專(zhuān)利名稱(chēng)：交流變頻調(diào)速裝置用漏電保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及對(duì)正常情況下處于地電位的部件出現(xiàn)電壓的有害變化直接起反應(yīng)的自動(dòng)斷開(kāi)緊急保護(hù)電路裝置，尤其涉及一種交流變頻調(diào)速裝置用漏電保護(hù)器。
現(xiàn)有鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)配用的交流變頻調(diào)速裝置，大多由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和功率電子開(kāi)關(guān)器件如絕緣柵復(fù)合晶體管或大功率晶體管及其柵極驅(qū)動(dòng)電路組成。這種變頻調(diào)速裝置通常采用從動(dòng)率開(kāi)關(guān)器件的集電極反向接入一快恢復(fù)二極管，以動(dòng)態(tài)地測(cè)量功率開(kāi)關(guān)器件飽和壓降的方法，監(jiān)測(cè)橋臂短路或負(fù)載短路引起過(guò)電流的情況，及時(shí)向計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出故障中斷即切斷輸出的信號(hào)。當(dāng)功率開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷時(shí)，其集電極的高電壓被反向接入的快恢復(fù)二極管隔離，在變頻調(diào)速裝置正常工作情況下，這一快恢復(fù)二極管只在所接的功率開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，其余時(shí)間處于截止?fàn)顟B(tài)，對(duì)整個(gè)裝置的工作不會(huì)產(chǎn)生任何不良影響，但在變頻調(diào)速裝置輸出端所接的負(fù)載絕緣等級(jí)下降而對(duì)地存在漏電現(xiàn)象時(shí)，這一快恢復(fù)二極管在變頻調(diào)速裝置上電瞬間會(huì)傳遞高壓大電流，造成驅(qū)動(dòng)電路甚至功率開(kāi)關(guān)器件損壞。
本實(shí)用新型的目的是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種交流變頻調(diào)速裝置用漏電保護(hù)器。采用這種漏電保護(hù)器，既可以保留動(dòng)態(tài)測(cè)量功率開(kāi)關(guān)器件飽和壓降以快速識(shí)別過(guò)流信號(hào)的有效方法，又可以防止因負(fù)載對(duì)地漏電或短路造成交流變頻調(diào)速裝置上電瞬間損壞的現(xiàn)象。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
這種交流變頻調(diào)速裝置用漏電保護(hù)器，由漏電信號(hào)檢測(cè)電路、鑒幅電路和輸出電路級(jí)聯(lián)組成，輸出電路由晶體三極管驅(qū)動(dòng)電路及其串聯(lián)接入晶體三極管主回路的直流繼電器組成，直流繼電器的的兩組常開(kāi)觸點(diǎn)分別連接在三相橋兩輸出端與逆變橋兩輸入端之間，其特征是漏電信號(hào)檢測(cè)電路由三只采樣電阻、一低功耗CMOS反相緩沖器和一光電耦合器組成，第一只采樣電阻的一端接至三相橋的一輸出端，另一端與第二只采樣電阻的一端相連接，其接點(diǎn)還接至光電耦合器的發(fā)光二極管正極，第二只采樣電阻的另一端與第三只采樣電阻的一端相連接，其接點(diǎn)還接至反相緩沖器的輸入端，反相緩沖器的輸出端接至光電耦合器的發(fā)光二極管負(fù)極，第三只采樣電阻的另一端接至逆變橋的一輸出端，光電耦合器的光敏晶體管的集電極與發(fā)射極是漏電信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端；而鑒幅電路由兩個(gè)相互獨(dú)立的模擬比較電路組成，其中一個(gè)模擬比較電路的輸出端接至后極的晶體三極管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，另一個(gè)模擬比較電路的輸出端接至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型構(gòu)思新穎，電路簡(jiǎn)單，通過(guò)輸出電路實(shí)現(xiàn)上電時(shí)預(yù)先分?jǐn)嘟涣髯冾l調(diào)速裝置的逆變橋主電路，在各種復(fù)雜的工業(yè)運(yùn)行環(huán)境中，都可以可靠地保護(hù)交流變頻調(diào)速裝置免受因負(fù)載對(duì)地漏電或短路而由功率開(kāi)關(guān)器件過(guò)流檢測(cè)用快恢復(fù)二極管形成回路引入的高電壓所造成的損害。本實(shí)用新型還采用低功耗的CMOS集成電路直接從交流變頻調(diào)速裝置的三相橋輸出端與逆變橋輸出端之間檢測(cè)泄漏電流，具有靈敏度高，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，可以檢測(cè)1毫安以下量極的負(fù)載對(duì)地的漏電流。
附圖
