專利名稱：三相電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三相電動(dòng)機(jī)的保護(hù)裝置，特別是一種三相電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)器。
現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱保護(hù)，以采用RJ16型調(diào)整電流式雙金屬片熱繼電器最為流行，它屬于電流型間接保護(hù)方式，只能適用于長(zhǎng)期工作制或間斷長(zhǎng)期工作制的場(chǎng)合，對(duì)于頻繁啟動(dòng)，連續(xù)正、反轉(zhuǎn)以及需要反接制動(dòng)的場(chǎng)合，只有局部保護(hù)特性而無(wú)法可靠保護(hù)。另外，規(guī)格只能按電流大小區(qū)分，而且批量生產(chǎn)中產(chǎn)品穩(wěn)定性差，使用前要求將電流動(dòng)作值校準(zhǔn)，安裝時(shí)還需適當(dāng)調(diào)整，給使用者帶來(lái)不便，常有因使用不當(dāng)而損壞電機(jī)。其性能指標(biāo)及相應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)往往互相制約。例如，低倍過(guò)載和極限過(guò)載及及時(shí)動(dòng)作與6倍過(guò)載一定時(shí)限內(nèi)應(yīng)不動(dòng)作的矛盾，斷相過(guò)載應(yīng)及時(shí)動(dòng)作與三相正常不均衡應(yīng)穩(wěn)定的矛盾等。對(duì)零序電壓型斷相保護(hù)的現(xiàn)有產(chǎn)品，斷相檢測(cè)時(shí)存在隨機(jī)性誤動(dòng)作及控制箱內(nèi)無(wú)動(dòng)力零線場(chǎng)合下的應(yīng)用難度;還有一種保護(hù)裝置是在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部各相線包埋設(shè)溫度開(kāi)關(guān)也很不方便。
本發(fā)明的目的就是要解決上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種安裝及使用方便，對(duì)超負(fù)荷及斷相起可靠保護(hù)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。
本發(fā)明可由兩部分構(gòu)成，一是安裝在電機(jī)進(jìn)線盒內(nèi)直接監(jiān)測(cè)鐵芯溫度的自動(dòng)裝置能通用于常用電機(jī)上作發(fā)熱保護(hù)，二是安裝在電機(jī)電源上直接監(jiān)測(cè)三相電壓是否正常的斷相保護(hù)裝置，能通用于電壓為同一等級(jí)的電機(jī)上作三相間嚴(yán)重不平衡的保護(hù)。本發(fā)明的關(guān)鍵在于，在現(xiàn)有的由取樣電路、整流電路及控制電路三部分組成的斷相保護(hù)裝置中，其控制電路設(shè)計(jì)為積分型觸發(fā)控制電路，具體方案是整流輸出正、負(fù)端并接一個(gè)順應(yīng)電壓極性的可控硅SCR，整流輸出正極端接一個(gè)二極管D與繼電路器J的并聯(lián)回路，整流輸出負(fù)極端接一個(gè)電解電容C和電阻R的并聯(lián)回路，將上述兩個(gè)并聯(lián)回路的出端相連，連接點(diǎn)通過(guò)一穩(wěn)壓管DW與可控硅觸發(fā)極相連。當(dāng)斷相發(fā)生時(shí)，斷相電壓由N′經(jīng)D與J并聯(lián)回路向電解電容C充電儲(chǔ)能，當(dāng)電容的電壓達(dá)到觸發(fā)電路設(shè)定值，DW導(dǎo)通，SCR受觸發(fā)也導(dǎo)通時(shí)，電容儲(chǔ)能就向繼電器線包供電，繼電器動(dòng)作，由其轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)去實(shí)施各種保護(hù)功能R為電解C的泄放電阻。本電路的特殊性在于可控硅SCR及電解C的接法和一般常用電路不同。在可控硅觸發(fā)導(dǎo)通后，繼電器的吸合時(shí)間完全由電容器的容量及繼電器吸合特性相配合決定，斷相信號(hào)電流由于被可控硅短接而無(wú)影響，這種接法的優(yōu)點(diǎn)在于能在電解電荷基本放完時(shí)，SCR在N′電位過(guò)零時(shí)可靠關(guān)斷。并且具有繼電器觸點(diǎn)萬(wàn)一粘合后能反復(fù)循環(huán)的進(jìn)行重新觸發(fā)啟動(dòng)功能，作為產(chǎn)品檢測(cè)時(shí)提供動(dòng)作時(shí)間測(cè)量依據(jù)。