專利名稱：交流接觸器主觸頭故障保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種緊急保護電路裝置，適用于用三相交流接觸器控制設(shè)備運行的各種三相平衡用電設(shè)備的回路中，可在三相交流接觸主觸頭發(fā)生一相、多相熔合、燒損時對該接觸器所控制的主回路設(shè)備提供保護。
目前，電動起重機、電梯、臺車等運輸機械通常采用電磁接觸器將額定電壓、電流輸入電動機，使其實現(xiàn)反復(fù)啟動、停止、正反轉(zhuǎn)等動作。在長期使用過程中，由于拉弧和觸頭表面粗糙不平，導(dǎo)致在吸合時使觸頭熔合在一起，即使操作開關(guān)斷開，觸頭仍保持接觸，電機不停仍處于通電狀態(tài)，在使用中經(jīng)常出現(xiàn)與操作相反的動作，導(dǎo)致失控，造成毀機、傷人事故，尤其在吊運高溫和易爆易燃危險品時后果更為嚴重。現(xiàn)有技術(shù)中考慮采用各種技術(shù)手段進行控制，例如在接觸器的觸頭上增加一組彈簧，以增大觸頭脫開力，減少觸頭咬死的現(xiàn)象，但該方法使接觸器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又增加電能消耗，彈簧力的大小也很難確定，可靠性差?；蛘卟捎脺y量電壓進行檢測，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
本實用新型的目的是得到一種交流接觸器主觸頭故障保護裝置，是安裝在三相電源的的接線上，可檢測出接觸器觸頭熔合以及單相缺相，然后讓上一級開關(guān)斷開，達到停止運行的目的，確保電機等安全運行。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出的技術(shù)解決方案為一種交流接觸器主觸頭故障保護裝置，它包括與每一工作回路相接的保護電路1、2、3和單片機4、電源5，保護電路1、2、3中包括如下接觸器熔合檢測電路與主回路一相電源相接的取樣及矢量和運算電路、整流電路、比較電路、包括RS觸發(fā)器的自保及復(fù)位電路，RS觸發(fā)器的輸出端經(jīng)驅(qū)動電路與報警電路和/或繼電器RY相接，繼電器RY控制上一級電源通斷，接觸器觸頭的輔助接點D和自保及復(fù)位電路的輸入端E短接。
接觸器熔合檢測電路和缺相保護電路與或門相接后與繼電器RY相接，缺相保護電路為與三相電源相接的的取樣及矢量和運算放大電路、整流電路、比較電路、包括RS觸發(fā)器的自保及復(fù)位電路，RS觸發(fā)器的輸出端經(jīng)驅(qū)動電路與報警、記錄電路相接。
接觸器熔合檢測電路和/或缺相保護電路的入端接有隔離電容。
接觸器熔合檢測電路和/或缺相保護電路中的比較電路輸出的信號經(jīng)延時電路輸入自保及復(fù)位電路。
附圖
為本實用新型交流接觸主觸頭故障保護裝置電路原理圖。
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的一個實施例做進一步詳細描述本實用新型的主要構(gòu)思是在沒有指令的情況下，接觸器觸頭分開，電動機三相不應(yīng)有電，否則就說明觸頭有咬死的現(xiàn)象，因此在各電機的三相接線上配上一套檢測裝置，一旦在無指令情況下，測得電機三相有電，就立即發(fā)出指令，讓上一級開關(guān)自動斷電。
如說明書附圖所示，本實用新型的裝置包括保護電路1、2、3、單片機4和電源5幾部分，其中保護電路1～3的電路完全相同，每一個電路保護一個回路，可按照需要增減；單片機4用來記錄各路發(fā)生缺相、接觸器咬合故障的時間、回路號、故障類別等；電源部分5給各保護電路和單片機提供電源。
