專利名稱：電動機保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直流或交流電動機的保護器。
目前，對于電動機內部短路的保護措施一般是采用熔斷器保護，熔斷器的熔絲的選擇一般為電動機額定電流的2.5倍。當電動機的電流達到熔斷器的額定電流時，該電流還要持續(xù)一斷時間后熔絲才能熔斷。這樣對交流和直流電動機的過壓、欠壓和過載以及交流電動機的斷相和三相不平衡等造成的電動機繞組電流過大，起不到及時的保護作用。對電動機繞組的過電流保護一般采用熱繼電器，電動機繞組中電流超過一定值時，熱繼電器動作，切斷電動機主回路的電源。但是，熱繼電器具有以下缺點一、反應較慢。電動機繞組過流后，根據(jù)過流的程度不同，尚需經過一段不同的時間，熱繼電器才能動作，不能對電動機繞組的過電流現(xiàn)象及時作出反應；二、對安裝的環(huán)境溫度要求比較嚴格，可靠性較差；三、通用性較差。不同容量的電動機應選擇不同型號的熱繼電器，特別是對大功率的電動機有時需要增加電流互感器。
本實用新型的目的是，設計一種電動機保護器，它運行可靠、通用性強，并且能在電動機繞組過電流時，迅速切斷電動機的電源。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，電動機保護器，它具有采樣電路、輸入端與采樣電路的輸出端連接的開關電路。它的特殊之處是，采樣電路的輸入端的兩個端子分別與電動機的主回路的一段導線的兩端連接，開關電路控制繼電器的線圈導通和斷開，繼電器的觸點控制電動機主回路的導通和斷開。
電動機在工作時，電流流過電動機的電源線，在電源線上必然會產生一定的壓降。電動機的電源線可以近似地看作一個純電阻，電流流過電動機的電源線時，在電動機電源線上某一段上產生的壓降與流過的電流呈線性關系。這樣在電動機電源線上某一段導線兩端的電壓的變化就能反映電動機繞組中電流的變化。采樣電路的輸入端的兩個端子與電動機的電源線(即主回路)的某一段導線的兩端連接，可以對這段導線的兩端的電壓采樣，也就是對電動機繞組中的電流采樣。采樣電路輸出的是直流信號，該直流信號可以直接控制開關電路的斷開和導通，也可以根據(jù)具體的需要對該直流信號進行衰減或放大后再輸入開關電路去控制開關電路的斷開和導通。如果保護的對象是直流電動機，采樣電路的采樣信號是直流信號，該信號可以直接輸入開關電路，也可以經過放大電路放大或衰減后輸入開關電路。如果保護的對象是交流電動機時，采樣電路的采樣信號是交流信號，采樣電路內部尚需對該交流信號進行整流和濾波，輸出的直流信號再去控制開關電路。繼電器的線圈串接在開關電路中，開關電路的斷開和導通，可以控制繼電器的釋放和吸合，從而通過繼電器的觸點去控制電動機的主回路。
當本實用新型的保護對象是交流電動機時，本實用新型的采樣電路具有單相整流電路和與單相整流電路的輸出端連接的濾波電路。單相整流電路的輸入端為采樣電路的輸入端，濾波電路的輸出端為采樣電路的輸出端。
當采樣電路輸出的直流信號不能直接驅動開關電路時，本實用新型的采樣電路的輸出端與直流放大器的輸入端連接，直流放大器的輸出端與開關電路的輸入端連接。
本實用新型的單相整流電路可以采用橋式整流電路，橋式整流電路的交流輸入端的一個端子與電動機主回路中接觸器的輸出端連接，另一個端子與電動機的輸入接線端子連接。
本實用新型的濾波電路可以采用π型濾波電路，它具有可調電阻R1、電容器C1和電容器C2，電容器C1的兩端為π型濾波電路的輸入端，分別與整流電路輸出端的正負極連接；可調電阻R1的一端與整流電路的輸出端正極連接，另一端與電容器C2的一端連接；電容器C2的另一端與整流電路的輸出端負極連接，電容器C2的兩端為π型濾波電路的輸出端。
