专利名称：空调压缩机用的三相电动机缺相及相序保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及三相电动机保护技术领域，特别是一种空调压缩机用的三相电动机缺相及相序保护器。
背景技术：
现有的三相电动机用的缺相保护器或相序保护器均电连接于三相电动机主回路的主触头上端，而非电动机输入端，当供电电源来电缺相或相序改变时就会使被供电的三相电动机烧毁或反转，损坏设备并引至安全事故。一般来说，三相电动机主回路主触头是频繁动作的，时间长了主触头的银合金触点会严重电蚀甚至脱落，造成某一相始终处于开路状态，现有的缺相或相序保护器的接法对此种情况却束手无策，毫无反应。
对于涡旋式空调压缩机而言，因其压缩、排气结构是采用两个相同的阿基米德螺旋线型盘，一个作定盘1，一个作动盘2，如图1所示。
由于阿基米德螺旋线处于向外扩展的线型，所以，当动盘2旋转时，与定盘1有一个径向的运动，从而将氟利昂气体进行压缩。由此，对三相供电的相序有要求，就是必须保证动盘2具有唯一的旋转方向。若三相供电相序改变而导致动盘2改变旋转方向，轻则吸、排气方向改变，空调机无法正常工作；重则将动盘2损坏，从而导致空调压缩机损坏。
现有的空调压缩机用的三相电动机保护器，是以交流接触器主触头上端(R、S、T)的三相电压为检测信号，工作时，在供电电源正常状态下，保护器的缺相检测电路或相序检测电路通电工作，小型继电器一直处于通电工作状态。当供电电源正常而控制三相电动机的交流接触器的主触点损坏导致缺相时，则无法检测出该三相电动机输入端的电源缺相并作出保护动作，从而导致空调压缩机的三相电动机因缺相而烧毁。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于保证检测到三相电动机输入端的来电是否缺相或相序改变，从而发出对主回路断电动作信号；同时要将缺相、相序保护电路合二为一，以简化电路结构及安装结构。
本实用新型所提出的技术解决方案是这样的一种空调压缩机用的三相电动机缺相及相序保护器，包括保护器外壳及装在其内的印刷线路板，该印刷线路板装有三相电源缺相检测电路和相序检测电路，三相电动机D输入端R′、S′、T′通过交流接触器Km的主触头Km1、Km2、Km3与三相供电电源R、S、T相连接，所述电源缺相及相序保护器还设有可控硅工作电路，该电路的单向可控硅SCR与继电器J线圈串联并接入其直流工作稳压电源中；所述电源缺相检测电路输入端与三相电动机D输入端R′、S′、T′相连接，其输出端通过二极管D3与单向可控硅SCR触发极G相连接；所述电源相序检测电路输入端与三相电动机D输入端R′、S′、T′的任二端及地端相连接，其输出端通过二极管D2与单向可控硅SCR触发极G相连接；所述继电器J常闭触头J1与交流接触器Km线圈串联后接入由三相供电电源R、S、T任一相与地端N提供的220V交流电源中，所述可控硅SCR直流工作稳压电源输入端亦接入该220V交流电源中。所述电源相序检测电路中，电容C4、电阻R4串联后一端与三相电动机D输入端T’相连接，另一端与结点a相连接，电阻R5接于三相电动机D输入端S’与结点a之间，电阻R3、电容C3并联后接于结点a与地端N之间，所述结点a与二极管D2阳极相连接。所述电源缺相检测电路中，电阻R6、R7、R8一端并接于结点b中，其另一端分别接于三相电动机D的三个输入端T’、S’、R’，所述结点b与二极管D3阳极相连接，在结点b与地端N之间接有电容C5。所述可控硅直流工作稳压电源中，电阻R2、电容C1并联后一端与电阻R1相连接，另一端与二极管D1阳极相连接，二极管D1阴极与结点E相连接，电阻R1另一端接入所述220V交流电源中，稳压二极管DW与电容C2并联后一端与结点E相连接，另一端与地端N相连接。上述各电路的元器件均焊接在印刷线路板上并装在保护器外壳内，可采用环氧树脂封装。