專利名稱：一種單電源集成化電動機保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種單電源的集成化電動機保護器，適用于交流50赫茲電壓至660伏的交流電動機及各種線路中，作過載、斷相、過電壓、短路保護與電機外殼漏電保護。
電動機在運行中的保護，已由熱繼電器保護、晶體管分立元件組成的保護裝置保護發(fā)展到集成化的電動機保護器保護，由單一的過電流保護發(fā)展為過載、斷相、三相不平衡等多功能保護。多種技術(shù)文獻中涉及的集成化電動機保護器，多是采用雙電源(即正、負電源)供電，使得電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，推廣應(yīng)用有困難。據(jù)中國《電器技術(shù)》1986年3期公布的一種《電子式電機保護裝置》，它具有過載、斷相、反相序幾種功能。該裝置的線路框圖(見

圖1)包括以下電路信號檢測電路、斷相控制電路、過電流控制電路、相序檢測電路、保護器輸出電路和電源電路。
上述裝置線路，雖然有過載、斷相、反相幾種保護功能，一般能實現(xiàn)對電動機的保護，但仍然存在以下幾個問題。①對于斷相保護電路，它由電流互感器、速流電路、濾波器、分壓器組成，通過上述電路檢出的信號，先經(jīng)過或門后加至保護器輸出電路中電壓的比較器，使得斷相(及三相平衡)電路檢出信號減小，靈敏度降低；②對于過電流保護環(huán)節(jié)，其差值積分器輸出經(jīng)電壓比較器，再經(jīng)或門加至后級電壓比較器去驅(qū)動功率放大器，線路結(jié)構(gòu)就比較復(fù)雜，影響其右靠性；③該線路以固定的輸入安匝數(shù)為基礎(chǔ)進行構(gòu)思，在使用時碰到較小的電流場合時，要增加互感器初級繞組的匝數(shù)，碰到較大的電流如大于額定安匝數(shù)(7安匝)的場合，必須再外接電流互感器，將輸入保護器的電流變到所允許的輸入范圍，這就給用戶帶來較大的不便，而且使設(shè)備成本上升；④由于采用差值積分器作為過電流保護的核心電路，這種電路需正負電源供電。
本實用新型的任務(wù)是設(shè)計一種功能齊全、線路比較簡單并有故障顯示的單電源電動機保護器，適應(yīng)各種電動機在多種工況條件下的保護要求。
本實用新型的任務(wù)是這樣完成的。(參照圖2)1).在電氣線路的總體結(jié)構(gòu)上增設(shè)了過電壓、短路、漏電等控制電路，增加其保護功能。而且改進部分電路設(shè)計，使斷相(及三相不平衡)、過電流、短路等幾種保護環(huán)節(jié)，都先經(jīng)過電壓比較器，再經(jīng)或門輸出直接驅(qū)動放大器工作，這樣結(jié)構(gòu)簡化，線路流程清楚。
2).將斷相(及三相不平衡)的三個相的檢測信號分別直接加到三個電壓比較器上，可提高靈敏度。
3).為了簡化電路，采用單電源供電，設(shè)計了反轉(zhuǎn)的正向輸入差值比較器，輸出差值比例放大信號，外接積分延時環(huán)節(jié)，再接電壓比較器。
4).為了適應(yīng)較大范圍的安匝數(shù)，在最小安匝數(shù)至容量范圍內(nèi)的電流都可以使用，而只須將互感器次級繞組匝數(shù)為1匝。
5).本線路設(shè)計了故障顯示電路，其中過電流顯示信號取自差值比較放大器輸出，直接加至電壓比較器，在無電流時，差值比較放大器輸出為零，此時正常運行燈亮，過電流指示燈不亮；當出現(xiàn)過電流時，其輸出大于零，靈敏的電壓比較器立即輸出商電平，使正常運行燈熄滅，過電流指示燈點亮。由此較方便地監(jiān)視過電流狀態(tài)下的保護器工作情況。
經(jīng)過重新設(shè)計的保護器，不但增加了功能滿足用戶要求，而且簡化了線路，提高了可靠性，其制造成本也有所降低，使得電動機保護器在多種電機上使用變?yōu)榭赡堋?br> 本實用新型的構(gòu)成和實施例以及工作過程，由以下附圖給出(參考文獻的電路框圖也附上)
