专利名称：电动机保护断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动控制领域，特别是电动机保护断路器。
背景技术：
目前，断路器是电路短路保护的较理想的继电开关，但过流保护是采用机 械式过载继电器结构，由于金属片的热继电器受材质和加工条件的限制，对电 流过载保护可靠性差，配合断路器使用的漏电保护功能单一，不能满足多功能 综合保护的要求。已有的电子型电动机保护器对于过载、堵转、缺相和三相不 平衡较为理想，而对电路短路保护反应则速度慢，起不到应有的短路保护效果。
发明内容
本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种电动机保护断路器。将电动机保 护器与断路器结合一体，明显互补上述的不足，并能在主电路中省去接触器等 部件。
本发明的技术方案是电动机保护断路器，包括断路器(2)，该断路器(2) 上安装有相电进线端子(15)、相电出线端子(16)零线出线端子(18)与断路 器开关手柄(41)，其特征是所说的断路器(2)与保护器(1)是组合连接结构； 保护器(1)上设置有相电进线端子(14)、零线进线端子(17)与零线出线端 子(18)，在保护器(1)上设置有面板(19)，面板(19)上安装有电流整定电 位器旋扣(20)、复位按钮(22)和功能切换开关(23)。
所说的断路器(2)与保护器(1)组合连接结构是保护器(1)的外形与断 路器(2)的外形相似，采用螺钉(8) (9)紧固连接，另外在保护器(1)的下 机壳(26)上设置有导轨卡槽(6)与断路器(2)卡扣连接，保护器(1)上的 输出线(3)与断路器相电进线端子(15)电连接，保护器输出线(3)外有护 罩(4)，其上的固定扣(5)与上下机壳(25) (26)上的护罩固定扣(5)相卡 扣连接，在保护器(1)上还安装有脱扣装置(11)及有与电流整定电位器旋钮
(20)相配套的刻度盘(21)。
所说的保护器(1)上安装有主电路板(29)与辅助电路板l (30)和辅助 电路板2 (31)，辅助电路板2 (31)安装在主电路板(29)上，辅助电路板2
(31)上安装有指示灯、复位按钮和功能切换开关；控制电源电路安装在辅助 线路板1 (30)上且固定在下机壳(26)的侧边；在保护器中安装有电流互感 器、零序互感器，安装在下机壳(26)的互感器固定槽中，电流互感器、零序 互感器的二次输出线和控制电源的输出线分别连接到连接线插座上，主电路板
(29)上有一连接线插头，当上机壳(25)与下机壳(26)扣在一起时，连接 线插头正好插入连接线插座中；保护器(1)三相进线端子有三条导线分别穿入 三个电流互感器，零线进线端子有一条导线与三个电流互感器穿出的导线共四 条导线一起穿入零序互感情器，然后与保护器三相进线端子连线的导线引出为
保护器出线，再连接断路器三相进线端子，与零线进线端子连接的导线再连接 零线出线端子。
所说的主电路板(29)上安装有电流信号取样电路、信号整定放大电路，
然后分四路 一路与过流保护电路连接， 一路与不平衡、断相保护电路连接， 另一路与漏电保护选择开关连接，再一路与运行状态指示电路连接；热积累衰 减电路与过流保护电路连接，保护锁定指示电路同时与过流保护电路和不平衡 断相保护电路连接，还与驱动输出脱扣器电路连接，电源输入电路与整流、滤 波稳压电路电连接，整流滤波稳压电路分别与上述电路相连接。
本发明的优点是由于保护器与断路器结合为一体，对电流过载保护可靠性 好，对电路短路保护反应速度快，同时对于过载、堵转、缺相和三相不平衡保 护更为理想。
图l是本发明立体结构图。
图2是单相断路器立体结构图。
图3是保护器与断路器组合状况立体图。
图4是保护器结构分解示意图。
图5是本发明电路结构方框图。
图6是电动机三相保护断路器电路原理图。
具体实施例方式
以下结合附图进一步说明实施例。
