专利名称：自检矩阵式多功能电机保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自检矩阵式多功能电机保护装置，是属于电机电器设备的紧急保护和随机保护装置。它包括电源变压器、印刷逻辑工作电路、继电器和用于对电机电流进行随机检测的小型电流传感器及具有漏电保护功能的断路器。
目前国内广泛应用于电机的保护装置大致可以分为以下两类一、过热继电器保护装置，这种以温升检测信号确定电机设备的保护范围，其最大缺点是延时时间长，不能适用于各种环境，并且容易失误，检测精度误差大，不能适用于精度较高设备的保护。
二、电流互感器电子保护装置，它主要的功能为以检测过电流信号控制电子开关驱动继电器动作，以实现断电的目的。
目前虽然国内已经出现多种新式小型的多功能保护器，但仍有下述不足1、它们在实际使用中为被动式保护方式，这种保护方式在保护器本身出现故障时不能控制电机电器设备各种启动和工作状态，仍会有使设备重新启动的机会，并重复使设备事故扩大直至设备损坏。
2、它们没有供电自动跳闸信息，不能使设备在发生故障时使供电系统与设备之间有明显的断开点。
3、未能将漏电保护功能，跳闸动作与电机保护值大小结合起来并集中使用。
4、保护范围过于窄小，过电流能力低。
5、配接连线多，调试过于复杂。
本实用新型的目的在于提供一种具有通用性特点，且性能可靠，调解精度高，保护范围宽，安装调试简单灵活，主动式自检式工作方式，可单机使用，又可多机或生产线使用的多功能电机保护装置。
本实用新型的目的是通过以下技术措施来实现的本实用新型包括电源变压器、稳压和欠过电压保护功能电路、印刷逻辑工作电路板、继电器和用于电机电流取样检测的微型电流传感器，以及具有漏电保护功能的断路器DK所组成。
它有六个分为两组的电流传感器，其中L1、L2、L3为缺相和主控信号传感器，L4、L5、L6为过载、过流、堵转、短路和矢量缺相传感器，它们分别由电动机三相负荷线穿过磁环作为电流传感器的初级、次级绕组绕于磁环上。
电流传感器L1、L2、L3次级绕组分别接于各自的整流、滤波、提压电路，它们分别接于电子开关电路BG1、BG2、BG3经二极管组成“与门”电路、输至一级反相器IC7后触发一开关集成电路IC4，在开关集成电路的输出端串接一继电器J1线圈。
电流传感器L4、L5、L6次级绕组通过各自的整流、滤波、提压电路共同为一个“或门”电路提供输入信号，该“或门”输入输出值的比例、通过装在电路板上两个电位器W1、W2调解；W1接至开关集成电路IC5的一控制端，W2接至一个“与非门”集成电路IC82的一个输入端，输出端接至开关集成电路IC5的另一个控制端，开关集成电路IC5的输出端接继电器J2的线圈，该继电器的一组常闭点J2－1接在主控信号线与地之间。
在上述“c”中的“与非门”IC82的输入端还有一路来自延时电路的方波信号，该信号经一级反相器IC81送至IC82。
在开关集成电路IC5的输出端还接有一具有延时功能的开关电路IC6，在IC6的输出端接有一微型继电器J3的线圈。
电流传感器L1、L2、L3检测信号经整流滤波提出送至电子开关电路BG1、BG2、BG3，经二极管“与门”和一级反相器，高电平触发开关集成电路IC4，使继电器J1吸合。
电流传感器L4、L5、L6检测信号经整流滤波提压后送至D9、D10、D11二极管组成的“或门”电路经W1、W2调节。当W1输出高电平时IC5截止，此时，继电器J2不吸合，W2输出信号与由延时电路IC3输出的方波信号经一极反相器IC81后都为低电平时，IC82输出高电平至开关集成电路IC5二控制端，此控制端为高电平时IC5导通，J2吸合。
在IC4、IC5动作而还没有断掉装置和设备电源时，微型继电器J3吸合，立刻发出跳闸信息。
本实用新型的优点或积极效果是1、它由三个结构相同的一组电流传感器检测电机的缺相信号，即电机无电流信号不能开车，自我系统损坏不能开车，克服了目前国内流行的同类产品被动保护方式所存在的致使缺点。
2、它由三个结构相同的一组电流传感器检测电机的过载、过流、过欠电压、矢量缺相信号而形成一独立的工作系统，与主控信号系统不产生干扰，但又能控制主控信号系统，只要所保护的范围出现任何故障，保护装置就动作，因而可达到自动停车、断电保护、跳闸保护功能。
