專利名稱：多功能電動機(jī)保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動機(jī)保護(hù)裝置，屬于一種多功能電動機(jī)保護(hù)器。
現(xiàn)有的電動機(jī)保護(hù)器有的只能對某一種故障進(jìn)行保護(hù)，不能滿足用戶的實(shí)際的需要，有的可以對電動機(jī)進(jìn)行幾種保護(hù)，但設(shè)備繁多、體積大、價(jià)格昂貴。我國專利92228196公開了一種多功能電動機(jī)保護(hù)器雖然能對電動機(jī)的供電電源相序、供電電壓、電機(jī)升溫三種變化因素進(jìn)行監(jiān)測，但是這種保護(hù)器屬于電壓檢測型，只能監(jiān)測局部的斷相故障，由于采用熱敏電阻測溫，對短路、堵轉(zhuǎn)、接地等突發(fā)性故障的保護(hù)效果欠佳，而且這種保護(hù)器不適用于可逆電動機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種可對各種三相交流電動機(jī)的過壓、欠壓、斷相、過載及堵轉(zhuǎn)、短路、接地等突發(fā)性故障進(jìn)行監(jiān)控的多功能電動機(jī)保護(hù)器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，該保護(hù)器包括過載電流采樣檢測電路、過載整定電路、穩(wěn)壓電源電壓采樣電路、執(zhí)行電路、殼體，還包括短路電流自動跟蹤電路、功率放大開關(guān)電路、接觸器節(jié)能運(yùn)行電路、反時限過載運(yùn)放電路、過載指示電路、斷相電流采樣檢測電路、斷相信號整形放大電路、斷相單相邏輯檢測電路、單相指示電路、電源指示電路、欠電壓比較運(yùn)放電路、欠電壓指示電路，過電壓比較運(yùn)放電路、過電壓指示電路，斷相電流采樣檢測電路輸出一路經(jīng)斷相信號整形放大電路送到斷相單相邏輯檢測電路，斷相單相邏輯檢測電路輸出一路送到單相指示電路，另一路送到功率放大開關(guān)電路，短路電流自動跟蹤電路輸出一路送到功率放大開關(guān)電路，反時限過載運(yùn)放電路輸出一路送到過載指示電路，另一路送到功率放大開關(guān)電路，欠電壓比較運(yùn)放電路輸出一路送到欠電壓指示電路，另一路送到功率放大開關(guān)電路，過電壓比較運(yùn)放電路輸出一路送到過電壓指示電路，另一路送到功率放大開關(guān)電路，功率放大開關(guān)電路輸出經(jīng)執(zhí)行電路送到接觸器節(jié)能運(yùn)行電路。
本實(shí)用新型采用微電子集成電路，結(jié)構(gòu)緊湊，用戶無須調(diào)試，安裝容易，可對各種三相交流電動機(jī)具有全方位保護(hù)功能，綜合性能高，節(jié)能、降噪、安全可靠。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型原理方框圖；圖2為本實(shí)用新型電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型外形結(jié)構(gòu)示意圖。
參照圖1，本實(shí)用新型由過載電流采樣電路1經(jīng)過載電流整定電路2輸出一路經(jīng)短路電流自動跟蹤電路5、功率放大開關(guān)電路6送到執(zhí)行電路7，另一路經(jīng)反時限過載運(yùn)放電路3、功率放大開關(guān)電路6送到執(zhí)行電路7，反時限過載運(yùn)放電路3輸出一路送到過載指示電路4；斷相電流采樣檢測電路9經(jīng)斷相信號整形放大送到斷相邏輯檢測電路11，其電路11輸出一路經(jīng)功率放大開關(guān)電路6送到執(zhí)行電路7，另一路送到單相指示電路12；穩(wěn)壓源電壓采樣電路13輸出一路分別送到欠電壓比較運(yùn)放電路15、過電壓比較運(yùn)放電路17，另一路送到電源指示電路14，欠電壓比較運(yùn)放電路15輸出一路送到欠電壓指示電路16，另一路經(jīng)功率放大開關(guān)電路6送到執(zhí)行電路7，過電壓比較運(yùn)放電路17輸出一路送到過電壓指示電路18，另一路經(jīng)功率放大開關(guān)電路6送到執(zhí)行電路7；執(zhí)行電路7輸出到接觸器節(jié)能運(yùn)行電路8。