本實用新型的開關電路具有電阻R2、電阻R3、延時開關K1和三極管BG，延時開關K1與電阻R3并聯(lián)，它們的一端與濾波器的輸出端正極連接，它們的另一端與三極管BG的基極連接；電阻R2的一端與濾波電路的輸出端正極連接，另一端與濾波電路的輸出端負極連接；三極管BG的發(fā)射極與濾波器的輸出端負極連接，集電極與繼電器J1的線圈的一端連接，繼電器J1的線圈的另一端與直流電源的正極連接；繼電器J1的觸點控制電動機的主回路。
本實用新型當電動機繞組中的電流超過設定值時，電動機的電源線上的電壓升高，采樣電路對該電壓采樣后，經過處理(或直接)驅動開關電路斷開和導通，開關電路控制繼電器吸合和釋放，從而通過繼電器的觸點控制電動機的主回路，對電動機起到保護作用。本實用新型可用于直流電動機和單相或三相交流電動機，當電動機的繞組中的電流超過設定值時，它能瞬間切斷電動機的電源，它反應比熱繼電器快。本實用新型對安裝的環(huán)境溫度要求不太嚴格，運行比熱繼電器可靠。另外，本實用新型可以根據(jù)具體的保護要求，設定保護電流的大小，其通用性較強。
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細描述。


圖1是本實用新型的電路方框圖。
圖2是圖1中采樣電路的方框圖。
圖3是本實用新型的電路原理圖。
圖4為被控制電動機的主回路電路圖。
如圖1、圖2、圖3和圖4所示是本實用新型用于單相交流電動機的實施例。本實施例包括采樣電路、開關電路和繼電器J1，其中采樣電路由單相整流電路和濾波電路組成。單相整流電路采用橋式整流電路Q1，橋式整流電路Q1的交流輸入端的a端與被保護的電動機D的電源線(主回路)上的交流接觸器K的輸出端e連接，交流輸入端的b端與電動機D的接線端子f連接。濾波電路采用π型濾波電路，它由電容器C1、電容器C2和可調電阻R1組成。開關電路由電阻R2、電阻R3、延時開關K1和開關三極管BG組成，開關三級管BG可采用3DK4B，延時開關K1與電阻R3并聯(lián)，電阻R3的阻值較大。繼電器J1的線圈串連在開關三極管BG的集電極上。橋式整流電路Q2、三端穩(wěn)壓?？?812、電容器C3和電容器C4用于給繼電器J1供電，橋式整流電路Q2輸出的直流電經電容器C3和電容器C4濾波以及三端穩(wěn)壓模快7812穩(wěn)壓后給繼電器J1的線圈提供直流電源。
使用時，應首先根據(jù)具體的保護要求，通過調節(jié)可調電阻R1的大小，設定保護電流值。起動電動機D，交流接觸器K閉合，電動機D開始起動，電動機繞組中有電流流過，電動機電源線e、f兩端產生電壓降。該電壓經橋式整流電路Q1的輸入端a、b采樣后，經整流輸出直流信號，直流信號經π型濾波電路濾波后，輸入開關電路。由于交流電動機D的起動電流較大，在起動過程中起動電流一般大于設定的保護電流值，而使本實用新型產生誤動作，所以在開關電路中增加電阻R3和延時開關K1。當起動的同時，延時開關K1開始延時，此時延時開關K1沒有導通，因電阻R3阻值較大，π型濾波電路輸出的直流電壓不是直接加在開關三極管BG的基極，開關三極管BG不導通，繼電器J1不能動作，這樣就避免了本實用新型在電動機D起動過程中產生誤動作而使電動機D無法起動。當電動機D起動完畢后，電動機繞組流過的是正常的工作電流，此時延時開關已經延時閉合，π型濾波電路輸出的直流電壓信號直接加到開關三極管BG的基極，因為這時電動機D起動完畢，π型濾波電路輸出的直流電壓信號已降低，開關三極管BG也不能導通。一旦電動機D發(fā)生故障或過載，使電動機D繞組中的電流超過保護電流值時，導線上e、f兩端的電壓升高，π型濾波電路輸出的直流電壓信號升高，開關三極管BG導通，繼電器J1得電后動作。繼電器J1的觸點控制電動機D的控制回路，使交流接觸器K釋放，切斷電動機D的電源，起到保護作用。
