专利名称：控断和取电电路及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力的发电、变电或配电技术中的紧急保护电路装置，是一种对偏离正常电工作情况的不希望有的变化直接起反应的自动断开紧急保护电路装置。还涉及基本电气元件中的电开关、继电器，是一种电开关的电路装置;或者说是一种非适用于继电器特定用途的，用于获得所需工作特性或提供激磁电流的电路装置，具体地说，是一种用来改进继电器操作的、产生继电器延时动作的电路装置。
现有的定时(延时)、程控、及故障保护装置中所采用的控制通断等动作的电路中均需要设置带变压器及复杂的稳压电路的电源，而且还需在外部设置专用的线路与电源相连，不仅消耗电能，增加了装置的体积和安装难度，而且还需根据不同的电压场合，不同的电设备功率等设计和选择不同的电路结构方案，电路复杂，适应性差，成本也较高。而且还存在工作的可靠性问题。
本发明的目的是提供一种体积小、成本低、适应性好、性能稳定、工作可靠的控断和取电电路及其应用。
本发明的技术解决方案是一种控断和取电电路，具有与现有技术完全不同的设计;有一个与两个串联于外部交流接触器线圈上的接线端相接的整流电路，整流电路后接有稳压控制电路，一个继电器与稳压控制电路相接，继电器受一个与外部控制信号产生电路相接的放大器控制，继电器的一个常闭触点接在稳压控制电路中，稳压控制电路输出还由输出接点外接。
本发明中的稳压控制电路中包括一个可控硅，可控硅的控制极接有一个三极管，三极管受一个稳压管的控制，继电器的常闭触点位于可控硅与三极管之间。当然，稳压控制电路也可采用其他合适的电路结构形式。
一种应用了前述控断和取电电路的三相异步电机通用保护器，包括用于采样的三相电流互感器，其与现有技术的不同之处是有三组放大及整流电路分别接受三相电流互感器送出的信号，放大及整流电路将信号送至信号比较电路，信号比较电路输出信号经一脉冲形成电路控制控断和取电电路，控断和取电电路为其余电路提供所需电源。
本发明中的信号比较电路包括过载信号比较器和断相信号比较器。当然，也可是其中一种信号比较器或还包括其他信号比较器。
本发明中的断相信号比较器输出端接有抗干扰电路。过载信号比较器输出信号与一个启动电流避让电路输出信号相与后接脉冲形成电路。当然，上述电路结构形式也可用其他合适的电路结构形式替代。
本发明中的放大及整流电路包括与电流互感器相接的放大电路，及接在放大电路之后的整流电路。当然，放大及整流电路也可采用其他合适的电路结构形式。
本发明中的启动电流避让电路中包括一个电压比较器，电压比较器的一个输入端接有一个RC充电回路和二极管放电回路，电压比较器的另一个输入端接有一个提供比较器电压基准的稳压电路。当然，也可采用其他合适的电路结构形式。
本发明的优点是体积小、电路结构简单，性能稳定、适用范围广，可用于定时(延时)、程控、及各种故障保护电路装置中，安装使用方便，不论电压大小、电器设置的功率大小，均可适用。与现有技术相比，不需另设专门的电源线路，外部接线少，耗电小。具有高可靠性和高抗干扰能力。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明
图1为本发明的一种控断和取电电路结构示意图。
图2为应用本发明的控断和取电电路的三相异步电机通用保护器电路原理框图。
图3为应用图1的控断和取电电路的三相异步电机通用保护器电原理图。
图1描述了本发明的一种控断和取电电路。二极管D1、D2、D3、D4组成了一个桥式整流电路。接点A、B用来串联于控制外部电器或线路等通断的交流接触器的吸引线圈回路中。在交流接触器吸合的瞬间，电容器C1上无电荷。接点A、B两端间呈短路状态，交流接触器顺利吸合，吸合后，电容器C1上充得一定的电压，当该电压超过稳压二极管W1的稳压阀值时，三极管BG1导通，继而可控硅TD导通，给电容器C1的充电停止，交流电流的后半周到来时，重复上述过程，从而电容器C1上有一稳定的直流电压。当外部控制信号令继电器J吸合时，继电器J的常闭触点JK开路，而由于可控硅TD的过零断开的特性，触点JK在断开时将不产生火花，因此继电器J的体积可小于现有技术中采用的继电器，而使用寿命却更长。压敏电阻RY是用于保护可控硅TD。电路中还包括二极管D5，电阻R1等。由于上述控断和取电电路的作用，在交流接触器吸合后，交流接触器线圈的维持吸合的电压比实际的供电电压要偏低几伏，由于交流接触器的吸合电压远大于释放电压，适当减小线圈的寿命。由此可见，该控断及取电电路产生了交流接触器延寿所希望的压降，并且该压降提供给其后的保护器、定时(延时)器，控制器等电路，整个电路因此比现有技术中所采用的供电电路要简单、小巧得多，而且省去了外部的供电线路，也不消耗额外的电能，还可应用于不同的工作电压环境。
图2描述了应用控断和取电电路的三相异步电机通用保护器的工作原理。接线端A、B是其唯一的两个外部接线端，它既负责在发生故障时自动断开控制电机通断的交流接触器的吸引线圈，又用于在电动机运行时提供整个保护器所需的电能。三个电流互感器分别穿套着电机的三相线，与三个电流互感器分别相连的是三个阶梯式放大及整流电路，三个阶梯式放大及整流电路经一个模拟“与”门接断相信号比较器，再经抗干扰电路接脉冲形成电路，脉冲形成电路接控断及取电电路。三个阶梯式放大及整流电路还经一个模拟“或”门接一个过载信号比较器，其输出信号和一个启动电流避让电路的输出信号经一个“与”门送至脉冲形成电路。