參照圖2，穩(wěn)壓電源采樣電路13中的變壓器B原級與電源A、C相線相接，變壓器B次級中心抽頭接地，變壓器B次級二端經(jīng)D17－20單相全波整流后，分別接入正負(fù)二組穩(wěn)壓電源，正穩(wěn)壓電源由電容C9與電容C10相接后經(jīng)三端穩(wěn)壓器IC3與電容C11相接，負(fù)穩(wěn)壓電源由電容C12與電容C13相接后，經(jīng)三端穩(wěn)壓器IC4與電容C14相接，電源指示電路14中的電阻R36、發(fā)光二級管LED1與負(fù)穩(wěn)壓電源相接，負(fù)穩(wěn)壓電源中的－V為過、欠電壓比較運(yùn)放電路15、17的取樣端。
欠電壓比較運(yùn)放電路15中電阻R15一端與電阻R39、R38相接，另一端與集成電路IC1中FA2腳相接，R38一端與－V相接，R39另一端接地，電位器RP2與電阻R13串聯(lián)接地，電位器RP2的分壓點(diǎn)經(jīng)電阻R14與FA2腳相接，電阻R16與FA1腳相接，R16另一端相接地，F(xiàn)A3腳與欠電壓指示電路16中電阻R17、發(fā)光二極管LED2相接，F(xiàn)A3腳經(jīng)R18與功率放大開關(guān)電路6中二極管D11相接，電容C6一端與D11相接，經(jīng)電阻R35、穩(wěn)壓管DW5、三級管BG5的集電極與執(zhí)行電路7中的二極管D16、繼電器J相接。
過電壓比較運(yùn)放電路17中電阻R38、R39經(jīng)電阻R21與集成電路IC1中FB6腳相接，電阻R19與電位器RP3串聯(lián)接地，電位器RP3的分壓點(diǎn)經(jīng)電阻R20與FB6腳相接，F(xiàn)B4腳與過電壓指示電路18中的電阻R23、發(fā)光二極管LED3相接，F(xiàn)B4腳經(jīng)電阻R24、電容C7與功率放大開關(guān)電路6中的二極管D12相接，經(jīng)電阻R35、穩(wěn)壓管DW5、三級管BG5與執(zhí)行電路7中的二極管D16、繼電器J相接。
過載電流采樣檢測電路1中電流互感器LHa、LHb、LHc一端分別與二極管D1、D2、D3相接，另一端接地，電容C4與過載整定電路2中的電位器RP1一端相接，RP1分壓點(diǎn)經(jīng)電阻R37與電容C5相接；短路電流自動跟蹤電路5中的電位器RP1經(jīng)R37與穩(wěn)壓管DW4、電容C5一端相接，DW4、C5另一端接地，C5一端與功率放大開關(guān)電路6中的二極管D15相接，經(jīng)電阻R35、穩(wěn)壓管DW5、三極管BG5與執(zhí)行電路7中的二極管D16、繼電器J相接。
反時限過載運(yùn)放電路3中電阻R27與集成電路IC1中FC8腳相接，電阻R26一端與電阻R25、R28相接，另一端與FC8腳相接，F(xiàn)C9腳接地，電容C8與二極管D13并聯(lián)接于FC8腳、10腳之間，F(xiàn)C10腳經(jīng)電阻R29與LED4相接，電阻R31一端與FC10腳相接，另一端與FD14腳相接，電阻R32一端與電阻R30、R33相接，另一端與FD13腳相接。
斷相電流采樣電路9中電流互感器LHa、LHb、LHc一端接地，其另一端分別經(jīng)二極管D4、D5、D6分別與電阻R1、R2、R3串聯(lián)，穩(wěn)壓器DW1、DW2、DW3分別與電容C1、C2、C3并聯(lián)后再分別經(jīng)電阻R4、R5、R6與三極管BG1、BG2、BG3的基極相接，BG1的集電極與電阻R7、邏輯運(yùn)算電路IC2中Y1腳相接，BG2的集電極與電阻R8、Y12腳、Y25腳相接，BG3的集電極與電阻R9、Y26腳相接，Y13腳經(jīng)二極管D7與Y39腳相接，Y24腳經(jīng)D8與Y412腳相接，Y39腳與Y412腳相接，Y38腳，Y413腳、7腳接地，Y314腳接在正穩(wěn)壓電源，Y310腳經(jīng)R10與功率放大開關(guān)電路6中的D9相接，經(jīng)R35、DW5、BG5與執(zhí)行電路7相接，Y411腳接R11、D10、BG4基極，BG4集電極與單相指示電路12中電阻R12、發(fā)光二極管LED5相接。
