脫扣器線圈JQ與正溫度系數(shù)電阻PTC組成；圖1中的脫扣器電源7是由六個二極管D6－D11組成的三相全橋整流器。
在圖2中，電流互感器B1～B3分別套在電機的A、B、C三相電源線上，三個電流互感器成開口三角形聯(lián)結(jié)。該開口三角形的一個開口端O接地，另一個開口端c接負(fù)壓整流濾波電路，其余兩個頂角b、a分別接正向二極管D2、D3，D2和D3的陰極并接后接由C3、R2、C4和R4組成的正壓整流濾波電路。這兩個整流濾波電路的輸出端在f點匯接，再經(jīng)一正向二極管D4接至延時電路的輸入端，延時電路由電阻分壓和阻容延時兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)構(gòu)成，其延時輸出接可控硅的控制端。可控硅的陰極接地，陽極與電阻PTC、脫扣器線圈JQ串聯(lián)后接入三相全橋整流器的輸出回路中。
下面分析電路的工作原理當(dāng)電機有載時，電流互感器B1～B3均有感生電壓，它們的總感生合成電壓uco經(jīng)負(fù)壓整流濾波電路后得到的電壓Ueo為負(fù)值，B1、B2的感生合成電壓ubo及B1的感生電壓uao經(jīng)正壓整流濾波電路后得到的電壓Udo為正值，且Udo≈－Ueo，適當(dāng)選擇R1、R3與R2、R4的比值就可使f點的電壓Ufo為零偏負(fù)。由于Udo和Ueo始終跟隨電機電流變化而變化，即ΔUdo≈－ΔUeo，所以f點的電壓Ufo在不斷相情況下總是為零偏負(fù)，構(gòu)不成觸發(fā)可控硅的條件，故電源開關(guān)保持正常供電。
電機無載時，電流互感器B1～B3均無感生電壓，Udo和Ueo均為零，Ufo亦為零，不產(chǎn)生觸發(fā)信號，保持合閘位置。
當(dāng)A相斷相時，B1由于主回路無電流而沒有感生電壓，此時電機中的交流電流僅由B、C兩相構(gòu)成回路，且ΔIB＝－ΔIC，這時B2和B3的感生電流大小相等方向相反，所以uca趨于零。又由于A相斷后uao趨于零，所以uco趨于零，Ueo也為零，即無負(fù)壓。但由于斷相后電機電流約為正常時的1.73倍，故此時ubo不但有而且比正常值還大，整流后的正電壓Udo也增大，結(jié)果使f點的電壓Ufo為正，這個電壓觸發(fā)可控硅導(dǎo)通，脫扣器線圈JQ得電，啟動脫扣機構(gòu)切斷三相電源，使電機得到保護?？煽毓鑼?dǎo)通初始時，由于正溫度系數(shù)電阻PTC處于冷態(tài)，其阻值很小，故回路中可有足夠的電流使JQ動作跳閘。該電流又使PTC升溫、阻值增大，如跳閘后回路中因電機反電勢等原因仍有電流，則PTC迅速升溫，其阻值急劇增大，使回路電流迅速減小，從而保護了回路中的元器件不致?lián)p壞。
B相或C相斷相后電路動作原理與上述相同，此處不再贅述。
由于本電路屬于電流型控制，所以無論是電源開關(guān)的上口線還是下口線斷相，均可使其自動跳閘切斷電源。
當(dāng)電機運行中突然停電或電源開關(guān)的上口線、下口線斷開時，由于電路中選用的負(fù)壓濾波電容C1、C2比正壓濾波電容C3、C4的容量大，故負(fù)壓存在時間比正壓存在時間長，即Ufo負(fù)值可持續(xù)到C1～C4均放電完畢，故不會觸發(fā)可控硅，開關(guān)仍處于合閘位置。
本實用新型的優(yōu)點是1.不缺相時無論有無負(fù)載均不影響合閘，提高了開關(guān)的通用性，擴大了開關(guān)的使用范圍；由于采用了延時電路，故可防止干擾，防止實際合閘時因三相閘刀不總是同時合上而引起的誤動作；2.開關(guān)的上口線、下口線只要出現(xiàn)缺相，開關(guān)均可動作，增強了開關(guān)的實用性；3.由于采用了負(fù)荷跟蹤式電路，控制能自動跟蹤負(fù)載變化，所以提高了開關(guān)的可靠性；4.由于增加了自保護器件，有效地克服了電機反電勢對開關(guān)內(nèi)電路元件的損壞和影響，即使開關(guān)的上口線或下口線接反也不致?lián)p壞，因而延長了開關(guān)的使用壽命；5.開關(guān)按裝方便，不需配用交流接觸器，對不頻繁起動的電機，可象普通開關(guān)一樣直接接入線路中，對頻繁起動的電機也可在本開關(guān)的上端口或下端口安裝一閘刀或磁力開關(guān)配合使用，對自動化控制線路或電機及無人監(jiān)護電機可直接串入電源主回路中，所以安裝使用非常簡單方便。
權(quán)利要求1.多功能電機自動保護開關(guān)有外殼、三個電流互感器、電子開關(guān)、脫扣器及脫扣器電源，所說三個電流互感器分別套在電機的三相電源線上，其特征在于所說三個電流互感器成開口三角形聯(lián)結(jié)，該開口三角形的一個開口端接地，另一個開口端接負(fù)壓整流濾波電路，其余兩個頂角分別接一個正向二極管，這兩個二極管的陰極并接后接產(chǎn)生正壓的整流濾波電路，這兩個整流濾波電路的輸出端并接后再經(jīng)延時電路接所說電子開關(guān)的控制端，所說脫扣器的線圈與一個正溫度系數(shù)電阻元件串聯(lián)后再與所說電子開關(guān)串聯(lián)，所說電子開關(guān)的一端接地，所說脫扣器電源是一個輸入接電機三相電源的三相全橋整流器。
專利摘要本裝置由外殼、兩個整流濾波電路、延時電路、電子開關(guān)、脫扣器、脫扣器電源及分套在電機三相電源線上的三個電流互感器組成。三個電流互感器聯(lián)成開口三角形，其一個開口端接地，另一開口端接負(fù)壓整流電路，其余兩個頂角分接正壓整流電路，兩個整流電路的輸出并接后再經(jīng)延時電路接與脫扣器的線圈串接的電子開關(guān)的控制端，脫扣器電源是輸入接電機三相電源的三相全橋整流器。它有無負(fù)載都可合閘，開關(guān)上下口線均能動作，能防止電機反電勢損壞電路元件。
文檔編號H02H7/09GK2211131SQ9424462
公開日1995年10月25日 申請日期1994年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月11日
發(fā)明者李五楞, 謝玉岱, 尹玉良 申請人:任丘市電力電器實業(yè)公司