专利名称：电子式热继电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种继电器，尤其是指一种电子式热继电器。
背景技术：
热继电器是依靠电流通过发热元件时所产生的热，使双金属片受热弯曲而推动或指令机构动作的一种电器，主要用于电动机的过载保护、断相及电流不平衡运行的保护及其他电气设备发热状态的控制，其结构主要由热元件、控制触头和动作系统、复位机构三部分组成。现有的热继电器，主要采用双金属片与电阻丝或条组合成热元件，三相电源每相一组。当电动机过载时，电流增大，电阻丝发热，双金属片向单一方向弯曲，推动执行机构限位开关断开，达到保护电动机电流过载的目的。但它存在以下缺点和不足(1)需要三组热元件来推动一个复杂的机械机构，难以保证动作的一致性；(2)热元件凌空安装在支架上，受热弯曲后需推动执行机构，再推动限位开关，由于机构阻力和机械机构误差都很大，难能完成精确的保护动作；(3)由于热元件发热动作缓慢，在机构与限位开关接近零界状态时，限位开关触头处于是接非接状态，很容易损坏电器设备和电动机；(4)虽设有断相保护功能，但效果很差，这是由于电动机从断相时起，另外两相电流增大，需在较长时间动作，且只有另外二相的热元件在工作，因而推动限位开关时间大大增长，不可能在适时内达到保护的目的，很容易损坏电器设备和电动机。以上为现有热继电器存在的四大难题，急需解决，以利于提高热继电器技术性能指标和产品质量。
中国专利曾公开“一种电子式热继电器”(申请号00109473.4，
公开日2000年11月22日)，它以阻容延时电路代替双金属片热形变，并增加其它附属电路，达到电动机过载保护的目的。
中国专利曾公开“一种电子式热继电器”(申请号01100007.4，
公开日2001年5月30日)，它以合金电阻微电子电流取样代替穿芯式电流互感器电流取样，并结合其它附属电路，达到电动机快速缺相保护的目的。
中国专利曾公开一种“热过载保护电子式继电器”(ZL00251223.8，
公开日2001年8月15日)，它主要由壳体、接线端子、复位按钮、指示灯和电路装置组成，壳体内设有三个电流互感器，电路装置包括三个电流信号输入电路、一个电流稳压电路、一个由集成块组成的微处理器测量控制电路和一个检测、显示运行状态的电路装置，以达到电流过载保护和运行状态显示的目的。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的四大难题，提供一种电子式热继电器，它通断分明，电动机电流过载保护有效精确。
为达到上述目的，本发明采取的解决方案是一种电子式热继电器，它主要由壳体、接线端子、复位按钮、指示灯和电路装置组成，壳体内下部设置电路装置，上部设置测量装置，所述的测量装置在支持板上设置电器指令电磁式控制继电器、单相双金属热元件与对单相双金属热元件运行距离进行检测的霍尔元件H，所述的电路装置包括保护电路，该保护电路主要由集成电路IC构成，霍尔元件H接集成电路IC，霍尔元件H的测量信号经集成电路IC运算指令电器指令电磁控制继电器动作。
由于本发明采用单相双金属热元件作为感测元件，执行机构使用无需接触的霍尔元件H进行距离检测，即对单相双金属热元件的弯曲行程距离进行感应测量，如电流增大，单相双金属热元件弯曲度增大，当单相双金属热元件弯曲度接近霍尔元件H测量位置时，霍尔元件H即给集成电路IC信号，集成电路IC对霍尔元件H的检测信号进行运算与分析，确定电流是否过载，如果过载，集成电路IC有电流输出给电器指令电磁式控制继电器线圈，使电器指令电磁式控制继电器通电吸合，同时电器指令电磁式控制继电器两组常闭触点断开，切断了电动机电源，达到了电动机电流过载有效精确保护的目的，精确度≤0.05mm。由于采用的是开关电子电路，通断分明，杜绝了现有技术存在的是接非接现象发生。