由于電機(jī)本身具有短時(shí)超負(fù)荷能力，一般對(duì)1/3負(fù)載率以下的電機(jī)斷相無(wú)須保護(hù)，而在1/3以上負(fù)載率的電機(jī)斷相運(yùn)行中，則轉(zhuǎn)速會(huì)隨負(fù)載率的上升而下降，直至堵轉(zhuǎn)時(shí)，模擬中性點(diǎn)電壓上升為最高。依據(jù)堵轉(zhuǎn)時(shí)的電機(jī)承載能力，確定安全的斷相保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，再依據(jù)1/3負(fù)載率斷相時(shí)中性點(diǎn)電壓作依據(jù)，參照電機(jī)允許的相間參數(shù)不平衡范圍折衷確定積分型觸發(fā)控制電路的動(dòng)作值。由于中性點(diǎn)電壓為斷相點(diǎn)電壓的1/3，所以，為了提高動(dòng)作值分辨率，將模擬中性點(diǎn)N′電壓經(jīng)過(guò)倍壓整流再接入積分觸發(fā)控制電路。并且，最好將傳統(tǒng)的單一電阻或電容或電感組成模擬中性點(diǎn)取樣電路，改進(jìn)為由R、L、C串聯(lián)電路采用星形接法構(gòu)成的實(shí)質(zhì)上是三相電源瞬時(shí)平均值取樣電路，解決了R型輸出電流不足，必須另設(shè)電源的缺點(diǎn);解決了C型輸出時(shí)需要高耐壓這一目前產(chǎn)品價(jià)格昂貴的缺點(diǎn);解決了L型輸出元件參數(shù)分散性大的缺點(diǎn)。一般應(yīng)用時(shí)采用以容抗為主的RLC串聯(lián)輸出電路。倍壓整流部分缺少的輸入電容由呈容抗為主的取樣電路代替，斷相電壓經(jīng)過(guò)倍壓整流后再經(jīng)D、J等向C充電。為與上述電路配合使用完成保護(hù)目的，采用雙金屬片結(jié)構(gòu)的溫度開(kāi)關(guān)，制成帶各級(jí)刻度的可調(diào)式熱繼電器Ju，安裝于電機(jī)接線盒內(nèi)電機(jī)定子鐵芯外殼上，直接監(jiān)測(cè)電機(jī)定子鐵芯溫升，實(shí)施對(duì)電機(jī)各種超負(fù)荷下各相線包基本均勻發(fā)熱的過(guò)熱保護(hù)，包括電源諧波和逆序分量引起的電機(jī)發(fā)熱因素，同時(shí)又不受環(huán)境溫度的影響。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為模擬中性點(diǎn)取樣的斷相保護(hù)方式;
圖2為負(fù)序電壓取樣的斷相保護(hù)方式。
參照?qǐng)D1，模擬中性點(diǎn)取樣電路采用R、L、C串聯(lián)電路星形接法構(gòu)成，其中R、L二元件也可用一線繞電阻代替。并聯(lián)于電容C上的電阻R、可起到元件脫離工作后的泄放電荷作用，便于電工測(cè)量元件，也能降低電容器的耐壓等級(jí)，在取樣電路后接D1、D2組成的二倍壓整流電路，再接積分觸發(fā)控制電路，設(shè)計(jì)時(shí)，首先按控制觸點(diǎn)所需電流容量選定繼電器J型號(hào)，根據(jù)斷相保護(hù)設(shè)定的中性點(diǎn)電壓值選用與倍壓整流數(shù)對(duì)應(yīng)的繼電器工作電壓值，例如12V中性點(diǎn)電壓取24V工作值繼電器。再根據(jù)繼電器吸合特性和控制電路所需的可靠吸合時(shí)間配置相應(yīng)的電解容量。然后根據(jù)電解的容量及設(shè)定的斷相動(dòng)作延時(shí)值范圍計(jì)算出延時(shí)阻抗，按三相電源頻率推算RLC星接電路的等效容抗與延時(shí)阻抗計(jì)算值對(duì)應(yīng)，再以R、L、C星接電路在最高相電壓下所可能的峰值輸出電流為準(zhǔn)，選大于這一數(shù)值的D1、D2、D3、SCR的浪涌電流等級(jí)。輔助電阻R的作用是泄放電機(jī)啟動(dòng)時(shí)由于接觸器三相觸頭不同時(shí)接觸而產(chǎn)生的干擾電壓能量，按交流接觸器最大重復(fù)次數(shù)選配，再按繼電器工作電壓的1.1至1.2倍左右選取穩(wěn)壓管擊穿值。將圖1構(gòu)成的保護(hù)線路，從電機(jī)電源上取樣，模擬中性點(diǎn)接于動(dòng)力零線N上，將電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繼電器動(dòng)斷觸頭與溫度繼電器Jw動(dòng)斷觸頭相串聯(lián)后替代原有控制箱內(nèi)熱繼電器RJ16的動(dòng)斷觸頭。并取消原有熱繼電器RJ16。當(dāng)斷相發(fā)生后，使取樣電路輸出電壓上升，倍壓整流后使電解充電至設(shè)定值時(shí)，穩(wěn)壓管導(dǎo)通。觸發(fā)可控硅導(dǎo)通工作，控制保護(hù)部分作用。在控制箱內(nèi)沒(méi)有動(dòng)力零線輸入時(shí)或三相負(fù)載嚴(yán)重不平衡時(shí)，或者在小型動(dòng)力發(fā)電設(shè)備電源上應(yīng)用，由于電源本身三相電壓瞬時(shí)平均值偏零過(guò)份，這時(shí)將另一個(gè)上述R、L、C星形取樣電路接于三相電源輸入端，模擬中性點(diǎn)作為動(dòng)力零線供斷相保護(hù)器應(yīng)用，同樣能對(duì)上下兩組取樣點(diǎn)之間的斷相故障或接觸嚴(yán)重不良故障作可靠保護(hù)。