参照图1、图2、图3、图4， 1-保护器、2-断路器、3-保护器输出线、4-连接线护罩、5-护罩固定扣、6-保护器导轨卡槽、7-断路器导轨卡槽、8-连接螺 钉孔、9-连接螺钉、10-脱扣器传动杆、11-脱扣器、12-脱扣器盖板、13-脱扣器 盖板定位头、14-保护器三相进线端子、15-断路器三相进线端子、16-断路器三 相出结端子、17-零线进线端子、18-零线出线端子、19-面板、20-电流整定电位 器旋钮、21-电流整定电位器刻度、22-复位按钮、23-功能切换开关、24-指示灯、 25-上机壳、26-下机壳、27-上机壳与下机壳连接扣、28-脱扣孔、29-主电路板、 30-辅助电路板、31-辅助电路板、32-电流互感器、33-零序互感器、34-电流整定 电位器、35-连接线插座、36-连接线插头、37-内部连接线、38-主电路板固定架、 39-主电路板固定螺钉、邻-导轨卡槽扣、41-断路器开关手柄、42-定位槽、43-脱扣器盖板定位孔、44-互感器固定槽、45-保护器单相进线端子、4&断路器单 相出线端子。如图示，左面是保护器l，右面是断路器2，断路器2与传统的断 路器结构基本相同。本发明的创新之点是把断路器2与保护器1组合结构成为 一个整体，保护器1是新开发的产品与断路器2组合成为电动机保护断路器。 能克服传统断路器、漏电保护器和电动机保护器原先存在的不足，具有优良的 性能，成为电动机保护器领域的一个新产品品种。断路器2的结构是其上安装 有相电进线端子15，相电出线端子16，零线出线端子17与开关手柄41，断路 器2与保护器1组合连接结构是将保护器1外形做成与断路器2的外形基本相 似，在保护器1上也设置有相电进线端子14，零线进线端子17与零线出线端
子18，还设置有面板19，面板19上安装有电流整定电位器旋扣20，复位按钮 22和功能切换开关23。保护器1与断路器2组合连接，采用螺钉8、 9将两者 紧固连接，在保护器1的下机壳26上设置有导轨卡槽6与断路器2卡扣连接。 这样，将保护器1上的输出线3与断路器相电进线端子15电连接，保护器输出 线3外有护罩4，其上的固定扣5与上下机壳25、 26上的护罩固定扣5相卡扣 连接。在保护器l上还安装有脱扣装置ll，以及还安装有与电流整定电位器20 相配套的刻度盘21。保护器l的内部结构 一是安装有主电路板29、辅助电路 板30和辅助电路板31，在辅助电路板31上安装有指示灯、复位按钮和功能切 换开关，控制电源电路安装在辅助线路板30上且固定在下机壳26的侧边；二 是在保护器1中安装有电流互感器、零序互感器，安装在下机壳26的互感器固 定槽中。电流互感器、零序互感器的二次输出线和控制电源的输出线分别连接 到连接线插座上，主电路板29上有一连接线插头，当上机壳25与下机壳26扣 在一起时，连接线插头正好插入连接线插座中。保护器1三相进线端子有三条 导线分别穿入三个电流互感器，零线进线端子17有一条导线与三个电流互感器 穿出的导线共四条导线一起穿入零序互感器33，然后与保护器三相进线端子14 连线的导线引出为保护器出线，再连接到断路器三相进线端子15与零线进线端 子17连接的导线再连接零线出线端子18。
参照图2，图中的断路器2是单相断路器，与三相保护器的区别是连接线 护罩长短不同，电流互感器的数量不同。
参照图3，脱扣器传动杆10插入断路器2的脱扣孔28中，螺钉9把保护 器1与断路器2连接在一起。保护器三相输出线3分别连接到断路器三相端子 15上，连接线护罩4推进连接线护罩固定扣5将其扣住；保护器导轨卡槽6与 断路器导轨卡槽7规格尺寸相同，使用时同时卡在固定架上。
参照图4，保护器1分为上机壳25和下机壳26，脱扣器11安装在上机壳 25上，脱扣器盖板定位头13插入脱扣器盖板定位孔43中将脱扣器盖板12固 定在上机壳25的脱扣器11上；电流整定电位器34固定在上机壳25上，指示 灯24、复位按钮22和功能切换开关23安装在辅助电路板31上，辅助电路板 31安装在主电路板29上，再一起推入上机壳25，辅助电路板31进入定位槽 42后使指示灯24、复位按钮22和功能切换开关23自动定位露出面板19,主 电路板29也同时得到定位，主电路板固定螺钉39旋入主电路板固定架38中； 保护器三相进线端子14有三条内部连接线37分别穿入三个电流互感器32，零 线进线端子17有一条内部连接线37与三个电流互感器32穿出的内部连接线 37共有四条内部连接线37 —起穿入零序互感器33，然后与保护器三相进线端 子14连线的内部连接线37引出为保护器输出线3，与零线进线端子17连接的 内部连接线37再连接零线出线端子18;电流互感器32、零序互感器33安装 在下机壳26的互感器固定槽44中；控制电源安装在辅助电路板30上，固定在 下机壳26的侧边；电流互感器32、零序互感器33的二次输出线和控制电源 的输出线分别连接到连接线插座35上，主电路板29上有一连接线插头36，当 上机壳与下机壳连接扣27扣在一起时，连接线插头36正好插入连接线插座35。