整个电路的工作原理是当电动机启动后，保护器得电开始工作，在电动机还处于启动状态时，由于启动电流避让电路的作用，过载保护暂不工作，而断相保护电路则开始工作，电动机的三相电流经三个电流互感器检出送给阶梯式放大及整流电路，三路输出经模拟“与”送断相信号比较器，当有断相故障发生时，模拟“与”输出电平极小，断相信号比较器有输出，并经抗干扰回路到脉冲形成电路，然后使控断和取电电路成开路状，交流接触器随后动作，电动机断电被保护。如果没有断相故障发生，则断相比较器无输出，放大整流输出的三路信号经模拟“或”送过载信号比较器，当发生过载时，该过载信号比较器有输出，也经脉冲形成电路实现电动机的断电保护。
图3描述了应用本发明的控断和取电电路的三相异步电机通用保护器的实例。由二极管D1、D2、D3、D4、D5、W1，可控硅TD、三极管BG1、BG2，继电器J，电阻R1、RY，电容C1等组成了控断和取电电路，三个电流互感器L1、L2、L3用来检出故障电流，分别由集成电路IC5、IC6、IC7及附属元件组成了三个阶梯式放大器，由集成电路IC4及附属元件组成了断相信号比较器，由集成电路IC3及附属元件组成了过载信号比较器，由集成电路IC2及附属元件组成了脉冲形成电路，由集成电路IC1及附属元件组成了启动电流避让电路。电路中的其他元件包括电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、R27、R28、R29，电容C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C41，二极管D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15、D16、D17、D18、D19、D20、D21、D22、W2、W3、W4、W5、W6、W7等。集成电路IC1-IC7采用二块四运放(MC324)，当然，也可代之以其他合适型号的集成电路元件。
由于本发明保护器中的取电电路串联于交流接触器线圈回路中，其电源的有无与电动机的运行与否是同步的，因此采用了完全不同于现有技术的由电源形成而触发延时的电路，实现了自动避让启动电流的目的，使过载保护功能既灵敏又可靠。为了减小电流互感器的体积，降低成本，本实例的电流检出电路采用了先放大后整流的电路方案。为了使本发明能对不同功率的电机都同样具有可靠的断相保护功能，电流信号放大电路采用了阶梯式放大电路，过载保护敏度也有很宽的调整范围。
使用本实例的保护器时，只需将接电机的三相电源线从保护器的三个检测孔(电流互感器)中穿过，然后将两个引线串联于交流接触器线圈回路的任一位置即可。为了保证过载保护的灵敏度和可靠性，先调电阻R8使灵敏度最低，然后启动电机，在可能的最大负荷状态下调节电阻R8到保护动作为止，然后反向微调少许。
权利要求
1.一种控断和取电电路，其特征在于有一个与两个串联于外部交流接触器线圈上的接线端相接的整流电路，整流电路后接有稳压控制电路，一个继电器与稳压控制电路相接，继电器受一个与外部控制信号产生电路相接的放大器控制，继电器的一个常闭触点接在稳压控制电路中，稳压控制电路输出由输出接点外接。
2.根据权利要求1所述的控断和取电电路，其特征在于稳压控制电路中包括一可控硅，可控硅的控制极接有一个三极管，三极管受一个稳压管的控制，继电器的常闭触点位于可控硅与三极管之间。
3.一种应用权利要求1所述的控断和取电电路的三相异步电机通用保护器，包括用于采样的三相电流互感器，其特征在于有三组放大及整流电路分别接受三相电流互感器送出的信号，放大及整流电路将信号送至信号比较电路，信号比较电路输出信号经一脉冲形成电路控制控断和取电电路，控断和取电电路为其余电路提供所需电源。
4.根据权利要求3所述的三相异步电机通用保护器，其特征在于信号比较电路包括过载信号比较器和断相信号比较器。
5.根据权利要求4所述的三相异步电机通用保护器，其特征在于断相信号比较器输出端接有抗干扰电路。
6.根据权利要求4所述的三相异步电机通用保护器，其特征在于过载信号比较器输出信号与一个启动电流避让电路输出信号相“与”后接脉冲形成电路。
7.根据权利要求3或4、5、6所述的三相异步电机通用保护器，其特征在于放大及整流电路包括与电流互感器相接的放大电路，及接在放大电路之后的整流电路。
8.根据权利要求6所述的三相异步电机通用保护器，其特征在于启动电流避让电路中包括一个电压比较器，电压比较器的一个输入端接有一个RC充电回路和二极管放电回路，电压比较器的另一个输入端接有一个提供比较器电压基准的稳压电路。
全文摘要
公开了一种控断和取电电路及其应用。控断和取电电路中有与串联于交流接触器线圈上的外部接线端相连的整流电路，整流电路后为稳压控制电路、继电器，继电器受与外部控制信号相接的放大器控制，稳压控制电路输出外接。应用了上述电路的保护器中有电流互感器，三组放大及整流电路接电流互感器，放大及整流电路接信号比较电路，信号比较电路经一脉冲形成电路接控断和取电电路，控断和取电电路为上述电路提供电源。
文档编号H02H7/085GK1074560SQ9211526
公开日1993年7月21日 申请日期1992年12月22日 优先权日1992年12月22日
发明者徐洪 申请人:徐洪