圖1為現(xiàn)有技術(shù)《電子式電動機保護器控制裝置線路》框圖。
圖2為本實用新型的線路框圖。
圖3為本實用新型的電氣線路圖。
參照圖2，本實用新型的線路由以下電路構(gòu)成1為信號檢測電路，2為斷相控制電路，3為過電流控制電路，4為運行、過電流控制電路，5為保護器輸出電路，6為電源電路，7為過電壓控制電路，8為短路控制電路，9為漏電控制電路。本實用新型采用的是單電源正電壓供電，電原電路(6)的電壓為正電壓輸出。上述電路的接配關(guān)系，在下面詳細敘述。
參照圖3，由電流互感器DH1、DH2、DH3和電阻R＊1、R＊2、R＊3、二極管D1～D9、電容器C1～C4組成信號檢出電路(1)；由電阻R4～R15、二極管D10～D15、電容器C5～C7和集成運算放大器IC1／1～IC1／3、集成正或門IC3／1組成斷相(及三相不平衡)控制電路(2)；由電阻R25～R36、電位器W2～W5、二極管D24、電容器C10、C11和集成運算放大器IC2／2、IC2／3組成過電流控制電路(3)；由電阻R25～R27、R18～R20、電位器W1、W2和集成運算放大器IC2／1組成短路控制電路(8)；由電阻R42～R46、電位器W6、電容器C12和集成運算放大器IC2／4組成過電壓控制電路(7)；由電阻R
～R51、二極管D27～D31、電容器C13組成漏電控制電路(9)；由電阻R37～R41、集成運算放大器IC1／4、二極管D25、D26、三極管T3組成運行、過電流顯示電路(4)；由變壓器B1、二極管D19～D23、電容器C9、電阻R0、R24組成穩(wěn)壓電源電路(6)；由集成正式門IC3／2、電阻R23、電容器
、三極管T2、二極管D17和繼電器J組成驅(qū)動執(zhí)行電路。
上述電路的接配關(guān)系過電壓控制電路(7)的輸入端，通過電阻R26、電位器W2、D18與信號檢測電路(1)相接，其輸出端與保護器電路(5)相連；短路控制電路(8)的輸入端，通過D18與信號檢測電路(1)相接，其輸出端與保護器輸出電路(5)相連；漏電控制電路(9)它的輸入端，通過二極管
與電動機外殼相接，其輸出端與保護器(5)相連；過電流控制電路(3)的輸入端與信號檢測電路相接，其輸出端與保護器輸出電路(5)相連，還與過電流顯示電路連接；運行過電流顯示電路(4)除了與過電流控制電路(3)相接之外，還與斷相控制電路(2)連接。
此外還需要說明，對于斷相(及三相不平衡)控制電路，在被保護的電動機處于正常運行的情況下，電阻R4～R9的阻值設(shè)計得使當中的分壓值為－0.05～－0.1伏，保證電壓比較器IC1／1～IC1／3輸出為“零”；當斷相(或三相不平衡)發(fā)生時，對應(yīng)的分壓點之值變得大于0伏，電壓比較器輸出高電平，經(jīng)或門IC2／1輸出高電平，一方面驅(qū)動“斷相”顯示燈；另一方面推動驅(qū)動執(zhí)行電路使繼電器動作。
對于過電流控制電路(3)，在正常情況下，輸入信號小于或等于由電位器W3整定的參考電壓，差值比較器輸出為“零”；如果輸入信號大于參考電壓，差值比較器的輸出V＝K(Vλ－V參)，該電壓經(jīng)過R33、W4入C11組成的延時電路向C11充電，經(jīng)過規(guī)定的延時時間后，C11上的電壓達到由W5整定的電壓比較器的參考電壓，電壓比較器IC2／3輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，經(jīng)或門IC3／2輸出使驅(qū)動執(zhí)行電路繼電器動作。該控制電路(3)的供電電壓控制在＋10伏。
在正常運行時，IC2／2輸出為“零”，電壓比較器IC1／4輸出也為“零”，此時正常運行發(fā)光二極管D25發(fā)亮；當過電流出現(xiàn)時，IC2／2輸出大于“零”，電壓比較器IC1／4輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，正常運行燈D25熄滅，而過電流故障指示發(fā)光二極管D26發(fā)亮。為便于實施，附上元件清單。