本发明与现有的双金属热继电器相比，由于只取一组即单相双金属热元件做电流发热取样用，而单相双金属热元件的通电发热与电动机电流增大后的发热特性一致，同时由霍尔元件H和集成电路IC构成先进的检测系统，完全克服了现有双金属热继电器需要三组双金属热元件来推动一个复杂的机械机构而动作一致性差、保护精度差、容易出现是接非接状态的缺点，有利于提高热继电器的产品档次与电动机保护精度。
四
图1是本实施例的结构示意图。
图2是图1所示的电子式热继电器的俯视图。
图3是图1所示的测量装置的正视结构示意图。
图4是图1所示的测量装置的俯视部分剖面示意图。
图5是本实施例电路结构原理图。
图中1、侧板，2、电路装置，3、导电杆，4、软接线，5、面板，6、透明保护罩，7、调节杆，8、上侧盖，9、上组合螺钉，10、上接触板，11、测量装置，12、下侧盖，13、下组合螺钉，14、下接触板，15、磁环(穿心电感)，16、指示灯，17、动作标记表，18、复位按钮，19、基座，21、取样电路，22、保护电路，23、断电延时电路，24、电源电路，111、调节器，112、电器指令电磁式控制继电器，113、延时保护电磁式控制继电器，114、内罩，115、单相双金属热元件，116、支持板。
五具体实施例方式
下面结合实施例及其附图对本发明及其产生的积极效果再作描述。
参见图1～图5，一种电子式热继电器，它主要由壳体、接线端子、复位按钮18、指示灯16和电路装置2组成，壳体内下部设置电路装置2，上部设置测量装置11，所述的测量装置11在支持板116上设置电器指令电磁式控制继电器112、单相双金属热元件115与对单相双金属热元件115运行距离进行检测的霍尔元件H，所述的电路装置2包括保护电路22，该保护电路22主要由集成电路IC构成，霍尔元件H接集成电路IC，霍尔元件H的测量信号经集成电路IC运算指令电器指令电磁式控制继电器112动作。
参见图1～图5，壳体内中部还设置有磁环15，该磁环15的原边接电动机主电路，副边接取样电路21，该取样电路21由三组并行设置的电流信号输入电路构成，每组电流信号输入电路由二极管D1、电容C1、电阻R1、电阻R4和三极管V1构成，取样电路21接集成电路IC。本实施例的断相保护采用磁环15三相电流进行测量，当有任何一相出现断相时，磁环的测量电压就要变成零，三组中的一只半导体开关关闭，发出信号，集成电路IC在少于1秒的时间内给电器指令电磁式控制继电器112吸合指令，电器指令电磁式控制继电器112两组常闭触点断开，切断了电动机电源，达到了断相适应(缺相)快速保护的目的。
参见图3和图5，保护电路22后还接有断电延时电路23，该断电延时电路23中，电容C5负端接三极管V5基极、可变电阻R13、电阻R14和二极管D5正端，三极管V5集电极接电阻15和三极管V6基极、发射极接电容C6负端、可变电阻R13活动端，三极管V6发射极接电阻16和三极管V7基极、集电极通过可变电阻R12接电阻R11，三极管V7集电极接延时保护电磁式控制继电器113线圈J2B，电容C6正端接电容C7正端、电容C8正端、二极管D5负端和延时保护电磁式控制继电器113线圈J2A和通过电阻R17接可变电阻R13另一端，电容C7负端接线圈J2B、二极管D6正端，电容C8负端接二极管D6负端、二极管D7正端和电阻R14另一端。在过载或断相保护后，本继电器可以在完全断开电源的情况下，能在90s～150s时间内自动复位。为什么要设置断电延时保护(复位)？因继电器在保护脱扣后，单相双金属热元件115的温度还没有下降，距离复位需100s左右的时间，在这时如果人为地去起动电动机，但由于单相双金属热元件115弯曲变形状态还处于霍尔元件H感应测量范围中，就会造成一起动马上脱扣状态。因此设置断电延时电路23，保证单双金属热元件115冷却后恢复到原位与霍尔元件H保持距离，为正式起动做准备。这种技术和结构在现在所有的电动机保护器中所没有的。
参见图1和图2，所述的复位按钮18设置在壳体上。当电动机需减负后起动或需对过载或断相后进行检查时使用复位按钮18。
