专利名称：一种单电源集成化电动机保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单电源的集成化电动机保护器，适用于交流50赫兹电压至660伏的交流电动机及各种线路中，作过载、断相、过电压、短路保护与电机外壳漏电保护。
电动机在运行中的保护，已由热继电器保护、晶体管分立元件组成的保护装置保护发展到集成化的电动机保护器保护，由单一的过电流保护发展为过载、断相、三相不平衡等多功能保护。多种技术文献中涉及的集成化电动机保护器，多是采用双电源(即正、负电源)供电，使得电路结构复杂，成本高，推广应用有困难。据中国《电器技术》1986年3期公布的一种《电子式电机保护装置》，它具有过载、断相、反相序几种功能。该装置的线路框图(见
图1)包括以下电路信号检测电路、断相控制电路、过电流控制电路、相序检测电路、保护器输出电路和电源电路。
上述装置线路，虽然有过载、断相、反相几种保护功能，一般能实现对电动机的保护，但仍然存在以下几个问题。①对于断相保护电路，它由电流互感器、速流电路、滤波器、分压器组成，通过上述电路检出的信号，先经过或门后加至保护器输出电路中电压的比较器，使得断相(及三相平衡)电路检出信号减小，灵敏度降低；②对于过电流保护环节，其差值积分器输出经电压比较器，再经或门加至后级电压比较器去驱动功率放大器，线路结构就比较复杂，影响其右靠性；③该线路以固定的输入安匝数为基础进行构思，在使用时碰到较小的电流场合时，要增加互感器初级绕组的匝数，碰到较大的电流如大于额定安匝数(7安匝)的场合，必须再外接电流互感器，将输入保护器的电流变到所允许的输入范围，这就给用户带来较大的不便，而且使设备成本上升；④由于采用差值积分器作为过电流保护的核心电路，这种电路需正负电源供电。
本实用新型的任务是设计一种功能齐全、线路比较简单并有故障显示的单电源电动机保护器，适应各种电动机在多种工况条件下的保护要求。
本实用新型的任务是这样完成的。(参照图2)1).在电气线路的总体结构上增设了过电压、短路、漏电等控制电路，增加其保护功能。而且改进部分电路设计，使断相(及三相不平衡)、过电流、短路等几种保护环节，都先经过电压比较器，再经或门输出直接驱动放大器工作，这样结构简化，线路流程清楚。
2).将断相(及三相不平衡)的三个相的检测信号分别直接加到三个电压比较器上，可提高灵敏度。
3).为了简化电路，采用单电源供电，设计了反转的正向输入差值比较器，输出差值比例放大信号，外接积分延时环节，再接电压比较器。
4).为了适应较大范围的安匝数，在最小安匝数至容量范围内的电流都可以使用，而只须将互感器次级绕组匝数为1匝。
5).本线路设计了故障显示电路，其中过电流显示信号取自差值比较放大器输出，直接加至电压比较器，在无电流时，差值比较放大器输出为零，此时正常运行灯亮，过电流指示灯不亮；当出现过电流时，其输出大于零，灵敏的电压比较器立即输出商电平，使正常运行灯熄灭，过电流指示灯点亮。由此较方便地监视过电流状态下的保护器工作情况。
经过重新设计的保护器，不但增加了功能满足用户要求，而且简化了线路，提高了可靠性，其制造成本也有所降低，使得电动机保护器在多种电机上使用变为可能。
本实用新型的构成和实施例以及工作过程，由以下附图给出(参考文献的电路框图也附上)
图1为现有技术《电子式电动机保护器控制装置线路》框图。
图2为本实用新型的线路框图。
图3为本实用新型的电气线路图。
参照图2，本实用新型的线路由以下电路构成1为信号检测电路，2为断相控制电路，3为过电流控制电路，4为运行、过电流控制电路，5为保护器输出电路，6为电源电路，7为过电压控制电路，8为短路控制电路，9为漏电控制电路。本实用新型采用的是单电源正电压供电，电原电路(6)的电压为正电压输出。上述电路的接配关系，在下面详细叙述。
参照图3，由电流互感器DH1、DH2、DH3和电阻R＊1、R＊2、R＊3、二极管D1～D9、电容器C1～C4组成信号检出电路(1)；由电阻R4～R15、二极管D10～D15、电容器C5～C7和集成运算放大器IC1／1～IC1／3、集成正或门IC3／1组成断相(及三相不平衡)控制电路(2)；由电阻R25～R36、电位器W2～W5、二极管D24、电容器C10、C11和集成运算放大器IC2／2、IC2／3组成过电流控制电路(3)；由电阻R25～R27、R18～R20、电位器W1、W2和集成运算放大器IC2／1组成短路控制电路(8)；由电阻R42～R46、电位器W6、电容器C12和集成运算放大器IC2／4组成过电压控制电路(7)；由电阻R
～R51、二极管D27～D31、电容器C13组成漏电控制电路(9)；由电阻R37～R41、集成运算放大器IC1／4、二极管D25、D26、三极管T3组成运行、过电流显示电路(4)；由变压器B1、二极管D19～D23、电容器C9、电阻R0、R24组成稳压电源电路(6)；由集成正式门IC3／2、电阻R23、电容器
、三极管T2、二极管D17和继电器J组成驱动执行电路。
上述电路的接配关系过电压控制电路(7)的输入端，通过电阻R26、电位器W2、D18与信号检测电路(1)相接，其输出端与保护器电路(5)相连；短路控制电路(8)的输入端，通过D18与信号检测电路(1)相接，其输出端与保护器输出电路(5)相连；漏电控制电路(9)它的输入端，通过二极管
