专利名称：电子式电机磁力起动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机的自动控制及保护装置，特别是一种电机磁力起动器。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为电子式电机磁力起动器包括顺次连接的电流采样电路、检测触发电路和开关电路，其特征在于所述的开关电路包括由桥堆QL构成的电源、电阻R9～R12构成的电桥以及可控硅T2、T3；其中，桥堆QL的输入端一端与电机的其中一相电源端相接，另一端串接控制器的线圈后与电机的另一相电源端相连，桥堆QL的二输出端即为开关电路的电源，电阻R9～R12分为相串联的R9、R10与相串联的R11、R12二路，并联后接在所述的电源正负端之间，可控硅T2、T3相串联后也接在电源的正负之间，而且，可控硅T2的触发极接在电阻R9与R10的共接端，T2阴极和T3阳极的中心连接点与电阻R11、R12的共接点相连；所述的可控硅T3的触发极可以直接与所述的检测触发电路之输出端相连；所述的开关电路还可以包括有一自锁回路，包括顺次串联地接在所述电源正负二端的电阻R8、R7和可控硅T1，可控硅T1的触发极接所述检测触发电路之输出端，其阳极则经稳压二极管WD2、应用传感器开关CT后接所述可控硅T3的触发极；所述的控制器可以是接触器，也可以是脱扣器；所述的电流采样电路可采用感应电机工作电流的变流器BL；所述的检测触发电路可以是三相式的，也可以是单相式的；
对于三相式，检测触发电路可以由采样回路、过载检测回路、缺相检测回路、过载触发回路以及缺相触发回路构成采样回路按三相分为并联的三路，分别由二极管D(1-3)和电容C(1-3)构成，电流采样电路之变流器BL(1-3)的一端经二极管D(1-3)、电容C(1-3)后回接其另一端，其中电容C(1-3)的正极即为三路采样电压输出端；过载检测回路也分为三路，与电流采样回路相对应，由二极管D2、D4、D6构成一个或门逻辑电路电容C1、C2、C3的正极分别经二极管D2、D4、D6与电容C4的正极相连，C4的负极则与电容C1、C2、C3的负极相连，同时在电容C4的正负极之间还连接有串联一体的可调电阻W和电阻R5，构成充放电回路；缺相检测回路也分为三路，分别与三路电流采样回路相对应，由电阻R(1-3)、三极管Q(1-3)构成一个与门逻辑电路，电阻R(1-3)的一端接电容C(1-3)的正极，另一端接三极管Q(1-3)的基极，Q1的发射极与Q2的集电极相连，Q2的发射极与Q3的集电极相连，Q3的发射机则与电容C1、C2、C3的负极相连；缺相触发回路由电阻R4、二极管D7构成，电阻R4的一端接电容C4的正极，另一端一路接三极管Q1的集电极，另一路接二极管D7的阳极，D7的阴极即为整个检测触发电路的输出端；过载触发回路由电阻R6、电容C5和稳压二极管WD1构成，电阻R6的一端接可调电阻W的中间端，另一端接电容C5的正极，电容C5的负极接电容C3的负极，稳压二极管WD1的阴极接电容C5的正极，其阳极接二极管D7的阴极，也即整个检测触发电路的输出端。
对于单相式，检测触发电路可以由采样回路、延时回路、过载检测回路、缺相无电流检测回路以及缺相过流检测回路构成采样回路由二极管D21和电容C21构成，二极管21的阳极接变流器BL的一端，阴极接电容C21的正极，C21的负极接变流器BL的另一端，电容C21的正负极即为采样回路的输出；延时回路由相互串联且接在采样回路二端的电阻R21和电容C22构成；过载检测回路由可调电阻W21、电阻R22、稳压二极管WD22、电阻R26、二极管D22及电容C24构成，可调电阻W21的一端接电容C22的正极，另一端经电阻R22接采样回路的负极，其中间端则接稳压二极管WD22的阴极，WD22的阳极则经电阻R26、二极管D22、电容C24后接采样回路的负极；缺相过流检测回路由稳压二极管WD21、电阻R25构成，稳压二极管WD21的阴极接电容C22的正极，其阳极则经电阻R25接电容C4的正极；缺相无电流检测回路由三极管Q21及其偏置电阻R23、R24构成，三极管Q21的基极经电阻R23接采样回路的正极，集电极接稳压二极管WD21与电阻R5的共接点，发射极则接开关回路的电源正极，电阻R24则接在三极管Q21的发射极与基极之间；上述中的电容C24正极串接一电阻R27后即作为整个检测触发电路的输出端。