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果(1)主要由三相电动机缺相检测电路、相序检测电路及可控硅工作电路组成的空调压缩机用的三相电动机缺相及相序保护器由于缺相、相序检测电路合二而一，因而，电路结构简化、装配及现场安装接线方便；上述缺相及相序保护器的信号输入端分别接至被测三相电动机输入端R’、S’、T’，在这种情况下，即使三相电动机供电主回路的三相主触头Km1、Km2、Km3中出现某个主触点烧损或脱落而造成该相缺电，都能瞬间反应并作出断电动作，保证该三相电动机停止工作，由它拖动的空调压缩机亦同时停止工作，可靠地保护了空调压缩机免遭损坏。如在三相主触头前面发生缺相故障，本保护器也一样起到对三相电动机缺相保护。
(2)正常供电状态下，可控硅工作电路的单向可控硅SCR和小型继电器J线圈处于非通电状态，只有当三相电动机输入端发生缺相或相序改变时，单向可控硅SCR才触发导通、小型继电器J线圈才通电工作，随即交流接触器Km线圈断电，三相主触头Km1、Km2、Km3断开，切断三相电源，单向可控硅SCR及小型断电器J线圈又处于非通电状态，因而可控硅SCR、特别是小型继电器J的工作寿命大大延长，保护器的电路可靠性和安全性得到很大的提高。
本实用新型特别适用于需要保证其旋转方向不变及防止缺相的空调涡旋式压缩机的三相电动机中，同时也适用于有此要求的其他三相电动机。
图1是现有空调涡旋式压缩机内二个相同的阿基米德螺旋线型盘的安装结构示意图。图中1是定盘，2是动盘。
图2是本实用新型三相电动机缺相及相序保护器电原理方框图。图中11表示可控硅直流工作稳压电源，12表示可控硅工作电路，13表示相序检测电路，14表示缺相检测电路。
图3是本实用新型一个实施例的三相电动机缺相及相序保护器具体电路原理图。
图4是图3所示可控硅直流工作稳压电源电路原理图。
图5是图3所示可控硅工作电路原理图。
图6是图3所示相序检测电路原理图。
图7是图3所示缺相检测电路原理图。
具体实施方式
通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
参见图2-图7所示，一种空调压缩机用的三相电动机缺相及相序保护器，它主要由可控硅直流工作稳压电源11、可控硅工作电路12、相序检测电路13、缺相检测电路14组成。上述电路的元器件焊接在印刷线路板上并安装在保护器外壳内，用环氧树脂封装。
图4所示的可控硅直流工作稳压电源11，采用交流电220V为(T、N)为供电电源，经电阻R1、R2、电容C1阻容降压后，再经二极管D1、稳压管DW、C2整流、稳压、滤波后得到稳压直流工作电源。
图5为可控硅工作电路12，由稳压直流工作电源11供电的小型继电器J和单向可控硅SCR组成。
图6为相序检测电路13，由电阻R4、电容C4、电阻R5组成相序检测电路，二极管D2、电阻R3、电容C3组成抗干扰电路及向可控硅SCR提供可靠的直流触发电流。
图7为缺相检测电路14，由电阻R6、R7、R8组成缺相检测电路，电容C5、二极管D3组成抗干扰电路及向可控硅SCR提供可靠的直流触发电流。
三相电源(R、S、T)来电的任一相从L入接入由小型继电器J的常闭触点J1与交流接触器Km线圈组成的串联回路中，使交流接触器Km吸合，上述保护器工作。
(1)相序保护参见图6所示，相序检测电路输入端接入三相电动机D输入端的任二相中，例如T’相和S’相中，由于T’相的电流与S’相的电流相位差为120°，相互抵消，二极管D2无电流输出，单向可控硅SCR处在关断状态，继电器J不工作。当T’、S’相序接反时，则T’相电流滞后于S’相电流60°，将有5mA左右电流输出至a点，经二极管D2触发单向可控硅SCR导通，继电器J得电吸合，常闭触点J1断开，接触器Km线圈失电停止工作，主触头Km1、Km2、Km3断开，负载电动机D断电而得到保护。
