专利名称：三相多功能机床电气保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电气设备，涉及对机床电气保护装置的改进。
国产机床由于不带断相、过压、欠压、短路保护装置，在使用中经常发生烧坏机床电气设备的事故。近年来，我国出口的机床，外商都要求安装电气保护器。国内原有的保护器如DY－20型电磁单相继电器、BY－10型三相晶体管低压保护器等功能单一、可靠性差。中国专利申请CN85104228A给出一种多功能自动接触器，仅进行单相采样，不能适应三相电源故障组合状态多的要求。
本实用新型的目的是提供一种能克服三相电源故障组合状态多、干扰大的难点的，具有过压、欠压、断相、短路报警及保护功能的多功能保护器。
本实用新型包括一个壳体、控制机床电源通断的控制器、驱动控制器动作的功放电路、低压整流电路、其特征在于，第一、有一个三相电压采样保持电路，由电阻R1～R6、二极管D1～D3、电容C1～C3、电位器W1～W3组成，电阻R1、R2、R3分别与R4、R5、R6串联组成三个电阻分压支路，支路的一端分别接三相电源，另一端相互连接构成保护器地线，二极管D1、D2、D3的正极分别与分压支路的分压点连接，负极分别与电容C1、C2、C3的正极连接，电位器W1、W2、W3的固定端分别与电容C1、C2、C3并联，滑动端为采样信号输出端，电阻R1＝R2＝R3，R4＝R5＝R6，电容C1＝C2＝C3，电位器W1＝W2＝W3，第二、由4个集成运算放大器IC1～IC4组成4路电压比较器，IC1和IC2的输出端与功放电路输入端连接，IC3和IC4的输出端与报警发光管连接，
第三、三相电压采样保持电路与电压比较器之间有由D4～D9组成的二极管选通门和由二极管D10～D12、电阻R0串联组成的干扰抑制电路，二极管D5、D7、D9组成欠压信号选通门，它们的负极分别与电位器W1、W2、W3的滑动端连接，正极与IC1和IC4的信号输入端连接，D4、D6、D8组成过压信号选通门，它们的正极分别与W1、W2、W3的滑动端连接，负极与干扰抑制电路的输入端(D10的负极)连接，干扰抑制电路的输出端(D11正极与D12负极的连接点)与IC2和IC3的信号输入端连接，第四、有一个向电压比较器提供标准电压的经两级稳压的标准电压生成电路，电位器W4～W7与第二级稳压管WY2并联，其滑动端分别连接电压比较器IC1～IC4的标准电压输入端。
本实用新型的工作过程是，当某一相电压出现过压(或欠压)时，其数值达到预定的报警值后，采样信号经二极管选通门送入电压比较器IC2和IC3(欠压信号送入IC1和IC4)与标准电压信号比较，使IC3(或IC4)翻转输出高电平点亮发光管D19报警，当采样信号进一步达到规定的保护值时，IC2(或IC1)翻转驱动功放电路使控制器动作切断电源，同时点亮保护指示发光管D18。
本实用新型的优点是采用三相采样保持电路，采样准确，抗干扰能力强；保护功能多，适用于任一相、二相或三相异常的几十种组合情况下的保护；动作灵敏可靠，综合误差在1％以内；能耗小，工作稳定；体积小，外形尺寸为75×95×110毫米，满足出口机床控制盒对保护器尺寸限制的要求。
图1是本实用新型原理框图。图2是本实用新型一种实施例的电路图。在图1中，(1)是三相电压采样保持电路，A、B、C接三相电源，D是保护器的地，(2)是二极管选通门，(3)是干扰抑制电路，(4)是电压比较电路，(5)是功放电路，(6)是控制器，(7)是标准电压生成电路，(8)是二次稳压电路，(9)是低压整流电路。下面结合图2给出的实施例进一步说明本适用新型的结构细节。
