专利名称：三相电动机综合保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交流电动机的保护装置，广泛用于三相电动机，特别适用于深井泵及其电动机的保护。
三相电动机常用的有过载、短路、断相保护。对于深井泵配套设备，一旦发生泵轴断裂，电动机载荷减小，即欠载时，保护装置未能及时起到作用而使事故进一步扩大，最终导致井壁损坏，电动机烧损，甚至发生电动机烧毁后，过载、短路、断相保护的继电器仍未动作，造成整个深井报废，损失严重。
本实用新型的目的是提供一种三相电动机的综合保护装置，它除了具备常规的过载、短路、断相保护外，还具有欠载和三相电源不平衡保护。
本实用新型的目的是采用如下技术方案来实现的装在三相电源上的电流互感器对电动机电流采样，取样电路将取样信号分别送到欠载、短路，三相电源不平衡和断相保护电路，经“或”门使继电器断开或闭合来控制电动机的停止或转动。欠载保护电路由电压比较器IC1、可控硅SR、电位器RW2、稳压管DW1、电阻R7和“或”门D10等组成，电压比较器IC1的反相输入端与可控硅SR的负极、稳压管DW1相接，电压比较器IC1的正相输入端与电阻R7、电位器RW1的中心抽头相接，电阻R7与可控硅SR的控制极相连，电压比较器IC1的输出端与“或”门D10、发光二极管LD1相接，“或”门D10接至执行电路的三极管BG的基极；三相电源不平衡和断相保护电路由电压比较器IC4、伪桥D4～D9、电位器RW5、电阻R16、电容器C4和“或”门D15组成，伪桥由二极管D4～D9构成，其输入端a、b、c分别接到电流互感器L1、L2、L3，二极管D7、D8、D9的正极接地，二极管D4、D5、D6的负极即伪桥的输出端经电阻R16与电压比较器IC4的反相输入端相连，电压比较器IC4的正相输入端接到电位器RW5，IC4的反相输入端还与电容器C4相接，IC4的输出端与“或”门D15、发光二极管LD4相接，“或”门D15连接到执行电路的三极管BG的基极，执行电路由三极管BG、继电器J构成，三极管BG的基极与“或”门D10、D11、D13、D15相连，三极管BG和继电器J串接后并联在电源的正、负E两端。
本实用新型的工作原理是装在三相电源上的L1、L2、L3电流互感器是取样信号的传感元件，当电动机在额定功率正常运行时，电阻R1、R2、R3在电流互感器L1、L2、L3上取得交流信号，经二极管D1、D2、D3和电容器C1、C2、C3整流滤波后在电阻R4、R5、R6上得到一个直流信号电压，经电位器RW1调整成预定值，即为信号电压U，被分别送至欠载、过载、短路保护电路。以上元件组成本实用新型的取样电路，当接通直流电源正、负E端时，调节电位器RW3、RW4、RW5，使电压比较器IC1～IC4的输出端均为高电位，三极管BG处于饱和导通状态，继电器J吸合，电动机启动，正常运行，发光二极管LD1～LD4指示灯不亮。
以下将分别说明发生各种故障时的工作状况1、欠载保护当接通电源E电动机尚未起动时，电压比较器IC1的正相输入端电压为零伏。电动机启动后，经电流互感器L1、L2、L3取样，信号电压U上升到额定值，经电阻R7触发可控硅SR导通，此时电压比较器IC1的反相输入端电位上升至门坎电压U1。调节电阻R7和电位器RW2使可控硅SR的触发电位大于电压比较器IC1的门坎电压U1并大于零伏，即信号电压U大于门坎电压U1。当泵轴断裂，电动机发生欠载，电流互感器L1、L2、L3所取信号随之减小，信号电压U也减小。当U小于电压比较器IC1的门坎电压U1时，IC1翻转，其输出电位由高电位降至低电位，并由“或”门D10传至三极管BG的基极，三极管BG截止，继电器J失电，电动机断电停转，同时发光二极管CD1闪亮，指示欠载故障发生。
2、三相电源不平衡和断相保护电压比较器IC4正相输入端的门坎电压由电位器RW5调整为正电位。若三相电源供电平衡， 电动机正常运行时，在电流互感器L1、L2、L3上感应到的信号是相等的，伪桥D4～D9的中点a、b、c的电位也相等，所以伪桥输出端无压差并小于电压比较器IC4的门坎电压U4。当三相电源不平衡时，伪桥中a、b、c三点的电位就不一致，伪桥输出端有电压输出。三相电源不平衡程度较严重时，a、b、c点的电位差就较大，伪桥输出电压也就随之增大，该电位大于电压比较器IC4的门坎电压U4时，IC4翻转，其输出由高电位降至低电位，经“或”门D15使三极管BG截止，继电器J释放，电动机停转，与此同时，发光二极管LD4闪亮，以示三相电源不平衡故障发生。由于二极管D16、电阻R24的反馈作用，致使电压比较器IC4的门坎电压U4降至低电位，电路进入自锁状态而不会自动复位。
同理，当发生断相故障时，电流互感器L1、L2、L3中就有一相，设L1感应不到信号，则伪桥中a点为零状，而另二相感应信号就要升高并应大于信号电压U。此时，伪桥中a、b、c三点电位就不相等。伪桥有较高的电压输出，当此输出电压大于电压比较器IC4的门坎电压U4时，IC4翻转，与三相电源不平衡故障时一样，电动机停转，二极管LD4指示亮，电路进入自锁状态。