起動、停止控制電路中的停止按鈕TA的一端接電源C相線，另一端與起動按鈕QA串聯(lián)，與常開接點(diǎn)CJ1并聯(lián)后與接觸器節(jié)能運(yùn)行電路8中常閉接點(diǎn)CJ2相接，CJ2與電容C15并聯(lián)，與橋式整流電路D22－25及壓敏電阻RV相接，電源A相線與D22－25、RV一端相接，D22－25的一端與繼電器常閉接點(diǎn)J一端相接，J另一端經(jīng)并聯(lián)相接的二極管D21、線圈CJ后接D22－25的一端。
參照圖3，A、B、C三相電源線(～380V)，穿過保護(hù)器殼體19與電動機(jī)21相接。RDa、RDb、RDc為三相電源熔斷器，CJ為接觸器，保護(hù)器殼體19的面上設(shè)有1′－6′6個接線端，接線端1′與A相電源線相接，接線端2′與停止按鈕TA和起動按鈕QA及自保持接點(diǎn)CJ1相接，接線端3′與起動按鈕QA與常開接點(diǎn)CJ1相接，接線端4′與常閉接點(diǎn)CJ2相接，接線端5′、6′與接觸器線圈CJ相接。保護(hù)器殼體19的面上設(shè)有電流調(diào)節(jié)器20，其面上還設(shè)有5只發(fā)光二極管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5，電源發(fā)光二極管LED1(綠色)、欠壓發(fā)光二極管LED2(黃色)，過壓發(fā)光二極管LED3(黃色)、過載發(fā)光二極管LED4(紅色)、單相發(fā)光二極管LED5(紅色)。當(dāng)電動機(jī)起動時，電源發(fā)光二極管LED1在正常時亮，其它四只在正常時均熄滅。
工作原理該保護(hù)器采用電流檢測的方式，因此，可接在電源至電動機(jī)的任意部位。正常起動時，按起動按鈕QA，使電源由RDc、TA、QA、CJ2、D22－25、RDA構(gòu)成回路。由于D22－25的正極與J串聯(lián)，D22－25的負(fù)極與D21、CJ相接，使CJ吸合，同時，CJ1閉合，常閉接點(diǎn)CJ2斷開。
電動機(jī)在運(yùn)行中，發(fā)生欠電壓故障時，負(fù)穩(wěn)壓電源－V將波動的欠電壓值經(jīng)R38、R39串聯(lián)分壓，由R15將波動的欠電壓值傳送到FA2腳，正穩(wěn)壓電壓經(jīng)RP2與R13串聯(lián)分壓，由RP2設(shè)定欠電壓基準(zhǔn)值，經(jīng)R14送到FA2腳，進(jìn)行運(yùn)算放大，其輸出一路送到欠電壓指示電路，另一路通過功率放大開關(guān)電路送到執(zhí)行電路，使繼電器J動作，繼電器常閉接點(diǎn)J斷開，CJ斷開，電動機(jī)失電退出運(yùn)作。
當(dāng)發(fā)生過電壓故障時，負(fù)穩(wěn)壓電源－V經(jīng)R38、R39分壓點(diǎn)取出過電壓值經(jīng)R21送到FB6腳，正穩(wěn)壓電源經(jīng)R19、RP3分壓，由RP3設(shè)定過電壓基準(zhǔn)值，經(jīng)R20送到FB6腳，進(jìn)行運(yùn)算放大，其輸出一路送到過電壓指示電路，另一路通過功率放大開關(guān)電路送到執(zhí)行電路，使電動機(jī)失電退出運(yùn)作。
當(dāng)發(fā)生短路，堵轉(zhuǎn)、接地故障時，短路電流自動跟蹤電路中RP1的分壓比與R27的限流降壓值設(shè)定為任意電流值時均正比于實(shí)際運(yùn)行電流與起動電流值8～10倍。在正常過流過載、及起電流大于8倍而小于10倍時，DW4不起作用，當(dāng)發(fā)生短路或堵轉(zhuǎn)時電流大于10倍時，才起作用，當(dāng)電流值小于8倍而大于10倍時，電信號通過功率放大開關(guān)電路送到執(zhí)行電路，使電動機(jī)失電退出運(yùn)作。