是本實(shí)用新型的電原理圖。(對(duì)應(yīng)負(fù)載電動(dòng)機(jī)V相、W相繞組的逆變橋臂電路略去未畫(huà)，以虛線(xiàn)空框表示)下面對(duì)照附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作出進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例 一種輸出容量為11千伏安的交流變頻調(diào)速裝置用漏電保護(hù)器該漏電保護(hù)器配用的交流變頻調(diào)速裝置拖動(dòng)J02-42-2/7.5千瓦的交流電動(dòng)機(jī)M，在未接入漏電保護(hù)器時(shí)，假設(shè)交流電動(dòng)機(jī)M的W相繞組存在對(duì)地漏電現(xiàn)象，在交流變頻調(diào)速裝置主電路合閘上電啟動(dòng)過(guò)程中，各功率開(kāi)關(guān)器件VT初始都處于截止?fàn)顟B(tài)，極性電容Cn的端電壓為零，在A、B、C三相電網(wǎng)的A相電壓瞬時(shí)值最高時(shí)刻，漏電流通路為A相→三相橋SXQ→+UD-→充放電電阻R0→極性電容C0→VD→柵極驅(qū)動(dòng)電路Q(chēng)D→快恢復(fù)二極管VD→電動(dòng)機(jī)U相繞組→電動(dòng)機(jī)W相繞組→大地。如果這一瞬間的漏電流大于允許值，將導(dǎo)致柵極驅(qū)動(dòng)電路Q(chēng)D(EXB840型)甚至功率開(kāi)關(guān)器件VT(2MBT50N型)損壞。
接入實(shí)施例的漏電保護(hù)器后，在主電路合閘上電瞬間，由于漏電信號(hào)檢測(cè)電路1的采樣電阻R1、R2、R3跨接在三相橋SXQ輸出端與逆變橋NBQ輸出端之間，接在逆變橋NBQ輸出端的交流電動(dòng)機(jī)M不論哪一相繞組U、V、W存在對(duì)地漏電現(xiàn)象，都會(huì)通過(guò)定子內(nèi)部繞組的Δ形或Y形接法形成通路。仍假設(shè)交流電動(dòng)機(jī)M的W相繞組存在對(duì)地漏電現(xiàn)象，此時(shí)漏電流通路為A相→三相橋SXQ→采樣電阻R1→采樣電阻R2→采樣電阻R3→電動(dòng)機(jī)U相繞組→電動(dòng)機(jī)W相繞組→大地。漏電流在采樣電阻R3上產(chǎn)生的電壓降使低功耗CMOS反相緩沖器IC1(CD40107B)型翻轉(zhuǎn)，光電耦合器GD(PC817型)導(dǎo)通，鑒幅電路2中的兩個(gè)模擬比較電路IC2-1、IC2-2(LM393型)對(duì)光電耦合器GD輸出的漏電流進(jìn)行比較鑒幅，其基準(zhǔn)電壓由分壓電阻R4、R5、R6決定，以確定此時(shí)的漏電流是否會(huì)對(duì)交流變頻調(diào)速裝置造成損害。如果漏電流小于或等于設(shè)定的允許值，模擬比較電路IC2-1、IC2-2都無(wú)輸出。輸出電路3的晶體三極管驅(qū)動(dòng)電路BG(BD235型)在裝置上電過(guò)程中得電，吸合直流繼電器J1(J22-D/63A型)，其常開(kāi)觸點(diǎn)J1-1、J1-2閉合，逆變橋NBQ主電路得電，整個(gè)裝置正常工作。如果漏電流大于設(shè)定的允許值，模擬比較電路IC2-1輸出信號(hào)使晶體三極管驅(qū)動(dòng)電路BG截止，直流繼電器J1失電，其常開(kāi)觸點(diǎn)J1-1、J1-2斷開(kāi)，逆變橋NBQ主電路失電始終被分?jǐn)?。而模擬比較電路IC2-2同時(shí)向裝置的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出由接插件CT1傳遞的故障中斷即切斷輸出的信號(hào)，整個(gè)裝置不能啟動(dòng)，有效且可靠地防止發(fā)生因負(fù)載漏電所造成的損害。
權(quán)利要求1.一種交流變頻調(diào)速裝置用漏電保護(hù)器，由漏電信號(hào)檢測(cè)電路、鑒幅電路和輸出電路級(jí)聯(lián)組成，輸出電路由晶體三極管驅(qū)動(dòng)電路及其串聯(lián)接入晶體三極管主回路的直流繼電器組成，直流繼電器的兩組常開(kāi)觸點(diǎn)分別連接在三相橋兩輸出端與逆變橋兩輸入端之間，其特征是1.1漏電信號(hào)檢測(cè)電路由三只采樣電阻、一低功耗CMOS反相緩沖器和一光電耦合器組成，第一只采樣電阻的一端接至三相橋的一輸出端，另一端與第二只采樣電阻的一端相連接，其接點(diǎn)還接至光電耦合器的發(fā)光二極管正極，第二只采樣電阻的另一端與第三只采樣電阻的一端相連接，其接點(diǎn)還接至反相緩沖器的輸入端，反相緩沖器的輸出端接至光電耦合器的發(fā)光二極管負(fù)極，第三只采樣電阻的另一端接至逆變橋的一輸出端，光電耦合器的光敏晶體管的集電極與發(fā)射極是漏電信號(hào)檢測(cè)電路的輸出端；1.2鑒幅電路由兩個(gè)相互獨(dú)立的模擬比較電路組成，其中一個(gè)模擬比較電路的輸出端接至后極的晶體三極管驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，另一個(gè)模擬比較電路的輸出端接至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要一種交流變頻調(diào)速裝置用漏電保護(hù)器，其漏電信號(hào)檢測(cè)電路由三只采樣電阻、一低功耗CMOS反相緩沖器和一光電耦合器組成，而鑒幅電路由兩個(gè)相互獨(dú)立的模擬比較電路組成。構(gòu)思新穎,電路簡(jiǎn)單，在各種復(fù)雜的工業(yè)運(yùn)行環(huán)境中，都可以可靠地保護(hù)交流變頻調(diào)速裝置免受因負(fù)載對(duì)地漏電或短路而由功率開(kāi)關(guān)器件過(guò)流檢測(cè)用快恢復(fù)二極管形成回路引入的高電壓所造成的損害，還具有靈敏度高，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，可以檢測(cè)1毫安以下量級(jí)的漏電流。
文檔編號(hào)H02H7/122GK2266827SQ9621489
公開(kāi)日1997年11月5日 申請(qǐng)日期1996年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月6日
發(fā)明者何禮高 申請(qǐng)人:何禮高