本實用新型的保護電路1～3分為缺相保護電路和接觸器熔合檢測電路兩部分。
每個保護電路單元有三個主回路輸入端A、B、C，接至被保護回路接觸器的下樁頭，兩個操作指令輸入端，一般可接至抱閘接觸器的一副常開輔助接點D，兩個保護輸出端可接至上級接觸器的線包回路。
本裝置中的缺相保護電路是分別與三相電源相接，從主回路來的三相電壓信號經(jīng)隔離回路中的高壓電容器C1-C3隔離，安裝高壓電容的目的是每次檢查時不需要將保護裝置拆除。三相電壓信號被送至由電阻R4～R7、二極管D1、D2和放大器G1(140××)組成的取樣及矢量和運算電路，即經(jīng)分壓電阻R1～R3取樣后送入運算放大器G1中進行矢量和運算，當三相電壓均為零(主回路設(shè)備不工作)或三相電壓平衡(主回路設(shè)備正常工作)時，運算放大器的輸出為零，缺相保護電路不動作。
當主回路缺相時，三相電壓嚴重不平衡，運算放大器有一個較大的輸出，該交流信號經(jīng)二極管D3整流，整流電路也有一個較大的直流輸出，輸入由電阻R8、R9、0、R11、可變電阻W1、電容C4、二極管D4、或非門G3(140××)的組成的比較電路，該信號比比較電路設(shè)定的參考電壓大，故比較電路的輸出從0翻轉(zhuǎn)為1(如果三相電壓稍有不平衡，則整流電路的直流輸出信號不足以使比較電路翻轉(zhuǎn)，缺相保護電路不動作)。
比較電路的輸出送至由R12、C5組成的延時電路作一個零點幾秒的延時。這樣，當接觸器的三相主觸頭動作不一致時，在接觸器吸合和斷開時會有一個瞬間的缺相，從而導(dǎo)致保護電路的誤動作，為了避免這個誤動作提高其抗干擾能力，設(shè)置了本延時裝置。
延時電路的輸出送至自保及復(fù)位電路中RS觸發(fā)器(OR1,2)的S端，使RS觸發(fā)器的輸出翻轉(zhuǎn)為1，給出故障信號并實現(xiàn)保持。當故障消失后，按故障復(fù)位按鈕Reset，給RS觸發(fā)器的S端置1，可使RS觸發(fā)器的輸出重新翻轉(zhuǎn)為0。RS觸發(fā)器的輸出經(jīng)驅(qū)動電路DR1放大后，一路經(jīng)電阻R13直接用來驅(qū)動該回路的缺相報警燈，然后與接觸器咬死保護電路來的信號一起送至由三極管BG和發(fā)光二極管LED1、LED2組成的或門作或運算，另一路送至單片機中作故障記錄。
保護電路中的接觸器熔合檢測電路與缺相保護電路的電路結(jié)構(gòu)基本相同，為從主回路來的三相電壓中的一相電壓信號經(jīng)隔離電路中的高壓電容器C21隔離，然后送至由電阻R21、R24～R27、二極管D21、D22和放大器G2(140××)組成的取樣及矢量和運算電路，運算放大器G1放大、二極管D3整流，得到直流信號，輸入由電阻R28、R29、R30、R31、可變電阻W2、電容C24、二極管D24、或非門G4(140××)的組成的比較電路，經(jīng)由電阻R32、電容C25組成的延時電路延時，送入由RS觸發(fā)器(OR3,4)組成的自保及復(fù)位電路中，RS觸發(fā)器的輸出經(jīng)驅(qū)動電路DR2放大后，一路經(jīng)電阻R33直接用來驅(qū)動該回路的缺相報警燈，一路與缺相保護電路來的信號一起送至或門作或運算，另一路送至單片機中作故障記錄。
在接觸器熔合檢測電路中，接觸器的常開輔助接點D和自保及復(fù)位電路的輸入端E均接地，這樣，當主回路設(shè)備工作時，抱閘接觸器吸合，其常開輔助接點接通，使延時電路的輸出接地，主電路雖有電壓，但接觸器熔合檢測電路不會動作。