當(dāng)電動機(jī)發(fā)生過載故障時，由于R27的過載信號值大于R26的過載基準(zhǔn)值，F(xiàn)C10腳輸出負(fù)電壓一路經(jīng)C6、D13積分電路，F(xiàn)C10腳輸出負(fù)電壓一路經(jīng)R29使LED4導(dǎo)通發(fā)光并且隨Fc的積分反時限特性而漸漸發(fā)光，并且在保護(hù)功能后由于電容C6使LED4延時3～5分鐘后熄滅，同時FC10腳將負(fù)電壓經(jīng)R31送到FD14腳與FD13腳的基準(zhǔn)過載動作值相比較，小于基準(zhǔn)動作值輸出為負(fù)電壓，大于基準(zhǔn)動作值輸出為正電壓，由于FD為開環(huán)運(yùn)算放大器，所以增益很高，使FD12腳經(jīng)R34通過功率放大開關(guān)電路，使執(zhí)行電路中繼電器J動作，電動機(jī)失電退出運(yùn)作。
本保護(hù)器的斷相檢測與電流大小無關(guān)而與電流的有無有關(guān)，在電流值為任何值時BG1～BG3的集電極輸出為同一電壓值，供異或門IC2作邏輯運(yùn)算，無論電動機(jī)沒有起動電流或起動有電流，異或門Y1、Y2的輸入同時為“1”或“0”，其輸出均為“0”。當(dāng)發(fā)生某相斷相故障時(假設(shè)A相線斷相)，Y11腳為“1”，2腳為“0”，Y25、6腳均為“0”，Y13腳為“1”，Y24腳為“0”，經(jīng)D7的反向隔離或門送到Y(jié)39腳，Y39腳為“1”，8腳為“0”，10腳為“1”經(jīng)R10送到功率放大開關(guān)電路、使執(zhí)行電路中的繼電器J動作，D7輸出同時送到Y(jié)412腳，Y412腳為“1”，其13腳為“0”，Y411腳為“1”，經(jīng)R11、D12、BG4導(dǎo)通，經(jīng)R12使LED5發(fā)光。
本保護(hù)器IC1為FXOP－09A型，IC2為CD4070B型，IC3為LM78系列，IC4為LM79系列。
權(quán)利要求1.一種多功能電動機(jī)保護(hù)器，是包括過載電流采樣檢測電路(1)，過載整定電路(2)、穩(wěn)壓電源電壓采樣電路(13)、執(zhí)行電路(7)、殼體(19)，其特征在于還包括短路電流自動跟蹤電路(5)、功率放大開關(guān)電路(6)、接觸器節(jié)能運(yùn)行電路(8)、反時限過載運(yùn)放電路(3)、過載指示電路(4)、斷相電流采樣檢測電路(9)，斷相信號整形放大電路(10)、斷相單相邏輯檢測電路(11)、單相指示電路(12)、電源指示電路(14)、欠電壓比較運(yùn)放電路(15)、欠電壓指示電路(16)、過電壓比較運(yùn)放電路(17)、過電壓指示電路(18)，斷相電流采樣檢測電路(9)輸出一路經(jīng)斷相信號整形放大電路(10)送到斷相單相邏輯檢測電路(11)，邏輯檢測電路(11)輸出一路送到單相指示電路(12)，另一路送到功率放大開關(guān)電路(6)，短路電流自動跟蹤電路(5)輸出一路送到功率放大開關(guān)電路(6)，反時限過載運(yùn)放電路(3)輸出一路送到過載指示電路(4)，另一路送到功率放大開關(guān)電路(6)，欠電壓比較運(yùn)放電路(15)輸出一路送到欠電壓指示電路(16)，另一路送到功率放大開關(guān)電路(6)，過電壓比較運(yùn)放電路(17)輸出一路送到過電壓指示電路(18)，另一路送到功率放大開關(guān)電路(6)，功率放大開關(guān)電路(6)輸出經(jīng)執(zhí)行電路(7)送到接觸器節(jié)能運(yùn)行電路(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能電動機(jī)保護(hù)器，其特征在于短路電流自動跟蹤電路(5)中電位器RP1一端與過載電流整定電路(2)相接，其分壓點(diǎn)經(jīng)電阻R37與穩(wěn)壓管DW4、電容C5一端相接，RP1、DW4、C5另一端接地，C5一端與功率放大開關(guān)電路(6)中的二極管D15相接；功率放大開關(guān)電路(6)中的二極管D9、D11、D12、D14、D15一端經(jīng)電阻R35、穩(wěn)壓管DW5、與三極管BG5的基極相接，BG5的集電極與執(zhí)行電路(7)相接，其發(fā)射極接地；接觸器節(jié)能運(yùn)行電路(8)中電容C15與常閉接點(diǎn)CJ2并聯(lián)后，與橋式整流電路D22－25及壓敏電阻RV一端相接，RV、D22－25另一端與變壓器B的原級