元件清單DH1～DH3磁環(huán) R504.3KIC1、IC2LM324 R51510Ω
IC3CD4072 R1610KT1～T33DG201 R1715ΩD1～D9IN4004 R18、19100KD10～D152AP9 R20100ΩD16發(fā)光二極管 R214.7KD17IN4004 R229.1KD18IN4001 R239.1KD19～D22IN4004 R24390ΩD232CW60 R2551KD242CW58 R26100ΩD25發(fā)光二極管 R27調(diào)整用D26發(fā)光二極管 R26～R30100KD27～D29IN4007 R311MΩD30發(fā)光二極管 R32100ΩD312CW58 R33470KC1～C4CD11－22μf／50v R34～R35100KC5～C7CD11－10μf／16v R36100ΩC8CD11－2.2μf／16v R37、R38100KC9CD11－100μf／50v R394.7KC10CD11－2.2μf／16v R409.1KC11CD11－100μf／16v R414.7KC12CD11－10μf／16v R4220KC13CD11－47μf／16v R4310KR0～R3調(diào)整用 R44、R45100KR4、R6、R868K R46100ΩR5、R7、R933K R4810KR10－R15100K R495.6K
權(quán)利要求1.一種單電源集成化電動機保護器，由信號檢測電路(1)、斷相控制電路(2)、過電流控制電路(3)、保護器輸出電路(5)、和反相檢測電路和電源電路(6)組成，其特征在于它減去了反相檢測電路，增設(shè)了以下幾種電路，即由電阻R42～R46、電位器W6、電容器C12、集成運算放大器IC2/4組成的過電壓控制電路(7)、由電阻R25～R27、R18～R20、電位器W1、W2和集成運算放大器IC2/1組成的短路控制電路(8)，由電阻R48～R51、二極管D27～D31、電容器C13組成的漏電控制電路(9)、由電阻R37～R41、集成運算放大器IC1/4、發(fā)光二極管D25、D26、三極管T3組成的運行、過電流顯示電路(4)，上述電路的接配關(guān)系為過電壓控制電路(7)的輸入端通過R26、W2、D14與信號檢測電路(1)相接，其輸出端與保護器輸出電路(5)相連；短路控制電路(8)的輸入端通過D14與信號檢測電路(1)相接，輸出端與保護器輸出電路(5)相連；漏電控制電路(9)的輸入端通過D24與電動機外殼相接，輸出端與保護器輸出電路(5)相連；運行、過電流顯示電路(4)的輸入端與過電流控制電路(3)的IC2/2相接，保護器采用單電源正電壓供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機保護器，其特征在于過電流控制電路(3)的供電電壓控制在＋10伏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機保護器，其特征在于信號檢測電路(1)中的電流互感器次級繞組匝數(shù)為1匝。
專利摘要本實用新型涉及一種單電源的集成化電動機保護器，由信號檢出電路1、斷相控制電路2、短路控制電路8、過電流控制電路3、過電壓控制電路7、漏電控制電路9、過電流顯示電路4、保護器輸出電路5及電源電路6組成。在發(fā)生過電壓、過電流、短路、斷相、漏電時，由信號檢出電路及相應(yīng)的電路取出信號，通過保護器輸出電路實現(xiàn)保護。本保護器還設(shè)有運行過電流顯示。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、功能多、造價低、性能好、可靠性高。
文檔編號H02H7/09GK2059776SQ89216690
公開日1990年7月25日 申請日期1989年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月16日
發(fā)明者江世椿, 范則富 申請人:蒼南縣自動化儀器廠