专利名称：组合式电路状态转换器的制作方法
技术领域：
本实用新型称为组合式电路状态转换器，属低压控制电器产品类。该转换器主要用于三相交流异步电动机的Y－△自动转换节电器和各种场合的超负荷自动限电器等控制装置中。
现已有的与本实用新型接近的产品是用于异步电机轻载节电器中，其产品存在下述问题由于其结构为一整体，因此生产调试时极不方便，影响生产率的提高；再则，使用中若有损坏，用户在没有专用的模拟电机工作情况的可调电流设备的情况下，难以修复使用。其次，为了实现使用转换器的电气控制装置所需的延时功能，一般是设计专门的延时控制环节，增加了使用晶体管等电子元件的数量，使电路复杂，也使成本增高。
本实用新型的目的是提供一种通过采用组合式结构来克服生产和维修过程中调试困难以及通过将工作电源与延时两部份合而为一的结构使电路简单且省材、节电的新型电路状态转换器。
下面结合本实用新型附图，分别说明本实用新型设计目的实现方法。
见
图1组合式电路状态转换器原理图。
设计特殊的负载电流信号取样部份，由电流互感器BL和可调电阻R0担任。被控负载的一根主线穿过电流互感器，其负载电流的变化反映到绕组线圈中，产生相应的变化电流信号，通过电阻R0调节，使负载电流达制预控值时，此取样部份通过插座输出的电流信号刚好满足转换控制部份的要求，通过进行必要的控制处理，使状态转换继电器J输出转换信号、达到改变电路状态的目的。
见图2组合式电路状态转换器结构图。
其中，图2(A)为转换器总成图。图2(B)为转换器的负载电流取样头，上部的通孔供负载电流主线之一穿过，使转换器与被控负载主电路实现感应式连接，取消了大电流接点，因而安全可靠；取样信号经中部的插头输出。其右面下部有两孔，可单独固定。图2(C)为转换器的控制转换部份，通过中部的插座接受负载电流的取样信号，经过控制处理，输出电路状态转换控制信号。其正面下部有两孔，也可单独固定。
见图3转换器控制转换部份模块及调试负载电流信号感应取样头示意图；图4转换器负载信号取样模块及调试控制转换部份示意图；图5用户自行修复、调试转换器控制转换部份示意图。
本实用新型的负载电流取样信号部份和控制转换部份的分离，是由于采用了各部份单独模拟可调的方法而实现的。负载电流取样信号部份的模拟调试块是由相当于二极管D2、电阻R3、R5和晶体管BG的基极一发射极以及测量机构所组成的一个模块，如图3中虚线框内部份。方法是将负载电流的一根主线穿过待调试的转换器感应取样头并将其与模块连接可靠。调整可调电流源，使“负载电流”达到预定的控制值时，通过改变电阻R0的阻值，使电流表的读数符合一定要求即可。
调试转换器控制转换部份的模拟调试块是被控负载电流的取样信号源，由相当于电流互感器BL的电源部份BL′和控制器件R0－1′和R0－2′以及开关K组成，即图4中虚线框内部份，输出符合要求的信号。方法是将此模块与待调试的转换器控制转换部份通过插座连接可靠，并接通转换器所需电源。先将模块开关K扳至“大”，然后调整电阻R3的阻值，使转换继电器J刚好吸合为止；再将模块开关K扳至“小”接着调整R4的阻值，使转换继电器刚好释放为止。这就实现了转换器两个组成部份的单独调试。这样调好的转换器，其负载控制额定值由负载电流感应取样头决定，而转换部份则可在一定范围内通用、互换。
转换器使用中若有损坏，一般只需进行转换器控制转换部份的更换或修理，修复后即可由用户自行参照图5所示进行调试。调试只需一台符合产品说明书中指定型号的普通万用表，一只可调电阻和一组交流电源即可。方法是将待调试的转换器控制转换部份与负载电流感应取样头的模拟替代部份连接好，并接通转换器所需电源。先调整R0′的阻值，使电流表读数符合产品说明书中规定的值；然后再调整待调试的转换器中有关元件的值，使其转换继电器J刚好动作(吸合、释放)为止。简单、方便。
见图1，为了简化电路，本实用新型将电源部份延时部份合而为一。由电容C1和电阻R1限流降压，稳压管W稳压、二极管D1和稳压管W共同担任整流、电容C2滤波，将电网交流电源变换成供转换器使用的低压直流稳压电源。与此同时，由于C1的限流作用和C2的充电特性，决定了在接通电源后的最初一段时间里，C2两端的电压只能缓慢上升，逐渐达到稳压管W的稳压值。因此，在C2两端电压上升到继电器J的最低吸合电压以前，继电器J是不可能因任何原因而动作的，从而实现了通电延时功能，省掉了单独的延时部份元器件和电源变压器等，降低了成本。而且，由于省掉电源变压器，还可节约其损耗的电能和大量铜材、硅钢等。
为了保证转换可靠，由转换继电器J的一组触点J－1与电阻R3、R4组成继电器吸合、释放的分别加速电路，并且方便地实现了继电器吸合、释放两种状态的单独控制，满足了如异步电机节电装置所需的Y→△转换值和△→Y转换值的分别整定。当负载电流值在预控值以下时，继电器J不吸合，J－1常闭触点连通R3支路，将一部份取样信号分流；调整R3阻值，可以使负载电流值上升到预控之上阀值时，继电器J刚好吸合。由于J的吸合，J－1常闭触点分开，R3支路首先分断，取样信号电流全部通过R5到晶体管BG的基极，使基极电流增大，继电器J加速吸合过程。一旦J吸合后，由于J－1常开触点的闭合，将电阻R4与R5并联，进一步使基极电流增大，继电器吸合更可靠。当负载电流下降到预控之下阀值时，调整R4阻值使继电器J刚好释放。J释放时，J－1常开触点断开，分断了电阻R4与R5的联接，BG的基极电流将减小，加速了继电器的释放过程。一旦J释放完毕，其J－1常闭触点闭合，连通了R3支路，使基极电流进一步减小，继电器释放更可靠。