3、过载保护调整电位器RW3，使电压比较器IC2的门坎电压U2大于信号电压U，所以电动机正常运转时，IC2的输出端是高电位。当发生过载时，电流互感器L1、L2、L3上感应的信号增大，信号电压U随之增大，当信号电压U大于电压比较器IC2的门坎电压U2时，IC2就翻转，输出由高电位降至低电位，经“或”门D11使三极管BG截止，继电器J释放切断电源，电动机停转，同时，发光二极管LD2亮指示过载故障发生。由于二极管D12、电阻R22的反馈作用，电压比较器IC2的门坎电压U2降低，使电路自锁。
4、短路保护当三相电源发生相间短路时，电流互感器L1、L2、L3感应到的信号就很大，信号电压很快上升到很高的电位，经电阻R9、R10分压后仍大于电压比较器IC3的门坎电压U3，由电阻R15送至IC3的反相输入端，IC3翻转，其输出由高电位降至低电位，经“或”门D13使三极管BG截止，继电器J失电，电动机停转。同时发光二极管LD3亮，指示短路故障发生。由于电阻R23、二极管D14的反馈作用，使电路自锁。
本实用新型采用四组电压比较电路，分别实现欠载、过载、短路、三相电源不平衡和断相保护，线路简单，动作灵敏，性能可靠。具有欠载保护特有功能，是降低深井泵及配用电机、自耦降压起动器故障和损坏的理想保护装置。本实用新型与自耦降压起动器配套使用，不需改变配套设备的结构，易于安装。由于采用D4～D9构成的伪桥，较其它电动机保护装置增加了三相电源不平衡保护功能。过载、短路保护符合反时限特性，即轻度过载动作时间长，严重过载(短路)时保护动作为瞬时。各种故障指示直观，便于判别故障原因。保护电路具有自锁功能，必须断电并排除故障后重新通电，才能正常工作。
以下将结合附图
对本实用新型作进一步的详细描述。
附图为本实用新型一种结构的电气原理图。
参照附图，电位器RW3、RW4、RW5分别调整过载、短路，三相电源不平衡和断相保护电路中电压比较器IC2、IC3、IC4的门坎电压。电阻R14和电容器C6、电阻R15和电容器C5、电阻R16和电容器C4分别组成延时电路，以满足过载、短路、三相电源不平衡和断相不同保护动作时间的要求，本实施例中，电压比较器IC1～IC4选用LM324四运算放大器，它可用集成电路，也可以是分立元件，如用5G23单运算放大器，可控硅SR为FOR3G型。稳压管DW1型号为2CW50，二极管D1～D17选用1N4004型。电位器RW1为Wx13－12－50KΩ，RW2～RW5分别用WS30－0.25－20KΩ。电阻R1～R3用RX21－6W－100Ω，R4～R6用RJJ－0.5W－22KΩ，其余均为RJ－0.25W型金属膜电阻。电容器C1～C3为CD11－160V－4.7μF，C4、C6为CD11－25V－10μF，C5为CD11－25V－1μF。三极管BG采用3DG12B型。继电器J为JZX－22F－24V。发光二极管LD1～LD4为BT－204型。
权利要求1.一种三相电动机综合保护装置，包括取样电路、欠载保护电路、过载保护电路、短路保护电路、三相电源不平衡和断相保护电路、执行电路，其特征在于a)欠载保护电路由电压比较器IC1、可控硅SR、电位器RW2、稳压管DW1、电阻R7和“或”门D10等组成，电压比较器IC1的反相输入端与可控硅SR的负极、稳压管DW1相接，IC1的正相输入端与电阻R7、电位器RW1的中心抽头相接，电阻R7与可控硅SR的控制极相连，电压比较器IC1的输出端与“或”门D10、发光二极管LD1相接，“或”门D10接至三极管BG的基极；b)三相电源不平衡和断相保护电路由电压比较器IC4、伪桥D4～D9、电位器RW5、电阻R16、电容器C4和“或”门D15等组成，伪桥由二极管D4～D9构成，其输入端a、b、c分别接到电流互感器L1、L2、L3，二极管D7～D9的正极接地，二极管D4～6的负极即伪桥的输出端经电阻R16与电压比较器IC4的反相输入端相连，电容器C4接到IC4的反相输入端，IC4的正相输入端接到电位器RW5，IC4的输出端与“或”门D15、发光二极管LD4相接，“或”门D15连接到三极管BG的基极。
2.根据权利要求1所述的三相电动机综合保护装置，其特征在于执行电路由三极管BG、继电器J等构成，三极管BG的基极与“或”门D10、D11、D13、D15相连，三极管BG和继电器J串接后并联在电源的正、负
两端。
专利摘要一种三相电动机综合保护装置，包括取样电路、欠载、过载、短路、三相电源不平衡和断相保护电路、执行电路。具有欠载保护的特有功能，采用伪桥增加了三相电源不平衡的保护作用。本实用新型结构简单，工作可靠。各种故障指示直观。便于判断故障原因。广泛用于三相电动机，特别是深井泵及其电动机的保护。
文档编号H02H7/085GK2078055SQ90219968
公开日1991年5月29日 申请日期1990年11月23日 优先权日1990年11月23日
发明者于玉芳, 杨焕惠, 王亚东, 任和平 申请人:常州煤矿电器厂