专利名称：电机保护开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机保护开关，特别是提供一种适于农村电力系统中井泵电机用的安全保护装置。
当前在农电供电系统中，由于农村用电设备的迅速增加，导致供电变压器容量不足、电网电压低、波动幅度大、三相电之间电压严重不平衡，断相，过电流而引起的井泵电机损失。而目前农村井泵电机普遍采用刀开关配合熔断器直接起动，或者带有热继电器的磁力起动器作为电机保护开关，存在的缺陷是经常发生断相或因电压过低而不能正常起动，更不能可靠有效的保护电动机，并且增加了隐患。
本实用新型的目的在于提供一种适用于农电供电系统中井泵电机保护开关，以克现有技术的缺陷，实现在农电系统中因断相、电网电压不稳、过流等情况下使井泵电机得到可靠、有效地保护。
达到上述目的采用的技术方案为这种电机保护开关，包括有箱体及箱体内设置的在三相电网与负载电机之间电连接的断路器，其特征在于箱体内还设置有控制断路器分励脱扣线圈工作状态的电机保护控制电路，该电机保护控制电路具有分别设置在三相电中任意两相上且相同的两路电磁感应式电流电压变换器；由两路信号采样电路构成的采样电路单元；两路比较电路构成的信号处理单元；及稳压电源电路单元；其中每路电流电压变换器的两输出端的一端经采样电路电连接于比较电路的信号输入端，另端经稳压电源电路电连接于比较电路的域值输入端；两路比较电路的输出端经或非门电路单元与延时抗干扰电路单元电连接，延时抗干扰电路单元输出端与功放电路单元及其负载可控硅控制端电连接，可控硅由连接于断路器与负载电机连接的三相电的断路器跳闸电源供电，可控硅输出端与断路器的分励脱扣线圈电连接。
本实用新型的目的在于提供一种适用于农电供电系统中井泵电机保护开关，以克现有技术的缺陷，实现在农电系统中因断相、电网电压不稳、过流等情况下使井泵电机得到可靠、有效地保护。
图1为本电机保护开关外形图。
图2为本电机保护开关的构造示意图。
图3为本电机保护开关的电原理方框图。
图4为本电机保护开关的电路图。
以下结合附图结出的实施例进一步描述。
参电图1给出的本电机保护开关外形图，它包括有箱体(1)、箱体(1)内装有断路器(2)、箱体(1)上还固定有接线端子(3)。
参见图2，电网三相电分别通过接线端子(3)的A、B、C、三个接线柱接入断路器(2)的三个电源输入端A′B′C′，同时电网三相电的A、B两相导线分别作为电流电压变换器(I1)和(I2)中铁芯(4)、(5)的一次绕阻，即将A、B两相导线分别贯穿于铁芯(4)、(5)的窗口内；铁芯(4)、(5)上还分别缠绕有二次绕组(L1)、(L2)，二次绕组的导线端头分别作为电流电压变换器(I1)、(I2)的输出端与电机保护控制电路板(6)电连接，电路板(6)上设置有电机保护控制电路，该控制电路的输出端电连于断路器的分励脱扣线圈(LT)。
参见图3，本电机保护开关电路包括电连接于电网三相导线A、B、C与负载电机(7)之间的断路器(2)，该断路器(2)可采用市售DZ15LD、DZ15系列产品；包括设置在三相A、B二相的两个相同的电磁感应式电流电压变换器(I1)(I2)；包括稳压电源电路单元(II)；包括由两路相同的信号采样电路(III1)(III2)构成的采样电路单元；包括由两路相同的比较电路(IV1)(IV2)构成的信号处理单元；还包括或非门电路单元V、延时抗干扰电路单元(VI)、功放电路单元(VII)及其负载可控硅(SCR)；还包括有断路器跳闸电源(VIII)。
参见图4。图3中稳压电源电路单元(II)由如下构造构成电网三相电的B相电流电压变换器二次绕阻L1与由二极管D5、D6、D7、D8搭接的整流桥电连接；A相的二次绕阻L2与由二极管D9、D10、D11、D12搭接的整流桥电连接；两整流桥输出端并联后电连接电阻R5、稳压管DW1、电容C1构成一次直流稳压电路；一次直流稳压电路再与稳压集成块IC1、电容C2依次连接实现二次稳压后为各电路单元提供稳压工作电源。图3中信号处理单元是由两路相同的比较电路IV1、IV2构成，两路比较电路采用了市售239或339型号的集成块中IC3、IC4及外围电路搭接而成，其中比较电路IV1由IC3及电阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、RW1、电容C3、二极管D13搭接而成，比较电路IV1的域值输入由IC1输出端经电阻R7、RW1、R9分压后连接于IC3的脚11、脚8提供；其中比较电路IV2由IC4及R12、R13、R14、R15、R16、R17、RW2、二极管D14、电容C4搭接而成，比较电路IV1的域值输入由IC1输出端经电阻R12、RW2、R13分压后电连接于IC4)脚4、脚7提供。