与现有技术相比，本实用新型由于采用可控硅作为开关元件，直接应用电网电压作为工作电源，免去了变压器，体积大大缩小，成本也因此降低，而且接触器或脱扣器与控制电路合用一个电源，减少了接线。同时，由于控制电路全部采用纯电子元件，因此具有接线方便、动作灵敏、工作可靠的特点，可直接替代已被国家强制淘汰的QC型磁力起动器，广泛应用于空压机、潜水泵、冷库、温室等场合的电机自动运行及保护。
图2为本实用新型实施例一的电路原理框图。
图3为本实用新型实施例一的电路原理图。
图4为本实用新型实施例二的电路原理框图。
图5为本实用新型实施例二的电路原理图。
如
图1所示，电子式电机磁力起动器包括顺次连接的电流采样电路、检测触发电路和开关电路。
实施例一如图2所示，为一三相检测控制的实施例，其检测触发电路具体由采样回路、过载检测回路、缺相检测回路、过载触发回路以及缺相触发回路构成如图3所示，电流采样电路分为三路，分别由变流器BL1、BL2、BL3感应各相的电机工作电流；采样回路按三相分为并联的三路，分别由二极管D(1-3)和电容C(1-3)构成，电流采样电路之变流器BL(1-3)的一端经二极管D(1-3)、电容C(1-3)后回接其另一端，其中电容C(1-3)的正极即为三路采样电压输出端；过载检测回路也分为三路，与三路采样回路相对应，由二极管D2、D4、D6构成一个或门逻辑电路电容C1、C2、C3的正极分别经二极管D2、D4、D6与电容C4的正极相连，C4的负极则与电容C1、C2、C3的负极相连，同时在电容C4的正负极之间还连接有串联一体的可调电阻W和电阻R5，构成充放电回路；缺相检测回路也分为三路，分别与三路电流采样回路相对应，由电阻R(1-3)、三极管Q(1-3)构成一个与门逻辑电路，电阻R(1-3)的一端接电容C(1-3)的正极，另一端接三极管Q(1-3)的基极，Q1的发射极与Q2的集电极相连，Q2的发射极与Q3的集电极相连，Q3的发射机则与电容C1、C2、C3的负极相连；缺相触发回路由电阻R4、二极管D7构成，电阻R4的一端接电容C4的正极，另一端一路接三极管Q1的集电极，另一路接二极管D7的阳极，D7的阴极即为整个检测触发电路的输出端；过载触发回路由电阻R6、电容C5和稳压二极管WD1构成，电阻R6的一端接可调电阻W的中间端，另一端接电容C5的正极，电容C5的负极接电容C3的负极，稳压二极管WD1的阴极接电容C5的正极，其阳极接二极管D7的阴极，也即整个检测触发电路的输出端；开关电路包括由桥堆QL构成的电源、电阻R9～R12构成的电桥以及可控硅T2、T3；其中，桥堆QL的输入端一端与电机的其中一相电源端相接，另一端串接控制器的线圈M后与电机的另一相电源端相连，桥堆QL的二输出端即为开关电路的电源，电阻R9～R12分为相串联的R9、R10与相串联的R11、R12二路，并联地后接在所述的电源正负端之间，可控硅T2、T3相串联后也接在电源的正负之间，而且，可控硅T2的触发极接在电阻R9与R10的共接端，T2阴极和T3阳极的中心连接点与电阻R11、R12的共接点相连；所述的可控硅T3的触发极④可以直接与检测触发电路之输出端相连，也可以通过自锁回路与所述的检测触发电路之输出端相连，如图3所示，自锁回路包括顺次串联地接在所述电源正负二端的电阻R8、R7和可控硅T1，可控硅T1的触发极②接所述检测触发电路之输出端，其阳极则经稳压二极管WD2、应用传感器开关CT后接所述可控硅T3的触发极。
