专利名称：三相异步电动机安全保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种在电力托动系统中，对三相异步电动机在过载、断相、短路工作状态下，实施安全保护的装置。
目前，普遍采用的电动机保护装置，大都是热继电器保护装置，是利用电动机出现故障后的温升，使双金属片弯曲，从而推动机构动作的电器，它的整定调整装置是通过凸轮位置的改变，调整推杆的起始位置和反力弹簧的弹力，来调整整定电流的，这种保护装置的缺陷是整定电流调节范围窄，不准确和校正复杂，启动时间较短，不适合重载启动，短路保护不可靠，不能对密接通断，正反转运行和反接制动工作条件下的电动机实施保护。
本使用新型的目的是采有用新的电子技术解决三相异步电动机在长期工作制，密接通断，正反转运行和反接制动工作条件下的安全运行，同时具有整定电流调节，校正简便，电流调整范围大，灵敏度高，启动时间长，动作可靠等特点，克服了现有技术上的缺陷。
本实用新型的技术方案是通过电流互感器在电动机的任意二相上采样，电流经采样电阻产生压降，经二极管整流后对阻容延时电路充电产生直流延时比较电位，再与整定电流基准电位进行比较，经二级运算放大器放大后推动执行继电器工作，对电动机进行保护。其方案由四部分组成。
一、电源电路单元通过电源变压器将220伏交流电降压至12伏，经整流滤波后为继电器直流电源，再经稳压管稳压后作为集成电路电源。
二、检测电路单元由2个穿心式结构的电流互感器，二次线圈的电流通过取样电阻后产生一个取样电压，经二极管整流和阻容延时电路，将取样电压送入集成电路LM324的第α9脚、α13脚，运算放大器的反相输入端，该点电压的大小随电流互感器二次线圈电流的大小变化，也反映电动机相电流的大小，同时也是电压比较器的控制电压。
三、信号处理电路单元该电路单元采用运算放大器作为电压比较器，与基准电压进行比较和放大，将信号送至与门电路使其输出电位控制执行电路单元的三极管的导通和截止，再使继电器控制电动机的运转，根据电动机额定电流的大小，用电位器调整其整定电流，以便适应各种不同规格，不同运行状态的电动机达到安全保护的目的，还装有电源指示灯。
四、执行电路单元该电路单元由限流电阻、放大三极管、继电器和故障指示灯组成。
电动机发生故障、故障指示灯亮，信号处理电路单元输出高电位至放大三极管基极使管子导通，则继电器工作，常闭触点打开，电动机停止工作，达到保护目的，常开触点闭合自锁，保证故障排除后再重新启动保护器和电动机。
上述四个电路单元装在一块印刷电路主机板上，外电路的连接通过装在接线板上的接线端子联接。
附图1为三相异步电动机安全保护器电路图。
附图2为三相异步电动机安全保护器结构示意图。
附图3为三相异步电动机安全保护器外壳及面板图。
其中1底座，2电源变压器，3A相支架，4LHA电流互感器，5C相支架，6LHc电流互感器，7电位器，8电源指示灯，9故障指示灯，10主机板，11执行继电器，12刻度盘，13指针旋钮，14机箱外壳，15指示灯窗口，16端子接线板，17接线端子孔。
结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步描述。
由于电动机超负荷、断相、短路而引起烧毁的原因很多，而实质都是相同的，其原因是至少二相电流超过额定电流，运行时间超过允许过负荷时间，通过试验检测，在三种故障状态下电动机三相电流中，任意二相电流其中会有一相电流超过其额定值，基于上述分析，电动机保护器在一块印刷电路板上，安装有四个电路单元予以实施。
一、电源电路单元电源变压器B将220伏交流电降压至12伏，由D6半波整流，C3滤波产生12伏直流电压作为继电器电源，经R12和DW稳压后为LM324集成电路供电，电源供电后FD1指标灯亮。
二、检测电路单元电流互感器LHA、LHC为穿心式结构，二次线圈的电流，在R1和R4上产生压降，为取样由压，经二极管D1、D2整流，经延时电阻R3、R6，经延时电容C1、C2充电，将取样电压VA、VB送至LM324的α9、α13脚，分别为YF1、YF2的反向输入端，VA、VB为运算放大器的控制电压，电动机相电流大时，VA、VB也增大。
三、信号处理电路单元信号处理电路单元，是将检测电路单元的信号电压VA、VB，经过电压比较器处理后启动控制电路单元的执行继电器工作状态。
电压比较器由W、R7、YF1、YF2、D3、D4、R8、R9、R10、R11和YF3组成。
W的中心抽头E点接在YF1和YF2的同相输入端α10、α12脚。
R8、FD1、W和R7组成整定电流的调整部分，YF1、YF2作为电压比较器的第一级放大，YF3为第二极放大，R10、R11为YF3输入的基准电位，分压点为D，接在YF3的同相输入端α5、D3、D4、R9组成与门电路。YF1、YF2输入端为该与门的输入端，该与门输出端为C点，接在FY3的反向输入端α6脚。