下面结合本实用新型的实施产品之一——电机Y－△转换自动节电器，进一步说明。
见图6，三相交流异步电机Y－△转换自动节电器电路原理图。图中，A部份为电机主电路，B部份为电机控制电路，C部份为电机Y－△转换器。其工作原理说明如下。
电源接通后，按启动按钮2A，主接触器Z线圈得电吸合并自保，Y形接法接触器线圈Y通过转换继电器触点组J－2的常闭点也得电吸合。于是，电机主电路得电，在Y形接法下开始起动。与此同时，转换器的X端通过接触器Z的辅助常开触点得电，与
端构成转换器所需的交流电源。此电源经C1、R1、D1、W、C2等元件组成的电源及延时部份后，经过一段延时，然后在C2两端逐渐建立起一个稳定平滑的直流电压。这以后，若电机起动过程已经结束、负载又不重时，电机将仍然保持Y形运转，起到降低损耗、提高功率因数的节电作用。当工作中，负载加重到一定程度，需要电机输出额定功率时，反映到转换器负载电流感应取样头，取样信号电流增大，晶体管BG便导通，集电极电流上升，继电器J吸合动作，其J－2触点组转换，切断Y接触器线圈回路，使其释放，并使△接触器线圈得电吸合，电机主电路转换为△接法，满足重负载工作需要。
停止工作时，按下按扭1A，主接触器Z与Y或△接触器同时释放。主接触器的常闭触点闭合，将转换器内C2两端短路放电，使下一次启动电机时仍然具有延时功能。R2是C2的自放电电阻，当电机主电路采用闸刀、铁壳开关等无主接触器的直接控制时，停机后将无法使C2两端短路放电，重新启动电机时，将会在起动过程未结束时即转换为△形接法，增加不必要的转换；加了电阻R2后，可以在短时间内使C2放电完毕。
本转换器的启动延时时间是随电网电压变化的，这样在实际上更符合电机工作情况。假定根据某一设备的情况，选用延时时间为5秒的转换器能保证电机整个启动过程中都不转换接法，那么，当电网电压上升20％时，转换器的启动延时也将提前约20％，为4秒左右，然而电机在电压为额定电压的120％情况下启动，启动过程则也将缩短20％左右的时间，反之亦然。因此这种简单的延时电路是能适应电机实际情况需要的。
本转换器在继电器J的线圈两端并联电容C3，既可吸收继电器断电时的反电势、保护晶体管，又可起到状态转换的反电流特性的延时作用。即当负载平缓地升降时，将由于C3的充电特性而使继电器的转换经过明显的延时后才动作，进而转换电机接法。如果在C3上的电压还未上升到继电器的吸合值或下降到继电器的释放值时，负载又发生了相反的变化，则继电器将避免一次不必要的转换，而这对于负载(如电机)是有好处的。但如果负载猛地上升，则电容C3的充电特性将接近于直线上升，延时非常短暂，继电器迅速动作，输出开关信号，及时转换。这样，对于如电机负载之类，可以避免闷车、降速→转换→升速引起明显的冲击。上述反电流延时特性与同类产品采用较复杂的固定延时措施比较，具有明显的优点，更能适应电机的实际工作状况。
权利要求1.一种用于低压电气控制装置中的组合式电路状态转换器，本实用新型的特征是由状态转换控制部份与被控负载电流感应取样信号部份采用可分离单独生产、调试、维修和更换的组合式结构，具有控制电路状态转换的继电器J，该状态转换继电器的工作电源由电容C1和电阻R1将交流电源限流降压，二极管D1、稳压管W整流稳压和电容C2滤波供给；并利用电容C1和电阻R1的限流作用与电容C2的充电特性相配合，在提供继电器所需工作电源的同时实现了使用该电路状态转换器的电动机或电气控制装置所需的起动闭锁延时功能。该状态转换继电器J吸合、释放动作则由电流互感器BL感应产生的与负载变化相应的电信号经继电器吸合、释放分别加速电路和晶体管BG放大后予以控制。
2.按权利要求1所述的组合式电路状态转换器，其特征是继电器触点J－1的常闭点与晶体管BG的发射极之间接入分流电阻(R3)，J－1的常开点与晶体管基极之间接入分流电阻(R4)，组成继电器吸合、释放动作时的分别加速电路。
专利摘要本实用新型为组合式电路状态转换器、属低压控制电器。由电流型负载信号感应取样部分与控制转换部分组合结构而成。其控制转换部分设计为通用型结构，可以互换，简化了生产调试过程，用户也可以不需专用设备而进行调试维修。转换器的电源部分与延时部分合而为一，可以降低原材料和电能消耗，也使其结构简单、体积小，因而可以做为一个普通的电气控制元件而广泛应用于三相交流异步电机的Y—△自动转换节电器、自动限电器等电气控制装置中。
文档编号H02H3/13GK2058788SQ8920680
公开日1990年6月27日 申请日期1989年4月29日 优先权日1989年4月29日
发明者邓玖江 申请人:邓玖江