上述中QL的作用是既为控制电路提供直流脉动工作电流，又为控制器线圈M提供交流工作电流，通过QL的转换使二者互不影响；为了达到自动控制的目的，该电路特设置了传感器接口CT，根据不同的应用场合接上不同的传感器，就可实现电机的自动启闭及运行。
现将该电路应用于空压机的自动启闭为例，说明它的工作原理如下当三相电源都正常的情况下，开启电源开关K，380V工作电源通过桥堆QL的二个输入端，施加于接触器线圈M和开关电路上。380V交流电压经过桥堆QL整流后，在其正端输出脉动直流电，此直流电经过可控硅触发电阻R7、R8→稳压管WD2→传感器接口CT→空压机压力开关→可控硅T3的控制极到阴极构成回路，产生触发电流，使可控硅T3导通。由于可控硅T2的控制极和阴极跨接在由分压电阻R9、R10和R11、R12组成的电桥两边，因为T3的导通，使电桥失衡，形成足够大的触发电压，促使T2也迅速导通，从而使整个开关电路接通，380V交流电压就直接加到接触器线圈M上，使接触器吸合，接通主电路使电机启动运行。
以上的工作原理是交流电正半周时的工作过程，在交流负半周时，由于桥堆的导向作用，原理和正半周时完全相同。在交流电正负过零时，可控硅T2、T3因无电流而自动关闭，只有等触发电路有触发脉冲产生时才能重新导通。因为触发电路中的稳压管WD2的阀值很低，因此可控硅导通的时间很早，不会使送到接触器线圈上的交流电压产生过大的影响。此时的开关电路只受空压机的压力开关控制，当压力足够时，压力开关断开，切断了触发电路，使可控硅T2、T3因无触发信号而自动关闭，接触器释放，空压机停止工作。随着气压的下降，压力开关自动接通触发电路，使整个电路自动进入工作过程。
缺相检测电路的工作过程是在三相电源正常的情况下，电机工作时的工作电流被变流器BL1-BL3检测后，在电容C1、C2、C3上产生直流电压，此电压分别经过三极管的基极电阻R1、R2、R3使各自的三极管Q1、Q2、Q3导通，与门电路呈“O”状态，二极管D7无缺相信号输出。一旦电源故障，不管哪一相发生缺相就会使该相的采样电路丢失直流电压，而使相应的三极管因无基极电压而截止，使与门电路呈“1”状态，此时由或门电路(二极管D2、D4、D6)引入的采样直流电压经过电阻R4、二极管D7输入到可控硅T1的控制极上，使T1触发导通，短路了开关电路必需的触发信号，使开关电路关闭，接触器释放，达到了保护电机的目的。
过载保护电路主要是通过检测由二极管D2、D4、D6组成的或门电路送到电容C4上的三相采样电压，经可调电阻W和电阻R5分压后，由R6向电容C5充电，一旦C5电压高于稳压二极管WD1导通电压，就会有电流经过WD1流入可控硅T1的控制极，使电路自锁。
图中的可变电阻W用于整定过载电流值；二极管D8用来释放电容C5上的残存电荷，使延时更精确。
此电路中的自锁功能一旦产生作用后，必须要断开电源开关K后才能退出自锁，因此可避免故障时的自动开机现象，确保电机和设备的安全。
实施例二如图4、图5所示，为单相检测控制的实施例，可以用于对使用电压的平衡度没有严格要求的场合中，其制造成本更低；其检测触发电路由采样回路、延时回路、过载检测回路、缺相无电流检测回路以及缺相过流检测回路构成采样回路由二极管D21和电容C21构成，二极管21的阳极接变流器BL的一端，阴极接电容C21的正极，C21的负极接变流器BL的另一端，电容C21的正负极即为采样回路的输出；
延时回路由相互串联且接在采样回路二端的电阻R21和电容C22构成；过载检测回路由可调电阻W21、电阻R22、稳压二极管WD22、电阻R26、二极管D22及电容C24构成，可调电阻W21的一端接电容C22的正极，另一端经电阻R22接采样回路的负极，其中间端则接稳压二极管WD22的阴极，WD22的阳极则经电阻R26、二极管D22、电容C24后接采样回路的负极；缺相过流检测回路由稳压二极管WD21、电阻R25构成，稳压二极管WD21的阴极接电容C22的正极，其阳极则经电阻R25接电容C4的正极；缺相无电流检测回路由三极管Q21及其偏置电阻R23、R24构成，三极管Q21的基极经电阻R3接采样回路的正极，集电极接稳压二极管WD21与电阻R5的共接点，发射极则接开关回路的电源正极，电阻R24则接在三极管Q21的发射极与基极之间；上述中的电容C24正极串接一电阻R27后即作为整个检测触发电路的输出端；开关电路与实施例一相同，不赘述。