根据电动机不同规格型号保护电流的大小，调整W使其达到整定电流的允许值，VE为整定电压是YF1、YF2的同相输入端。
电动机在正常工作状态下，检测电压VA、VB低于整定电压VE，YF1、YF2的输出端都为高电位，与门电路输出端VC为高电位，VC电位高于VD电位，YF3同相输入端α5电位低于反相输入端α6电位，YF3输出低电位，此时VF电位近似于零。
若电发动机发生故障，VA或VB中至少有一个高于整定电压VE则YF1、YF2至少有一个反相输入电位高于同相输入电位，YF1和YF2至少有一个输出电位很低，与门输出VC低电位，YF3的同相输入电位VD就高于VC电位，则输出电位VF为高电位，VF的高电位，使三极管BG导通，VF的低电位，使三极管BG截止，通过VF电位的高、低控制执行电路单元的工作状态。
四、执行电路单元由限流电阻R13、R14放大三极管BG，执行继电器J，故障指示灯FD2，二极管D5组成。
执行继电器的常闭触点J2串接在控制电机的接触器线圈回路上，常开触点J1并接在BG的集电极和发射极之间。
电动机正常工作时，电压比较器输出的电位VF近似为零，三极管BG截止，执行继电器J不吸合，常闭触点J2仍然闭合，故障指示灯不亮。
若电动机发生故障，流过保护器的电流大于整定电流，并超过了允许的负荷时间，此时电压比较器输出端VF为高电位，经限流电阻R13，使BG导通，执行继电器J工作，工作电压为13V，常闭触点打开，接触器线圈断电，电动机停止工作，FD2灯亮，发出故障指示，D5为放电回路，防止产生高压损坏三极管和集成电路，常开触点J1闭合自锁，保证故障排除后，再重新启动保护器。
考虑到批量生产时，元器件参数的误差，为使保护器可靠地工作，规定流过保护器的电流是整定电流的1.025倍时，执行继电器保证工作。
根据电动机允许超负荷时间的大小，调整C1、C2的参数，使保护器的启动不超过允许过荷时间。
3～11KW的电动机负载线穿到该保护器电流互感器中1圈；1.2～2.2KW为2圈；0.6～1.1KW为4圈，电流互感器磁环外径为32mm，内径为18mm。
电源变压器(2)，A相支架(3)，C相支架(5)，执行继电器(11)，主机板(10)装在底座(1)上。
在A相支架(3)上装有LHA电流互感器(4)。
在C相支架(5)上装有LHC电流互感器(6)。
整定电流调整用电位器(7)、电源指示灯(8)，故障指示(9)安装在主机板(10)上，在带有板面的机箱外壳(14)上装有刻度盘(12)，指针旋钮(13)还有指示灯窗口(15)和端子接线板(16)，机箱外壳(14)用螺钉紧固在底座(1)上，刻度盘上(12)指示值为整定电流值。(一)～(四)个电路单元，除电源变压器(2)、A相支架(3)、LHA电流互感器(4)、C相支架(5)、LHC电流互感器(6)，执行继电器(11)外，其余电子元器件均焊装在主机板(10)上。
本实用新型的优点在于克服了现有技术的缺陷，使电动机在长期运行状态下，能得到可靠的保护，适应在长期工作制，间断工作制，反复短时工作制、密接通断、正反转运行和反接制动工作条件下的三相异步电动机，具有整定电流调节范围大，校正简便，灵敏度高，安装方便，体积小，重量轻等优点，经使用后，有良好的社会和经济效益。
权利要求1.一个由底座(1)、电源变压器(2)、A相支架(3)、C相支架(5)、电位器(7)、电源指示灯(8)、故障指示灯(9)、执行继电器(11)、刻度盘(12)、指针旋钮(13)、机箱外壳(14)、端子接线板(16)组成的三相异步电动机安全保护器，其特征在于在主机板(10)上装有(一)～(四)个电路单元的电子元器件，其中，电源变压器(2)、A相支架(3)、C相支架(5)、执行继电器(11)、装在底座(1)上。
2.如权利要求1所述的三相异步电动机安全保护器，其特征在于在A相支架(3)上装有LHA电流互感器(4)；在C相支架(5)上装有LHC电流互感器(6)。
3.如权利要求1所述的三相异步电动机安全保护器，其特征在于在主机板(10)的电路单元(二)上装有LM324集成电路块。
专利摘要本实用新型是一种在电力拖动系统中，对三相异步电动机在过载，断相、短路工作状态下，实施安全保护的装置。其优点是适应在长期工作制、间断工作制、反复短路工作制、密接通断，正反转运行和反接制动工作条件下的三相异步电动机，整定电流调节范围大、校正方便、灵敏度高、安装方便。使电动机在长期运行状态下能得到可靠的保护。
文档编号H02H7/09GK2241406SQ9521868
公开日1996年11月27日 申请日期1995年7月28日 优先权日1995年7月28日
发明者季希斌 申请人:季希武