本實施例也可以用于對三相交流電動機的保護。用三個本實施例分別將采樣電路的交流輸入端a、b連接在三相交流電動機的A、B、C三相的電源線上，三個繼電器J1、J2、J3的觸點共同控制三相交流電動機的控制回路。當三相交流電動機的任意一相繞組中的電流超過設定的保護電流值時，繼電器就會通過電動機的控制回路切斷電動機的電源，從而起到保護作用。
權利要求1.電動機保護器，它具有采樣電路、輸入端與采樣電路的輸出端連接的開關電路，其特征是，采樣電路的輸入端的兩個端子分別與電動機的主回路的一段導線的兩端連接，開關電路控制繼電器的線圈導通和斷開，繼電器的觸點控制電動機主回路的導通和斷開。
2.根據(jù)權利要求1所述的電動機保護器，其特征是，采樣電路具有單相整流電路和與單相整流電路的輸出端連接的濾波電路，單相整流電路的輸入端為采樣電路的輸入端，濾波電路的輸出端為采樣電路的輸出端。
3.根據(jù)權利要求1所述的電動機保護器，其特征是，采樣電路的輸出端與直流放大器的輸入端連接，直流放大器的輸出端與開關電路的輸入端連接。
4.根據(jù)權利要求2所述的電動機保護器，其特征是，單相整流電路采用橋式整流電路，橋式整流電路的交流輸入端的一個端子與電動機主回路中接觸器的輸出端連接，另一個端子與電動機的輸入接線端子連接。
5.根據(jù)權利要求2或4所述的電動機保護器，其特征是，濾波電路采用π型濾波電路，它具有可調電阻(R1)、電容器(C1)和電容器(C2)，電容器(C1)的兩端為π型濾波電路的輸入端，分別與整流電路輸出端的正負極連接；可調電阻(R1)的一端與整流電路的輸出端正極連接，另一端與電容器(C2)的一端連接；電容器(C2)的另一端與整流電路的輸出端負極連接，電容器(C2)的兩端為π型濾波電路的輸出端。
6.根據(jù)權利要求5所述的電動機保護器，其特征是，開關電路具有電阻(R2)、電阻(R3)、延時開關(K1)和三極管(BG)，延時開關(K1)與電阻(R3)并聯(lián)，它們的一端與濾波器的輸出端正極連接，它們的另一端與三極管(BG)的基極連接；電阻(R2)的一端與濾波電路的輸出端正極連接，另一端與濾波電路的輸出端負極連接；三極管(BG)的發(fā)射極與濾波器的輸出端負極連接，集電極與繼電器(J1)的線圈的一端連接，繼電器(J1)的線圈的另一端與直流電源的正極連接；繼電器(J1)的觸點控制電動機的主回路。
專利摘要本實用新型是一種直流或交流電動機的保護器,為克服熱繼電器反應慢、對安裝的環(huán)境溫度要求比較嚴格和通用性差的缺點,它具有采樣電路、輸入端與采樣電路的輸出端連接的開關電路。采樣電路的輸入端的兩個端子分別與電動機的主回路的一段導線的兩端連接,開關電路控制繼電器的線圈導通和斷開,繼電器的觸點控制電動機主回路的導通和斷開。本實用新型主要用于對電動機繞組中過電流進行保護,它反應快、運行可靠、通用性較強。
文檔編號H02H7/085GK2293915SQ9721318
公開日1998年10月7日 申請日期1997年3月30日 優(yōu)先權日1997年3月30日
發(fā)明者王光元 申請人:王光元