参照图5，是本发明电路结构方框图。如图示，电流信号取样电路连接信 号整定放大电路，信号整定放大电路分四路分别连接过流保护电路，不平衡、 断相保护电路，漏电保护选择开关电路与运行状态指示电路；过流保护电路连 接热积累衰减电路又连接保护锁定指示电路，不平衡、断相保护电路又连接保 护锁定指示电路，保护锁定指示电路连接驱动输出脱扣器电路；漏电保护选择 开关电路连接漏电保护电路；电源输入经整流、滤波、稳压电路连接上述电路。
参照图6，是本发明电路原理图。互感器上L1、 L2、 L3线圈检测到的三 相电流信号经三相DB1、 DB2桥整流，并接RA、 RB、 RC三只电阻取电流信 号和C1滤波，再经U1A负反馈运放放大，Wl电位器整定电流，调换RW1、 RW2确定满刻度值。整定电流的范围分四个规格0.3-1.2A，l-4A,3-12A,10-40A 改变RA\RB\RC阻值，再调换RW1 、RW2确定各规格满刻度值，四个规格在U1A 输出的满刻度值是一样的。
U1A放大输出的电流信号进入具有热记忆反时限过载电路U1B正输入 端，当工作电流小于1.5倍额定电流时，U1B输出正电位经R5、 D4稳压，Rl、 R2、 R3、 R4分压，C3A、 C3B电容上的热积累会达到一个平衡值；当工作电 流超过1.5倍时，C3A、 C3B电容上的热积累根据工作电流超过额定电流的倍 数按时间比例增加，当热积累超过极限(基准)值时U1C翻转输出低电平，过 载指示灯D8亮。
U2D、 D2C输出同时反转，Q2导通断路器跳闸，由于脱扣线圈电流非常 大(大于1A)迫使稳压电源电压下降到U2D翻转Q2关断，U2C输出翻转， U1C、 D8维持故障状态，此时如仍存在工作电流或漏电电流，U1D或U3A输 出低电位，通过D16或D22使U2D再次翻转，Q2再次导通直到最终停机，待 到人工复位压下Sl,全部恢复原状等待再次开机。
U1A输出第二路到U2A进行工作指示灯控制，电动机起动前U2A负输入 端为0，输出端为高电平正反馈放大维持，指示灯D10亮，起动后C5充电U2A 负输入高于正输入，其输出为低电平，D将输入拉到低电平，U2A振荡工作， 指示灯D10闪烁，故障状态时U1C或U2B或U3B通过D将指示灯D10拉到 反向，指示灯D10灭，复位后指示灯D10亮。
U1A输出第三路到U1D、 U2B负输入端进行不平衡断相保护，R14与R15 分压C7滤波为U1D正输入基准，断相或相不平衡时故障的一相半个周期内出 现较低电位瞬间使U1D翻转输出高电位，C8经R16放电，半个周期过后U1D 翻转输出低电位，Dll导通C10通过R18放电，C8通过R16放电，故障一相 低电位再次出现如此反复多次后U2B正输入端继续下降到低于负输入端电位 时，U2B翻转输出低电位，过载指示灯D15亮，U2D、 U2C输出同时反转，Q2 导通断路器跳闸，由于脱扣线圈非常大(大于1A)迫使稳压电源下降到U2D 翻转Q2关断，U2C输出翻转，U1C、 D8维持故障状态，此时如仍存在工作电 流或漏电电流，U1D、 U3A输出低电位，通过D16或D22使U2D再次翻转， Q2再次导通直到最终停机，待到人工复位压下Sl，全部恢复原状等待再次开 机。
电路原理图中，采用以下元器件电容C1、 Cll是F/16V，电容C3、 C25是100ii F/25V， C4、 C7、 C9、 C15、 C12、 C14是1 u F/50V， G5是22 u F/16V， G10是10uF， G23是470uF63V， G24是220卩F16V， G2是473， C6、 G16是472， C8、 G26是224， G17是103， C18是154， C13、 G19是104， G20、 G21、 C22是 224 ， 250V， DB1、 DB2、 DB3、 DB4、 DB5是MB6S; D1、 D2、 D3、 D5、 D 6、 D7、 D9、 D"、 D12、 D13、 D14 、 D16、 D17、 D19、 D20、 D21、 D22、 D24是1N4148， D26是6. 2V/0. 5W， D8是红色发光二极管,D10是绿色发光二极管,D15是黄色发 光 二 极管，D25 是 1N4004,K1 按键开关，Q1 是 2N5551, Q2-2SK3065, R1\R15\R16\R26\R52是20K， R2、 R7、 R8、 R25、 R48是5. 1K， R3、 R6、 R"、 R17、 R19是200K, R4-24K， R5、 R21-39K， R9、 R34-100K， R10、 R46-510 Q ， R12 、 R20 、