图3中采样电路单元是由两路相同的信号采样电路III1III2构成的，其中信号采样电路III1包括电连接于A相二次绕组L2上的两个二级管D1、D2、及利用由二级管D9、D10、D11、D12搭接的整流桥的D9、D10两个桥臂搭接而成的信号采样整流电桥，和该整流电桥输出端电连接的由电阻R1、R2构成的分压器组合构成；其中信号采样电路III2包括由电连接于B相二次绕组L1上的两个二级管D3、D4、及利用由二级管D5、D6、D7、D8搭接的整流桥的D5、D7两个桥臂搭接而成的信号采样整流电桥、和该整流电桥输出端电连接的由电阻R3、R4构成的分压器组合构成，在电阻R1、R2构成的分压器中由电阻R1、R2的中间抽头电连接电阻R6为IC3提供采样信号；在电阻R3、R4构成的分压器中由电阻R3、R4的中间抽头电连接电阻R14为IC4提供采样信号。图3中或非门电路单元(V)由晶体管T1及电阻R18、R19、二级管D13、D14组成，其输入端分别接入IC3、IC4的输出端。图3中延时抗干扰电路单元VI包括三级管(T2)，其射极接地，其基极依次连接稳压管DW2、电阻(R21)后连接于一次直流稳压电路的输出端，其集电极对地接有电容(C5)；具有光电耦合器IC2，IC2中发光管的一端(脚1)与或非门电路输出端即晶体管T1的集电极电连接，另端(脚2)经电阻R20接地；光电耦合器的光敏管一端(脚4)经电阻R21接一次直流稳压电路的输出端，另端(脚3)接三级管(T2)集电极，T2的集电极经稳压管DW3中与功放电路单元输入端电连接。图3中的功放电路单元VII是由晶体管T3及电阻R22构成，其基极电连接稳压管DW3，其射极经电阻R22电连接于可控硅SCR的控制端。图3中可控硅可采用市售BT系列产品。可控硅SCR的输出端与断路器(2)的分励脱扣线圈(LT)电连接。图3中所示的断路器跳闸电源是由四个二极管D15、D16、D17、D18连接为三相半波整流电路而构成，其中由电网A相导线、正进负出的D15、负进正出的D16、负进正出的D17、正进负出的D18、至C相导线依次电连接；由D15与D16间抽头与可控硅SCR的阳极电连接；由D16与D17之间抽头与B相导线电连接；由D17与D18之间抽头经断路器(2)的分励脱扣线圈与可控硅SCR的输出端电连接。图4中各电器元件见明细表。
参见图4及图1，本电机保护开关工作原理及过程如下所述。参见图1，使用本产品时，将电网三相电A、B、C导线分别接入接线端子(3)的A、B、C三个接线柱，将负载电机(7)的三根导线接入接线端子(3)的U、V、W三个接线柱，手动闭合图1所示断路器(2)的开关，则电机转动工作。以下参见图4，一种情况是，当电网三相电A、B、C均有电且正常供电时，L1、L2均得电，D5～D8和D9～D12两整流桥均得电，稳压电路单元(II)工作，两路采样电路III1和III2均得电工作，分别将采样信号送至IC3的脚3、脚9和IC4的脚6、脚5，此时因采样信号在域值区域内(根据负载电机(7)功率大小确定域值)，使得IC3的脚13、脚14和IC4的脚1、脚2均呈高电位，则T1载止，IC2中发光二极管不导通(不发光)，IC2的脚4、脚3不导通，DW2导通、T2导通、T2集电极电位为零，T3截止、可控硅SCR无触发信号、LT断路，断路器(2)的开关(K)呈闭合状态，电机正常运转。第二种情况是电网A相和B相中任一一相断相时，则IC3和IC4的采样信号在其信号输入端处超过域值，则IC3和IC4的输出脚4和脚1或输出脚13和脚12翻转(由高电位转为低电位)，则T1由截止转为导通，IC2的发光二极管工作，其光敏管导通，DW2关断、T2载止，C5经R21充电延时后致使DW3导通、T3导通，SCR触发、使LT构成回路得电，则断路器开关(K)跳闸，切断电网电源，使电机停止工作，达到保护电机(7)的断电保护之目的。第三种情况是当C相断相时，引起带电的A、B相过流，采样信号超过比较电路域值，比较电路输出脚翻转，使T3导通，触发SCR、使LT得电，断路器(2)的开关(K)跳闸断电，负载电机(7)失电，达到保护目的。第四种情况是因电网电压过低和机械卡堵引发电机堵转而导致电机过流时，其中A、B两相采样信号均大于域值，SCR被触发，LT得电，使K跳闸，达到电机过流保护之目的。延时抗干扰电路单元的工作过程为当电机起动瞬时过电流、电网电压瞬时波动、及存在其它干扰情况下，倘干扰为瞬时干扰(如干扰时间小于5秒)，干扰信号消失后，T1由导通转为截止，C5两端电压不足以DW3导通，T3仍处于截止状态、LT断路、断路器(2)保持合闸状态、负载电机(7)正常运转、达到延时抗干扰目的。小于5秒的干扰信号消失、T1截止、IC2脚4呈高电位、DW2导通、T2导通，C2通过T2集电极和基极迅速放电。