参见图4，本实施例中，支持板116上的内罩114内还设置有温度补偿双金属片(图中未标示)。双金属元件是温度测量元件，它对温度的变化具有很高的灵敏度，所以设置温度补偿双金属片。在单相双金属热元件115受环境变化弯曲时，温度补偿双金属片也同样受环境温度变化弯曲，使之成正比，达到环境温度补偿的目的。
参见图1、图3和图4，支持板116上还设置有调节器111，该调节器111内有一个线性螺旋凸轮(图中未标示)，该线性螺旋凸轮与调节杆7连接。通过调节器111对检测单相双金属热元件115的运行距离进行调节，当旋动调节杆7使线性螺旋凸轮距离接近单相双金属热元件115时，电流小，反之电流增大，达到设立电流等级的目的。现有的电动机保护器采用采样电动机电流或电压等级，其存在的问题是它们只能是对电动机进行定格电流或电压等级，例如定格电动机的额定电流1.2倍时，只要电动机负载电流超过1.2倍时，电动机保护器就马上停止工作，比如在电动机工作时，它的峰值电流达3～9倍，这样保护器只能用延长时间来让峰值通过，但起动后的电流只能定格在1.2倍，这样就违背了电动机能有在短期内负载运行的规则。本发明解决了这个问题。
参见图1和图2，在壳体上设置一个动作标记表17，该动作标记表17联接电器指令电磁式控制继电器112上部。当电动机电流过载或断相停机后，工作人员还没法知道是哪个故障时，只要看一下动作标记表17，就知道是过载或断相。动作标记表17联接电器指令电磁式控制继电器112上部，只要过载或断相一次，电器指令电磁式控制继电器112就吸合一次，动作标记表17也跟着动作一次，使之人为复位。
参见图5，电路装置2还设置有电源电路24，该电源电路24采用与交流接触器安装后的输出端的三相电源，每相通过由电阻R20与电容C11构成的RC电路接二极管D13正端和另一只二极管D13的负端，同时正负端之间并联电容C10、电容C9、电阻R19与指示灯16串联、电阻19与稳压二极管D9串联，电阻19与稳压二极管D9之间还接稳压二极管D8。由于无需单独外接电源，这样便利用户安装使用。当电子电路与设备工作正常时，指示灯16亮，表示正常；当电子电路和设备有故障时，指示灯16灭。以此来判断，以便于对继电器和电器设备进行维修和调换。
参见图1和图2，壳体上还设置有手动断开按钮(图中未标示)。当电器设备或电动机发生故障需维修时，采用该手动断开按钮，防止人为无意间错误开启电源，起到重要的保护作用。
参见图1和图2，壳体上还设置有停止按钮(图中未标示)。当电动机在运行中需作紧急停机使用该停止按钮。该停止按钮可与接触器联接磁力起动器和外壳联接，可作复位和停止使用。
参见图1和图2，壳体包括基座19，基座19一侧插入侧板1、上插入面板5，并固定上侧盖8和下侧盖12，面板5上有透明保护罩6。该壳体结构紧凑，防护效果好。
参见图1和图2，接线端子包括由上组合螺钉9与上接触板10构成的上接线端子和下组合螺钉13与下接触板14构成的下接线端子。
参见图1和图2，测量装置11通过软接线4与设置在侧板1上的导电杆3电连接。这样该继电器就可与接触器插头联接，联接方便。
综上所述，本发明具有电动机电流过载保护、断相保护、自动复位、手动复位、断开检测、环境温度补偿、电流调节、动作提示、电源指示等多项功能，解决了现有技术存在的四大难题，其技术性能指标符合国标GB14048.4-1993《低压开关设备和控制设备低压机电式接触器和电动机起动器》和GB 14048.5-2001《低压开关设备和控制设备第5-1部分控制电路电器和开关元件机电式控制电路电器》标准要求。
权利要求
1.一种电子式热继电器，它主要由壳体、接线端子、复位按钮(18)、指示灯(16)和电路装置(2)组成，其特征在于壳体内下部设置电路装置(2)，上部设置测量装置(11)，所述的测量装置(11)在支持板(116)上设置电器指令电磁式控制继电器(112)、单相双金属热元件(115)与对单相双金属热元件(115)运行距离进行检测的霍尔元件(H)，所述的电路装置(2)包括保护电路(22)，该保护电路(22)主要由集成电路(IC)构成，霍尔元件(H)接集成电路(IC)，霍尔元件(H)的测量信号经集成电路(IC)运算指令电器指令电磁式控制继电器(112)动作。