當主回路不工作時，抱閘接觸器不吸合，其常開輔助接點斷開，使延時電路的輸出可送至自保及復(fù)位電路，但在正常工作時此時主回路沒有電壓，接觸器熔合保護電路也不會動作。如果主回路接觸器發(fā)生觸點熔合咬死，則主回路會有電壓，無論接觸器是一相或多相熔合，隔離電路的輸入端都會有電壓，從而延時電路會有輸出，并且該輸出可送至自保及復(fù)位電路中RS觸發(fā)器的S端，使RS觸發(fā)器的輸出翻轉(zhuǎn)為1，經(jīng)驅(qū)動電路放大后，輸出到接觸器熔合報警燈、或門和單片機中。
從保護電路輸出的缺相故障信號和觸點熔合故障信號經(jīng)或門作或運算，驅(qū)動繼電器RY,D5為二極管，繼電器的常閉接點RY1斷開主回路上級接觸器的線包回路，實現(xiàn)缺相故障和觸點熔合故障時的保護。
本實用新型是安裝在用電設(shè)備的三相電源的主接觸器的輸出端，可檢測三相交流接觸器的主觸頭發(fā)生一相、多相熔合，對主回路設(shè)備進行保護，可防止由于接觸器熔合、失控造成的故障。并可檢測出電機三相電不平衡、缺相供電不正?，F(xiàn)象，然后強迫停電，防止電機損壞。本裝置可廣泛應(yīng)用于各種運輸機械，實施方便，易于推廣。
權(quán)利要求1．一種交流接觸器主觸頭故障保護裝置，其特征在于它包括與每一工作回路相接的保護電路1、2、3和單片機4、電源5，保護電路1、2、3中包括如下接觸器熔合檢測電路與主回路一相電源相接的取樣及矢量和運算電路、整流電路、比較電路、包括RS觸發(fā)器的自保及復(fù)位電路，RS觸發(fā)器的輸出端經(jīng)驅(qū)動電路與報警電路和/或繼電器RY相接，繼電器RY控制上一級電源通斷，接觸器觸頭的輔助接點D和自保及復(fù)位電路的輸入端E短接。
2．根據(jù)權(quán)利要求1中所述的交流接觸器主觸頭故障保護裝置，其特征在于所述的接觸器熔合檢測電路和缺相保護電路與或門相接后與繼電器RY相接，缺相保護電路為與三相電源相接的的取樣及矢量和運算放大電路、整流電路、比較電路、包括RS觸發(fā)器的自保及復(fù)位電路，RS觸發(fā)器的輸出端經(jīng)驅(qū)動電路與報警、記錄電路相接。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流接觸器主觸頭故障保護裝置，其特征在于所述的接觸器熔合檢測電路和/或缺相保護電路的入端接有隔離電容。
4．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的交流接觸器主觸頭故障保護裝置，其特征在于所述的接觸器熔合檢測電路和/或缺相保護電路中的比較電路輸出的信號經(jīng)延時電路輸入自保及復(fù)位電路。
專利摘要一種交流接觸器主觸頭故障保護裝置,它包括與每一工作回路相接的保護電路1、2、3和單片機4、電源5,保護電路1、2、3中包括如下接觸器熔合檢測電路和/或缺相保護電路;與主回路電源相接的取樣及矢量和運算放大、整流、比較電路、包括RS觸發(fā)器的自保及復(fù)位電路,RS觸發(fā)器的輸出端與報警電路、繼電器相接,同時,接觸器觸頭的輔助接點D和自保及復(fù)位電路的輸入端E短接。本裝置可檢測出接觸器觸頭熔合、缺相,將上一級開關(guān)斷開。
文檔編號H02H7/22GK2348517SQ9821883
公開日1999年11月10日 申請日期1998年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月28日
發(fā)明者葛佐正, 戴至前 申請人:寶山鋼鐵(集團)公司