本电机保护开关具有如下优点1、由于采用了电流电压变换器和断路器跳闸电源二个技术手段，使负载电机(7)在电网供电电压过低和波动较大的工况下，能够发挥出最大效能，并得到有效保护。2、由于采用了延时抗干扰电路单元的技术手段，能够消除任何干扰信号所引起的断路器误动作，保护了电机(7)的正常运行。3、在供电电网系统中的变压器负载侧电机若全部采用本实用新型时，则可保障供电变压器的安全运行。4、由于采用断路器的技术手段，实现了负载侧相间短路和单相接地保护。
权利要求1.一种电机保护开关，包括有箱体及箱体内设置的在三相电网与负载电机之间电连接的断路器，其特征在于箱体内还设置有控制断路器分励脱扣线圈工作状态的电机保护控制电路，该电机保护控制电路具有分别设置在三相电中任意两相上且相同的两路电磁感应式电流电压变换器、由两路信号采样电路构成的采样电路单元、两路比较电路构成的信号处理单元、及稳压电源电路单元；其中每路电流电压变换器的两输出端的一端经采样电路电连接于比较电路的信号输入端，另端经稳压电源电路电连接于比较电路的域值输入端；两路比较电路的输出端经或非门电路单元与延时抗干扰电路单元电连接，延时抗干扰电路单元输出端与功放电路单元及其负载可控硅控制端电连接，可控硅由连接于断路器与负载电机连接端三相电的断路器跳闸电源供电，可控硅输出端与断路器的分励脱扣线圈电连接。
2.根据权利要求1所述的电机保护开关，其特征在于所说的电流电压变换器是由铁芯、贯穿于铁芯窗口设置的电网电线作为一次绕组、及铁芯上设置的二次绕组作为输出端而构成的。
3.根据权利要求1或2所述的电机保护开关，其特征在于所说的稳压电路单元由如下构造构成包括分别电连接于两路电流电压变换器二次绕组的两个整流桥，两整流桥输出端并联并电连接有由电阻、稳压管、电容构成的一次直流稳压电路及其输出端电连接有二次稳压集成块。
4.根据权利要求1或2或3所述电机保护开关，其特征在于所说的每个信号采样电路由如下构造构成，具有电连接于电流电压变换器二次绕组上及利用稳压电路整流桥的两个桥臂而形成的信号采样整流电桥，该电桥输出端经分压器与比较电路信号输入端电连接为其提供采样信号。
5.根据权利要求1所述电机保护开关，其特征在于所说的延时抗干扰电路单元由如下构造构成具有三极管(T2)，其射极接地，其基极接有稳压管(DW2)并经电阻(R21)电连接于稳压电源电路单元的一次直流稳压电路的输出端，其集电极对地接有电容(C5)；具有光电耦合器，该耦合器的发光管一端(脚1)与或非门电路输出端电连接，另端(脚2)接地，该耦合器的光敏管一端(脚4)经电阻(R21)接一次直流稳压电路的输出端，另端(脚3)接三级管(T2)集电极，三极管(T2)集电极经稳压管(DW3)与功放电路输入端电连接。
6.根据权利要求1所述电机保护开关，其特征在于所说的断路器跳闸电源可以由四个二极管连接为三相半波整流电路而构成，其中由三相电网中的一根导线、正进负出二极管(D15)、负进正出二极管(D16)、负进正出二极管(D17)、正进负出二极管(D18)、至第三根电网电线依次电连接；由二极管(D15)与(D16)之间抽头与可控硅(SCR)的一个供电端电连接；由二极管(D16)与(D17)之间抽头与第二根电网电线电连接；由二极管(D17)与(D18)之间抽头经断路器分励脱扣线圈与可控硅(SCR)的输出端电连接。
专利摘要本实用新型涉及一种电机保护开关,特别适用于农电系统中井泵电机用保护装置。它包括有箱体、断路器,特点是具有控制断路器分励脱扣线圈工作状态的电机保护控制电路。该电路是由电磁感应式电流电压变换器,采样电路单元、信号处理单元、及稳压电源电路单元,或非门电路单元、延时抗干扰电路单元、功效电路单元、可控硅、及断路器跳闸电源等组合构成。用之可保障负载电机在恶劣工况下发挥高效能,及获有效保护。
文档编号H02H7/08GK2385458SQ9820865
公开日2000年6月28日 申请日期1998年3月27日 优先权日1998年3月27日
发明者李光荣, 任振波 申请人:舒兰市华超电器有限责任公司