R23-4. 3M, R13-15K， R14-1OK， R24\R27\R28\R29\R30\R51-51K， R22 、 R33-820K ， R50-1.5M，R31-150K, R32-390K, R35、 R36、 R45—2K， R37、 R38、 R39-330K， R40、 R41、 R42-1M， R43-1K， R4736K， RA、 RB、 RG是贴片信号电阻，柳1、 RW2贴片 电位器匹配电阻U1、 U2贴片运放集成LM224, U3贴片运放集成LM258, U4、 U5、 U6是贴片集成稳压集成TL431 ， S1按键，W11-10JNWUGKKD ， J2双排插针2X4P、 J3双排插座2X4P， J1单排插针，L1、 L2、 L3三相互感器，L4-零序互感器。
本发明虽然仅以一个实施例来说明其特征，但是在电路与元件器，尤其是 保护器与断路器的结构方面，只要是组合结构与电子电路配套，均属本发明的 保护范围。
权利要求
1、电动机保护断路器，包括断路器(2)，该断路器(2)上安装有相电进线端子(15)、相电出线端子(16)零线出线端子(18)与断路器开关手柄(41)，其特征是所说的断路器(2)与保护器(1)是组合连接结构；保护器(1)上设置有相电进线端子(14)、零线进线端子(17)与零线出线端子(18)，在保护器(1)上设置有面板(19)，面板(19)上安装有电流整定电位器旋扣(20)、复位按钮(22)和功能切换开关(23)。
2、 根据权利要求1所说的电动机保护断路器，其特征是所说的断路器(2) 与保护器(1)组合连接结构是保护器(1)的外形与断路器(2)的外形 相似，采用螺钉(8) (9)紧固连接，另外在保护器(1)的下机壳(26) 上设置有导轨卡槽(6)与断路器(2)卡扣连接，保护器(1)上的输出 线(3)与断路器相电进线端子(15)电连接，保护器输出线(3)外有护 罩(4)，其上的固定扣(5)与上下机壳(25) (26)上的护罩固定扣(5) 相卡扣连接，在保护器(1)上还安装有脱扣装置(11)及有与电流整定 电位器旋钮(20)相配套的刻度盘(21)，保护器(1)上的脱扣器传动拨 杆插入断路器脱扣孔；保护器(1)分为三相保护器与单相保护器。
3 、 根据权利要求1或2所说的电动机保护断路器，其特征是所说的保护器(1) 上安装有主电路板(29)与辅助电路板l (30)和辅助电路板2 (31)，辅 助电路板2 (31)安装在主电路板(29)上，辅助电路板2 (31)上安装 有指示灯、复位按钮和功能切换开关；控制电源电路安装在辅助线路板1 (30)上且固定在下机壳(26)的侧边；在保护器中安装有电流互感器、零序互感器，安装在下机壳(26)的互感器固定槽中，电流互感器、零序 互感器的二次输出线和控制电源的输出线分别连接到连接线插座上，主电 路板(29)上有一连接线插头，当上机壳(25)与下机壳(26)扣在一起 时，连接线插头正好插入连接线插座中；保护器(1)三相进线端子有三 条导线分别穿入三个电流互感器，零线进线端子有一条导线与三个电流互 感器穿出的导线共四条导线一起穿入零序互感器，然后与保护器三相进线 端子连线的导线引出为保护器出线，再连接断路器三相进线端子，与零线 进线端子连接的导线再连接零线出线端子。 4、 根据权利要求3所说的电动机保护断路器，其特征是所说的主电路板(29) 上安装有电流信号取样电路、信号整定放大电路，然后分四路 一路与过 流保护电路连接， 一路与不平衡、断相保护电路连接，另一路与漏电保护 选择开关连接，再一路与运行状态指示电路连接；热积累衰减电路与过流 保护电路连接，保护锁定指示电路同时与过流保护电路和不平衡断相保护 电路连接，还与驱动输出脱扣器电路连接，电源输入电路与整流、滤波稳 压电路电连接，整流滤波稳压电路分别与上述电路相连接。
全文摘要
本发明涉及自动控制技术领域，特别是一种电动机保护断路器。其特征是在原有断路器结构基础上，将断路器与保护器组合连接成为新型电动机保护断路器。保护器上设置有相电进线端子、零线进线端子与零线出线端子，还设置有面板，面板上安装有电流整定电位器旋扣、复位按钮和功能切换开关，保护器上的脱扣器传动拨杆插入断路器脱扣孔；保护器分为三相保护器与单相保护器，构成电动机三相保护断路器与单相保护断路器。保护器与断路器的外形相似，导轨固定尺寸相同，具有高精度、高可靠性，适用于各类电动机及其它电器的保护。
文档编号H01H83/00GK101197229SQ20071015634
公开日2008年6月11日 申请日期2007年10月20日 优先权日2007年10月20日
发明者介国安, 周挺巧, 蔡甫寒 申请人:蔡甫寒