当电机处于正常工作状态时，可调电阻W21的中点电位低于稳压管WD22的击穿电压，此时WD22无电流通过，电容C24正极端无信号输出；同时，由于电容C21电位高于①点电位，三极管Q21因基极呈反偏状态而截止；一旦电机因负载加重超过额定电流时，可调电阻W21的中点整定电位必定会超过稳压管WD22的击穿电压，就会有电流流过，此电流经延时电阻R26、二极管D22向电容C24充电，当电容C24上的电压足够高时，就可触发可控硅T1使其导通；如果线路有缺相故障发生，必然会有二种采样结果一是过流，故障电流远大于工作电流；二是电流为零(缺相发生在检测相)；当第一种缺相情形发生时，因变流器BL21采集到的电流很大，在电容C22上的电压会在瞬间提高，超过了稳压二极管WD21的击穿值，使WD21有电流通过，经电阻R25向电容C24充电，当电容C24上的电压足够高时，就可触发可控硅T1使其导通。此时，虽然由于电容C22电压的升高，可调电阻W21中点电位也超过了稳压管WD21的击穿值，但由于延时电阻R26的阻值较大，延时时间较长，而电阻R25的阻值较小，因此，向电容C24充电的时间就会很快，能在很短的时间里形成信号电压，达到了缺相快速保护的目的；当第二种缺相情形发生时，变流器BL21因无采样电流输出，滤波电容C21的电压会在原来正常工作电压的基础上迅速降低，当①端电位高于电容C21的电位时，三极管Q21基极因呈正向偏置而导通，此时①端的触发电压就会通过三极管Q21→电阻R25→电容C24→地构成充电电路，促使电容C24上快速形成信号电压，触发可控硅T1使其导通。
图中C23为抗干扰电路，避免开机瞬间的误动作；二极管D22用以阻止缺相信号流入过载检测电路，使电容C24上的电压能更快的形成，以缩短保护动作时间。
上述二个实施例的控制线路稍作改接还可应用于手动操作式电机保护装置中，如将接触器M换成脱扣线圈TQ，把②端接线改接到④端，此时开关电路不受触发信号及传感器的控制，只受缺相或过载等故障信号控制，一旦采样检测电路有故障信号送到可控硅T3的控制极，就会触发开关电路快速导通，脱扣线圈因有电流而吸动脱扣机构，使继电装置自动分断主电路达到保护用电设备的目的。
权利要求1.一种电子式电机磁力起动器，包括顺次连接的电流采样电路、检测触发电路和开关电路，其特征在于所述的开关电路包括由桥堆QL构成的电源、电阻R9～R12构成的电桥以及可控硅T2、T3；其中，桥堆QL的输入端一端与电机的其中一相电源端相接，另一端串接控制器的线圈后与电机的另一相电源端相连，桥堆QL的二输出端即为开关电路的电源，电阻R9～R12分为相串联的R9、R10与相串联的R11、R12二路，并联后接在所述的电源正负端之间，可控硅T2、T3相串联后也接在电源的正负之间，而且，可控硅T2的触发极接在电阻R9与R10的共接端，T2阴极和T3阳极的中心连接点与电阻R11、R12的共接点相连。
2.根据权利要求1所述的电子式电机磁力起动器，其特征在于所述的可控硅T3的触发极直接与所述的检测触发电路之输出端相连。
3.根据权利要求1所述的电子式电机磁力起动器，其特征在于所述的开关电路还可以包括有一自锁回路，包括顺次串联地接在所述电源正负二端的电阻R8、R7和可控硅T1，可控硅T1的触发极接所述检测触发电路之输出端，其阳极则经稳压二极管WD2、应用传感器开关CT后接所述可控硅T3的触发极。
4.根据权利要求1或2或3所述的电子式电机磁力起动器，其特征在于所述的控制器为接触器或脱扣器。
5.根据权利要求1或2或3所述的电子式电机磁力起动器，其特征在于所述的电流采样电路采用感应电机工作电流的变流器BL。