与电动机外壳相接，其输出端与保护器(5)相连；过电流控制电路(3)的输入端与信号检测电路相接，其输出端与保护器输出电路(5)相连，还与过电流显示电路连接；运行过电流显示电路(4)除了与过电流控制电路(3)相接之外，还与断相控制电路(2)连接。
此外还需要说明，对于断相(及三相不平衡)控制电路，在被保护的电动机处于正常运行的情况下，电阻R4～R9的阻值设计得使当中的分压值为－0.05～－0.1伏，保证电压比较器IC1／1～IC1／3输出为“零”；当断相(或三相不平衡)发生时，对应的分压点之值变得大于0伏，电压比较器输出高电平，经或门IC2／1输出高电平，一方面驱动“断相”显示灯；另一方面推动驱动执行电路使继电器动作。
对于过电流控制电路(3)，在正常情况下，输入信号小于或等于由电位器W3整定的参考电压，差值比较器输出为“零”；如果输入信号大于参考电压，差值比较器的输出V＝K(Vλ－V参)，该电压经过R33、W4入C11组成的延时电路向C11充电，经过规定的延时时间后，C11上的电压达到由W5整定的电压比较器的参考电压，电压比较器IC2／3输出翻转为高电平，经或门IC3／2输出使驱动执行电路继电器动作。该控制电路(3)的供电电压控制在＋10伏。
在正常运行时，IC2／2输出为“零”，电压比较器IC1／4输出也为“零”，此时正常运行发光二极管D25发亮；当过电流出现时，IC2／2输出大于“零”，电压比较器IC1／4输出翻转为高电平，正常运行灯D25熄灭，而过电流故障指示发光二极管D26发亮。为便于实施，附上元件清单。
元件清单DH1～DH3磁环 R504.3KIC1、IC2LM324 R51510Ω
IC3CD4072 R1610KT1～T33DG201 R1715ΩD1～D9IN4004 R18、19100KD10～D152AP9 R20100ΩD16发光二极管 R214.7KD17IN4004 R229.1KD18IN4001 R239.1KD19～D22IN4004 R24390ΩD232CW60 R2551KD242CW58 R26100ΩD25发光二极管 R27调整用D26发光二极管 R26～R30100KD27～D29IN4007 R311MΩD30发光二极管 R32100ΩD312CW58 R33470KC1～C4CD11－22μf／50v R34～R35100KC5～C7CD11－10μf／16v R36100ΩC8CD11－2.2μf／16v R37、R38100KC9CD11－100μf／50v R394.7KC10CD11－2.2μf／16v R409.1KC11CD11－100μf／16v R414.7KC12CD11－10μf／16v R4220KC13CD11－47μf／16v R4310KR0～R3调整用 R44、R45100KR4、R6、R868K R46100ΩR5、R7、R933K R4810KR10－R15100K R495.6K
权利要求1.一种单电源集成化电动机保护器，由信号检测电路(1)、断相控制电路(2)、过电流控制电路(3)、保护器输出电路(5)、和反相检测电路和电源电路(6)组成，其特征在于它减去了反相检测电路，增设了以下几种电路，即由电阻R42～R46、电位器W6、电容器C12、集成运算放大器IC2/4组成的过电压控制电路(7)、由电阻R25～R27、R18～R20、电位器W1、W2和集成运算放大器IC2/1组成的短路控制电路(8)，由电阻R48～R51、二极管D27～D31、电容器C13组成的漏电控制电路(9)、由电阻R37～R41、集成运算放大器IC1/4、发光二极管D25、D26、三极管T3组成的运行、过电流显示电路(4)，上述电路的接配关系为过电压控制电路(7)的输入端通过R26、W2、D14与信号检测电路(1)相接，其输出端与保护器输出电路(5)相连；短路控制电路(8)的输入端通过D14与信号检测电路(1)相接，输出端与保护器输出电路(5)相连；漏电控制电路(9)的输入端通过D24与电动机外壳相接，输出端与保护器输出电路(5)相连；运行、过电流显示电路(4)的输入端与过电流控制电路(3)的IC2/2相接，保护器采用单电源正电压供电。
2.根据权利要求1所述的电动机保护器，其特征在于过电流控制电路(3)的供电电压控制在＋10伏。
3.根据权利要求1所述的电动机保护器，其特征在于信号检测电路(1)中的电流互感器次级绕组匝数为1匝。
专利摘要本实用新型涉及一种单电源的集成化电动机保护器，由信号检出电路1、断相控制电路2、短路控制电路8、过电流控制电路3、过电压控制电路7、漏电控制电路9、过电流显示电路4、保护器输出电路5及电源电路6组成。在发生过电压、过电流、短路、断相、漏电时，由信号检出电路及相应的电路取出信号，通过保护器输出电路实现保护。本保护器还设有运行过电流显示。本实用新型结构简单、功能多、造价低、性能好、可靠性高。
文档编号H02H7/09GK2059776SQ89216690
公开日1990年7月25日 申请日期1989年9月16日 优先权日1989年9月16日
发明者江世椿, 范则富 申请人:苍南县自动化仪器厂