一端、A相電源線相接，D22－25另二端經(jīng)繼電器常閉接點(diǎn)J與并聯(lián)的二極管D21、線圈CJ相接；反時限過載運(yùn)放電路(3)中電阻R27與集成電路IC1的FC8腳相接，電阻R26一端與電阻R25、R28相接，另一端與FC8腳相接，F(xiàn)C9腳接地，電容C8與二極管D13并聯(lián)，接于FC8腳、10腳之間，F(xiàn)C10腳與電阻R29、發(fā)光二極管LED4組成的過載指示電路(4)相接，電阻R31一端與FC10腳相接，另一端與FD14腳相接，F(xiàn)D13腳經(jīng)電阻R32與電阻R30、R33相接，F(xiàn)D12腳經(jīng)電阻R34與功率放大開關(guān)電路(6)中的D14相接；斷相電流采樣電路(9)中電流互感器LHa、LHb、LHc一端經(jīng)二極管D4、D5、D6分別與電阻R1、R2、R3串聯(lián)后，與穩(wěn)壓器DW1、DW2、DW3、電容C1、C2、C3相接，DW1、DW2、DW3分別與C1、C2、C3并聯(lián)后，與斷相信號整形放大電路(10)中電阻R4、R5、R6、三極管BG1、BG2、BG3基極相接，BG1、BG2、BG3與斷相邏輯檢測電路(11)相接，BG1集電極與電阻R7、邏輯運(yùn)算電路IC2的Y11腳相接，BG2集電極與電阻R8、Y12腳、Y25腳相接，BG3集電極與電阻R9、Y26腳相連，Y13腳經(jīng)二極管D7與Y39腳相接，Y24腳經(jīng)二極管D8與Y412腳相接，Y39腳與Y412腳相接，Y38腳、Y413腳、7腳接地，Y314腳接正穩(wěn)壓電源，Y310腳經(jīng)電阻R10與功率放大開關(guān)電路(6)中的二極管D9相接，Y411腳經(jīng)電阻R11、二極管D10、三極管BG4集電極與單相指示電路(12)中電阻R12、發(fā)光二極管LED5相接；電源指示電路(14)由電阻R36、發(fā)光二極管LED1組成；欠電壓比較運(yùn)放電路(15)中電阻R15一端與電阻R39、R38相接，另一端與集成電路IC1中FA2腳相接，R38一端與－V相接，R39另一端接地，電位器RP2與電阻R13串聯(lián)接地，電位器RP2的分壓點(diǎn)經(jīng)電阻R14與FA2腳相接，電阻R16一端與FA1腳相接，R16另一端接地，F(xiàn)A3腳與欠電壓指示電路(16)中電阻R17、發(fā)光二極管LED2相接，F(xiàn)A3腳經(jīng)電阻R18與功率放大開關(guān)電路(6)中二極管D11相接，電容C6一端與D11相接；過電壓比較運(yùn)放電路(17)中電阻R38一端與－V相接，電阻R21一端與電阻R38、R39相接，電阻R21另一端與集成電路IC1中的FB6腳相接，經(jīng)R19與RP3串聯(lián)接地，RP3分壓點(diǎn)接R20，R20另一端接FB的6腳，F(xiàn)B4腳與過電壓指示電路(18)中電阻R23、發(fā)光二極管LED3相接，F(xiàn)B4腳經(jīng)電阻R24與功率放大開關(guān)電路(6)中二極管D12相接，電容C7一端與D12相接，其另一端接地。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多功能電動機(jī)保護(hù)器，是包括過載電流采樣檢測電路、過載整定電路、穩(wěn)壓電源電壓采樣電路、執(zhí)行電路、殼體、還包括短路電流自動跟蹤電路、反時限過載運(yùn)放電路、過載指示電路、斷相信號整形放大電路、斷相單相邏輯檢測電路、單相指示電路、欠電壓比較運(yùn)放電路、欠電壓指示電路、過電壓比較運(yùn)放電路、過電壓指示電路、電源指示電路、功率放大開關(guān)電路、接觸器節(jié)能運(yùn)行電路。該保護(hù)器對各種三相交流電動機(jī)具有全方位保護(hù)功能，并且綜合性能高、節(jié)能、降噪、安全可靠、成本低廉。
文檔編號H02H7/085GK2215778SQ9424833
公開日1995年12月20日 申請日期1994年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月16日
發(fā)明者張世清 申請人:張世清