(2)缺相保护三相电源正常时，人为中点b点对地端N的电压为零。当三相电源R’、S’、T’某一相开路时，由于负载不变，其余两相电流必然陡增，人为中点b点对N的电压不再为零。根据计算，此时人为中点b点对N的电压为三相线电压的一半，即190V。它对电容C5充电并经二极管D3整流后向单向可控硅SCR提供触发电流，使可控硅SCR导通、小型继电器J获电工作吸合。常闭触点J1打开切断交流接触器Km线圈的工作电源，使作为负载的空调压缩机、三相电动机D失电停止工作。达到安全保护目的。
权利要求1.一种空调压缩机用的三相电动机缺相及相序保护器，包括保护器外壳及装在其内的印刷线路板，该印刷线路板装有三相电源缺相检测电路和相序检测电路，三相电动机(D)输入端(R′、S′、T′)通过交流接触器(Km)的主触头(Km1、Km2、Km3)与三相供电电源(R、S、T)相连接，其特征在于所述电源缺相及相序保护器还设有可控硅工作电路，该电路的单向可控硅(SCR)与继电器(J)线圈串联并接入其直流工作稳压电源中；所述电源缺相检测电路输入端与三相电动机(D)输入端(R′、S′、T′)相连接，其输出端通过二极管D3与单向可控硅(SCR)触发极(G)相连接；所述电源相序检测电路输入端与三相电动机(D)输入端(R′、S′、T′)的任二端及地端相连接，其输出端通过二极管D2与单向可控硅(SCR)触发极(G)相连接；所述继电器(J)常闭触头(J1)与交流接触器(Km)线圈串联后接入由三相供电电源(R、S、T)任一相与地端(N)提供的220V交流电源中，所述可控硅(SCR)直流工作稳压电源输入端亦接入该220V交流电源中。
2.根据权利要求1所述的三相电动机缺相及相序保护器，其特征在于所述电源相序检测电路中，电容(C4)、电阻(R4)串联后一端与三相电动机(D)输入端(T’)相连接，另一端与结点(a)相连接，电阻(R5)接于三相电动机(D)输入端(S’)与结点(a)之间，电阻(R3)、电容(C3)并联后接于结点(a)与地端(N)之间，所述结点(a)与二极管(D2)阳极相连接。
3.根据权利要求1所述的三相电动机缺相及相序保护器，其特征在于所述电源缺相检测电路中，电阻(R6、R7、R8)一端并接于结点(b)中，其另一端分别接于三相电动机(D)的三个输入端(T’、S’、R’)，所述结点(b)与二极管(D3)阳极相连接，在结点(b)与地端(N)之间接有电容(C5)。
4.根据权利要求1所述的三相电动机缺相及相序保护器，其特征在于所述可控硅直流工作稳压电源中，电阻(R2)、电容(C1)并联后一端与电阻(R1)相连接，另一端与二极管(D1)阳极相连接，二极管(D1)阴极与结点(E)相连接，电阻(R1)另一端接入所述220V交流电源中，稳压二极管(DW)与电容(C2)并联后一端与结点(E)相连接，另一端与地端(N)相连接。
专利摘要一种空调压缩机用的三相电动机缺相及相序保护器，属于三相电动机保护技术领域。本实用新型要解决的技术问题在于保证检测到三相电动机输入端的来电是否缺相或相序改变，从而发出断电动作信号；同时要将缺相、相序保护器合二为一，以简化安装结构。为此，在保护器外壳内装有三相电源缺相检测电路、相序检测电路、可控硅工作电路，缺相检测电路输入端与电机输入端相接，相序检测电路输入端与电机输入端中任二端及地端相接，他们的输出端分别通过二极管接入单向可控硅触发极，通过可控硅对继电器及交流接触器控制，实现对电动机输入端的缺相及相序保护。本实用新型适用于所有要保证其旋转方向不变及防止缺相的三相电机，特别是空调压缩机。
文档编号H02H7/08GK2722484SQ20042007110
公开日2005年8月31日 申请日期2004年6月29日 优先权日2004年6月29日
发明者李永强 申请人:李永强, 王自强