6.根据权利要求5所述的电子式电机磁力起动器，其特征在于所述的检测触发电路为三相式，由采样回路、过载检测回路、缺相检测回路、过载触发回路以及缺相触发回路构成采样回路按三相分为并联的三路，分别由二极管D(1-3)和电容C(1-3)构成，电流采样电路之变流器BL(1-3)的一端经二极管D(1-3)、电容C(1-3)后回接其另一端，其中电容C(1-3)的正极即为三路采样电压输出端；过载检测回路也分为三路，与三路采样回路相对应，由二极管D2、D4、D6构成一个或门逻辑电路电容C1、C2、C3的正极分别经二极管D2、D4、D6与电容C4的正极相连，C4的负极则与电容C1、C2、C3的负极相连，同时在电容C4的正负极之间还连接有串联一体的可调电阻W和电阻R5，构成充放电回路；缺相检测回路也分为三路，分别与三路电流采样回路相对应，由电阻R(1-3)、三极管Q(1-3)构成一个与门逻辑电路，电阻R(1-3)的一端接电容C(1-3)的正极，另一端接三极管Q(1-3)的基极，Q1的发射极与Q2的集电极相连，Q2的发射极与Q3的集电极相连，Q3的发射机则与电容C1、C2、C3的负极相连；缺相触发回路由电阻R4、二极管D7构成，电阻R4的一端接电容C4的正极，另一端一路接三极管Q1的集电极，另一路接二极管D7的阳极，D7的阴极即为整个检测触发电路的输出端；过载触发回路由电阻R6、电容C5和稳压二极管WD1构成，电阻R6的一端接可调电阻W的中间端，另一端接电容C5的正极，电容C5的负极接电容C3的负极，稳压二极管WD1的阴极接电容C5的正极，其阳极接二极管D7的阴极，也即整个检测触发电路的输出端。
7.根据权利要求5所述的电子式电机磁力起动器，其特征在于所述的检测触发电路为单相式，由采样回路、延时回路、过载检测回路、缺相无电流检测回路以及缺相过流检测回路构成采样回路由二极管D21和电容C21构成，二极管21的阳极接变流器BL的一端，阴极接电容C21的正极，C21的负极接变流器BL的另一端，电容C21的正负极即为采样回路的输出；延时回路由相互串联且接在采样回路二端的电阻R21和电容C22构成；过载检测回路由可调电阻W21、电阻R22、稳压二极管WD22、电阻R26、二极管D22及电容C24构成，可调电阻W21的一端接电容C22的正极，另一端经电阻R22接采样回路的负极，其中间端则接稳压二极管WD22的阴极，WD22的阳极则经电阻R26、二极管D22、电容C24后接采样回路的负极；缺相过流检测回路由稳压二极管WD21、电阻R25构成，稳压二极管WD21的阴极接电容C22的正极，其阳极则经电阻R25接电容C4的正极；缺相无电流检测回路由三极管Q21及其偏置电阻R23、R24构成，三极管Q21的基极经电阻R23接采样回路的正极，集电极接稳压二极管WD21与电阻R5的共接点，发射极则接开关回路的电源正极，电阻R24则接在三极管Q21的发射极与基极之间；上述中的电容C24正极串接一电阻R27后即作为整个检测触发电路的输出端。
专利摘要一种电子式电机磁力起动器，包括顺次连接的电流采样电路、检测触发电路和开关电路，其特征在于所述的开关电路包括由桥堆QL构成的电源、电阻R9～R12构成的电桥以及可控硅T2、T3；其中，桥堆QL的输入端一端与电机的其中一相电源端相接，另一端串接控制器的线圈后与电机的另一相电源端相连，桥堆QL的二输出端即为开关电路的电源，电阻R9～R12分为相串联的R9、R10与相串联的R11、R12二路，并联后接在所述的电源正负端之间，可控硅T2、T3相串联后也接在电源的正负之间，而且，可控硅T2的触发极接在电阻R9与R10的共接端，T2阴极和T3阳极的中心连接点与电阻R11、R12的共接点相连。与现有技术相比，本实用新型直接应用电网电压作为工作电源，免去了变压器，体积大大缩小，成本也因此降低，而且具有接线方便、动作灵敏、工作可靠的特点。
文档编号H02P1/26GK2527032SQ0221519
公开日2002年12月18日 申请日期2002年1月16日 优先权日2002年1月16日
发明者邬安平 申请人:邬安平