3、本装置在电源部分设有过欠电压保护集成开关电路，当电源出现过欠电压时可自动切断装置电源。
4、本装置可以分为几个档次，可对0.3－300千瓦以内的电机进行可靠的保护。
5、通过对电器件的严格选择，可使其在低温－40℃－＋40℃，相对湿度达90±3％条件下正常工作。密封和防潮性能好。
6、有很好的防干扰作用。并且在市电380V±20％波动范围内可正常工作。
7、对不同的保护对象，依据自身特性不同，可适当方便的整定延时时间(调节R6，即可)。
8、对电机在任何状态下的启动和运行过程进行检测控制，不回避保护功能。
如下图1为电机保护装置的整体结构剖视图。
图2为电机保护装置结构剖视图的左视图。
图3为电机保护装置的外型图。
图4为电机保护装置的电路原理图。
以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步叙述本实用新型分为五个基本产品型号，可分别适用于额定功率为0.3－3.0千瓦、3.0－10千瓦、10－30千瓦、30－55千瓦、55－100千瓦。100千瓦－300千瓦以上可根据用户要求制作。
如图1、2所示，壳体内装有电源变压器5，具有三组接点的继电器6和微型继电器11，电流传感器2、印刷逻辑工作电路板1和3。在侧面有电源和信号输出接线端子7。
图3展示的是本实用新型的外型结构。电机三相负荷线穿过过线孔4。指示灯12为两个，一个为延时指示，一个为正常工作指示。打开盖9上的两个固定螺丝13将盖取下对接线端进行配接线路和调机。调机只要调解图1中电路板上的两个电位器10即可。两个电位器一个进行启动值保护、一个进行额定值保护。接线端子7为8个线，其中1、2为装置电源线并接于所要保护线路接触器线圈的两端。3、4为继电器触点串接于主回路交流接触器线圈供电回路的自锁线上。5、6为继电器的另一组接点为备用接点或扩展用或报警用。7、8为跳闸信息输出。安装时可用螺丝通过安装孔14与配电盘板紧固在一起。
图4展示的是工作原理图，其中L1、L2、L3、L4、L5、L6都是用于分别检测各单相线电流状态的电流传感器次级绕组，它们各自整流滤波提压电路的器件和结构相同。L1、L2、L3为一组，其功能是检测各相电流的有无，其值只要满足于BG1－BG3开关电路的工作状态即可。当电机启动时，接触器C吸合，同时使得保护装置得电进入工作状态。此时电机电流信号经L1、L2、L3采样整流滤波提压后为BG1、BG2、BG3提供偏置电流使之饱和导通。在集电极输出低电平经D6、D7、D8组成的“与门”电路和一级反相器IC7后输出高电平。此高电平直接触发IC4集成开关电路导通，其阀值电平为1.6V－5V，使继电器J1吸合完成接触器C的自锁状态。电机启动运行完成了主控制过程。在电机启动和运行过程中如果电源系统出现缺相，则相对的某一传感器无信号电平BG1－BG3中某一开关电路截止，使IC7的输入端为高电平，输出端为低电平使IC4截止，继电器J1释放，断掉C接触器的自锁状态，使电机设备在电源系统缺相情况下一是不能开车，二是在运行中及时停车使电机得到保护。
另一组三个相同的电流传感器L4、L5、L6其功能是检测各相电流的大小。检测电流信号电平经整流滤波提压后经或门电路共接于一点由W1、W2并联并分压后分两路输出。W1分压抽头输出直接输至IC5的一控制端，阀值电平为1.6V，当W1经调整输出高于1.6V时IC5截止，继电器J2释放，其常闭点J2－1闭合将主控信号短路掉，使IC4截止J1释放，断掉C接触器的自锁状态。此过程为电机的启动保护过程。W1的抽头值调整在电机额定电流的2－7倍上。当电机在启动过程中或者在运行中突然出现高于启动电流值时，IC5立即截止给予可靠的保护。
W2输出为额定值保护，但是这个保护必须在电机启动过程结束后才可以进入保护状态。其过程是开机使装置得电，时基电路IC3输出一个幅度为3V，时间在0－60秒之间可调的方波信号电平。此电平经一级反相IC81后为低电平，此电平至IC82的一端，将此“与非门”封死使输出端为高电平触发IC5的二控制端，IC5导通、微形继电器J2吸合其常闭点J2－1打开保证主控信号的工作状态。当电机启动过程结束后，时基电路IC3方波输出结束，经一级反相器后为高电平。这时IC5的工作状态取决于W2的输出电平是高还是低。如果是高电平则IC5截止，反之导通。所以在电机启动过程结束后而进入额定运行状态后，如果电机出现堵转、过载、过流、或电机内部缺相时(如△式接法)其W2抽头所截取的电流比例信号必然超过原额定整定值信号出现高电平使IC5由导通状态转为截止状态，继电器J2释放，其常闭点闭合，使主控信号被短路掉，IC4截止、J1释放断掉接触器C的自锁状态，电机得到保护。在W1、W2抽头端对地间的电容C5、C6是起防干扰作用的。若混入较窄的高电平干扰信号时，两个电容将滤除它，以避免引起IC5的误动作。