2.根据权利要求1所述的一种电子式热继电器，其特征在于壳体内中部还设置有磁环(15)，该磁环(15)的原边接电动机主电路，副边接取样电路(21)，该取样电路(21)由三组并行设置的电流信号输入电路构成，每组电流信号输入电路由二极管(D1)、电容(C1)、电阻(R1)、电阻(R4)和三极管(V1)构成，取样电路(21)接集成电路(IC)。
3.根据权利要求1所述的一种电子式热继电器，其特征在于所述的保护电路(22)后还接有断电延时电路(23)，该断电延时电路(23)中，电容(C5)负端接三极管(V5)基极、可变电阻(R13)、电阻(R14)和二极管(D5)正端，三极管(V5)集电极接电阻(15)和三极管(V6)基极、发射极接电容(C6)负端、可变电阻(R13)活动端，三极管(V6)发射极接电阻(16)和三极管(V7)基极、集电极通过可变电阻(R12)接电阻(R11)，三极管(V7)集电极接延时保护电磁式控制继电器(113)线圈(J2B)，电容(C6)正端接电容(C7)正端、电容(C8)正端、二极管(D5)负端和延时保护电磁式控制继电器(113)线圈(J2A)和通过电阻(R17)接可变电阻(R13)另一端，电容(C7)负端接线圈(J2B)、二极管(D6)正端，电容(C8)负端接二极管(D6)负端、二极管(D7)正端和电阻(R14)另一端。
4.根据权利要求1所述的一种电子式热继电器，其特征在于所述的支持板(116)上的内罩(114)内还设置有温度补偿双金属片。
5.根据权利要求1所述的一种电子式热继电器，其特征在于所述的支持板(116)上还设置有调节器(111)，该调节器(111)内有一个线性螺旋凸轮，该线性螺旋凸轮与调节杆(7)连接。
6.根据权利要求1所述的一种电子式热继电器，其特征在于在壳体上设置一个动作标记表(17)，该动作标记表(17)联接电器指令电磁式控制继电器(112)上部。
7.根据权利要求1所述的一种电子式热继电器，其特征在于所述的电路装置(2)还设置有电源电路(24)，该电源电路(24)采用与交流接触器安装后的输出端的三相电源，每相通过由电阻(R20)与电容(C11)构成的RC电路接二极管(D13)正端和另一只二极管(D13)的负端，同时正负端之间并联电容(C10)、电容(C9)、电阻(R19)与指示灯(16)串联、电阻(19)与稳压二极管(D9)串联，电阻(19)与稳压二极管(D9)之间还接稳压二极管(D8)。
8.根据权利要求1所述的一种电子式热继电器，其特征在于壳体上还设置有手动断开按钮和停止按钮。
9.根据权利要求1所述的一种电子式热继电器，其特征在于所述的壳体包括基座(19)，基座(19)一侧插入侧板(1)、上插入面板(5)，并固定上侧盖(8)和下侧盖(12)，面板(5)上有透明保护罩(6)。
10.根据权利要求1或9所述的一种电子式热继电器，其特征在于所述的测量装置(11)通过软接线(4)与设置在侧板(1)上的导电杆(3)电连接。
全文摘要
一种电子式热继电器，它主要由壳体、接线端子、复位按钮、指示灯和电路装置组成，壳体内下部设置电路装置，上部设置测量装置，所述的测量装置在支持板上设置电器指令电磁式控制继电器、单相双金属热元件与对单相双金属热元件运行距离进行检测的霍尔元件H，所述的电路装置包括保护电路，该保护电路主要由集成电路IC构成，霍尔元件H接集成电路IC，霍尔元件H的测量信号经集成电路IC运算指令电器指令电磁控制继电器动作。它通断分明，电动机电流过载保护有效精确。
文档编号H02H7/085GK1571232SQ0313329
公开日2005年1月26日 申请日期2003年7月21日 优先权日2003年7月21日
发明者潘建生, 潘少秋 申请人:乐清市宏升电器有限公司