參照?qǐng)D2，將取樣電路設(shè)計(jì)為負(fù)序電壓取樣方式，A、B、C為三相電源，整流電路采用橋式整流，仍用圖1所示的積分觸發(fā)控制電路，可用于規(guī)定單相運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)作斷相保護(hù)及反相保護(hù)，關(guān)鍵在于其取樣電路中的電容也改為以容抗為主的R、L、C串聯(lián)電路，與本發(fā)明積分觸發(fā)電路配合應(yīng)用后，對(duì)負(fù)序電壓取樣電路的輸出功率要求大大降低，因而降低了功耗和成本。
本發(fā)明解決了現(xiàn)有熱繼電器自身性能相互制約的難題，又免去電氣安裝中相對(duì)困難的調(diào)整工作，能方便地適應(yīng)各種工作場(chǎng)合，包括頻繁啟動(dòng)和正反轉(zhuǎn)工作，充分發(fā)揮了電動(dòng)機(jī)短時(shí)過(guò)負(fù)載能力，既保證了電動(dòng)機(jī)在允許溫升范圍內(nèi)可靠地啟動(dòng)和工作，又能快速反映電氣開(kāi)關(guān)箱內(nèi)的斷相現(xiàn)象或三相間參數(shù)嚴(yán)重不平衡等問(wèn)題，并且使保護(hù)器的規(guī)格統(tǒng)一化。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)三相電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，由安裝在電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)定子鐵芯外殼上的溫度開(kāi)關(guān)和與電機(jī)電源相接的斷相保護(hù)裝置組成，斷相保護(hù)裝置包括有取樣、整流及控制三部分電路，其特征是控制電路設(shè)計(jì)為積分型觸發(fā)控制電路，具體方案是整流輸出正、負(fù)端并接一個(gè)順應(yīng)電壓極性的可控硅SCR，整流輸出正極端接一個(gè)二極管D與繼電器J的并聯(lián)回路，整流輸出負(fù)極端接一個(gè)電解電容C和電阻R的并聯(lián)回路，將上述兩個(gè)并聯(lián)回路的出端相連，連接點(diǎn)通過(guò)一穩(wěn)壓管DW與可控硅觸發(fā)極相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是取樣電路為模擬中性點(diǎn)取樣電路，采用在電源頻率下呈容抗性的R、L、C串聯(lián)電路星形接法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是整流電路采用倍壓整流電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其特征是取樣電路為負(fù)序電壓斷相取樣，采用在電源頻率下呈容抗性的R、L、C串聯(lián)電路取代原取樣電路中的純電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電動(dòng)保護(hù)器，其特征是整流電路采用橋式整流電路。
全文摘要
本發(fā)明是一種電動(dòng)機(jī)過(guò)熱保護(hù)器。它是由置于電機(jī)定子鐵芯上的溫度繼電器和包括取樣、整流、控制三部分電路組成的斷相保護(hù)繼電器構(gòu)成?？刂齐娐分须娙菖c可控硅的接法與常規(guī)不同，取樣電路中用RLC串聯(lián)電路代替常規(guī)電路中的純電容。克服了現(xiàn)常用熱繼電器可靠性不足，校準(zhǔn)麻煩，使用場(chǎng)合受限制等問(wèn)題，具有規(guī)格少，成本低，不受環(huán)境溫度影響的優(yōu)點(diǎn)，兼有反相保護(hù)，電壓不平衡或無(wú)電源中線場(chǎng)合下的使用特性。
文檔編號(hào)H02H7/08GK1095867SQ9311151
公開(kāi)日1994年11月30日 申請(qǐng)日期1993年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月25日
發(fā)明者周關(guān)榮 申請(qǐng)人:周關(guān)榮