若电机出现某种故障，如短路事故而使接触器C的主接点发生粘连而跳不开时，也必然使本装置电源断不开，此时又在保护状态，则IC5、IC4必然截止在其输出端出现高电平，此高电平输至IC6开关集成电路使之由截止状态转为导通状态。微型继电器J3吸合，发出跳闸信息。漏电保护断路器在接到跳闸信息后立即模拟漏电状态驱动跳闸机构动作，使供电系统被切断，设备和人员得到保护。当设备发生漏电时及时切断电源，不允许在漏电状态下工作。
在电路中IC1为HO7812三端稳压电路，其输出为12V。IC2为欠过电压保护电路，以保证装置在非正常供电时切断装置电源。IC2为大功率集成开关电路TWH8778。
权利要求1.一种自检矩阵式多功能电机保护装置，它包括电源变压器、稳压和欠过电压保护功能电路、印刷逻辑工作电路板、继电器和用于电机电流取样检测的微型电流传感器，以及具有漏电保护功能的断路器DK组成，其特征在于a、有六个分为两组的电流传感器，其中L1、L2、L3为缺相和主控信号传感器，L4、L5、L6为过载、过流、堵转、短路和矢量缺相传感器，它们分别由电动机三相负荷线穿过磁环作为电流传感器的初级、次级绕组绕于磁环上；b、电流传感器L1、L2、L3次级绕组分别接于各自的整流、滤波、提压电路，它们分别接于电子开关电路BG1、BG2、BG3经二极管组成“与门”电路、输至一级反相器IC7后触发一开关集成电路IC4，在开关集成电路的输出端串接一继电器J1线圈；c、电流传感器L4、L5、L6次级绕组通过各自的整流、滤波、提压电路共同为一个“或门”电路提供输入信号，该“或门”输入输出值的比例、通过装在电路板上两个电位器W1、W2调解；W1接至开关集成电路IC5的一控制端，W2接至一个“与非门”集成电路IC82的一个输入端，输出端接至开关集成电路IC5的另一个控制端，开关集成电路IC5的输出端接继电器J2的线圈，该继电器的一组常闭点J2-1接在主控信号线与地之间；d、在上述“c”中的“与非门”IC82的输入端还有一路来自延时电路的方波信号，该信号经一级反相器IC81送至IC82；e、在开关集成电路IC5的输出端还接有一具有延时功能的开关电路IC6，在IC6的输出端接有一微型继电器J3的线圈。
2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于电流传感器L1、L2、L3检测信号经整流滤波提出送至电子开关电路BG1、BG2、BG3，经二极管“与门”和一级反相器，高电平触发开关集成电路IC4，使继电器J1吸合；电流传感器L4、L5、L6检测信号经整流滤波提压后送至D9、D10、D11二极管组成的“或门”电路经W1、W2调节，当W1输出高电平时IC5截止，此时，继电器J2不吸合；W2输出信号与由延时电路IC3输出的方波信号经一极反相器IC81后都为低电平时，IC82输出高电平至开关集成电路IC5二控制端，此控制端为高电平时IC5导通，J2吸合。
3.根据权利要求 1、2所述的保护装置，其特征在于在IC4、IC5动作而还没有断掉装置和设备电源时，微型继电器J3吸合，立刻发出跳闸信息。
专利摘要本实用新型涉及了一种自检矩阵式电动机保护装置，它包括电源变压器、稳压和欠过电压保护功能电路、印刷逻辑工作电路板、继电器和用于电机电流取样检测的微型电流传感器。该装置将过载、堵转、缺相、过欠电压、短路保护功能集一体。且保护值可调，与具有漏电保护功能的断路器联接起来构成一种保护功能完备的电机紧急保护装置。该装置具有广泛的通用性、互换性、可靠性。它不仅可以单机使用，也可以多机使用。对不同的被保护对象进行可靠的保护控制。
文档编号H02H7/08GK2106433SQ9122243
公开日1992年6月3日 申请日期1991年11月2日 优先权日1991年11月2日
发明者范顺泉 申请人:范顺泉