机床通用技术条件GB5226－87规定未经用户同意一般不允许设立中线。为了保证不设中线时对故障信号的准确采样，采样电路中R1～R6应选择误差在0.5％以内的精密电阻，其取值范围是R1＝R2＝R3＝140KΩ～170KΩ，R4＝R5＝R6＝20KΩ～24KΩ。电容C1＝C2＝C3＝220μf～470μf，W1＝W2＝W3＝10KΩ～18KΩ。三个同向串接的二极管D10、D11、D12和R0组成的串联支路将D4、D6、D8选通门输出的过压信号分压后输入电压比较器IC2和IC3，保证其输入端处在高阻状态，抑制干扰信号使其低于采样信号电平。作为电压比较器的四个运算放大器应选择精度高、漂移小、偏置电流小、驱动电流小、输入失调电流小的集成电路，例如LM324，在电压比较器IC1的输出端与过压选通门之间有一个由二极管D17与电阻R7组成的串联支路，二极管D17的负极与D4、D6、D8的负极连接，二极管D17的正极经电阻R7与电压比较器IC1的输入端连接。其作用是当出现欠压并达到保护值时，IC1输出高电平，经R7、D17后使IC2的输入端实际检测到一个过压保护信号导致IC2也翻转输出高电平，实现可靠的保护动作。供给IC1～IC4的标准电压经稳压管WY1和WY2两级稳压后取得，W4～W7为10KΩ电位器与稳压管WY2并联。根据要求调节W4～W7，可以使报警和保护的门限值满足不同用户的要求。例如调整W4～W7的滑动端与地之间的阻值比为4.24.56.06.3，保护器的指标为过压数值达到额定值的10％或欠压数值达到额定值的15％时报警，发光管D19点亮；过压数值达到额定值的15％或欠压数值达到额定值25％以及断相时，延时1秒实现保护操作，同时保护指示管D18点亮。控制器是继电器J，其常闭接点K串联在机床接触器电磁线圈回路中，当晶体管BG被驱动导通时，J动作，K断开使机床断电。整流电路由变压器BY、整流管D13～D16、电容C4和稳压管WY1组成，为保护器提供直流电压。本保护器用于三相保护，也可以用于单相保护。
权利要求1.一种三相多功能机床电气保护器，包括一个壳体、控制机床电源通断的控制器、驱动控制器动作的功放电路、低压整流电路，其特征在于，(1)、有一个三相电压采样保持电路，由电阻R1～R6、二极管D1～D3、电容C1～C3、电位器W1～W3组成，电阻R1、R2、R3分别与R4、R5、R6串联组成三个电阻分压支路，支路的一端分别接三相电源，另一端相互连接构成保护器地线，二极管D1、D2、D3的正极分别与分压支路的分压点连接，负极分别与电容C1、C2、C3的正极连接，电位器W1、W2、W3的固定端分别与电容C1、C2、C3并联，滑动端为采样信号输出端，电阻R1=R2=R3，R4=R5=R6，电容C1=C2=C3，电位器W1=W2=W3，(2)、由4个集成运算放大器IC1～IC4组成4路电压比较器，IC1和IC2的输出端与功放电路输入端连接，IC3和IC4的输出端与报警发光管连接，(3)、三相电压采样保持电路与电压比较器之间有由D4～D9组成的二极管选通门和由二极管D10～D12、电阻R0串联组成的干扰抑制电路，二极管D5、D7、D9组成欠压信号选通门，它们的负极分别与电位器W1、W2、W3的滑动端连接，正极与IC1和IC4的信号输入端连接，D4、D6、D8组成过压信号选通门，它们的正极分别与W1、W2、W3的滑动端连接，负极与干扰抑制电路的输入端(D10的负极)连接，干扰抑制电路的输出端(D11正极与D12负极的连接点)与IC2和IC3的信号输入端连接，(4)、有一个向电压比较器提供标准电压的经两级稳压的标准电压生成电路，电位器W4～W7与第二级稳压管WY2并联，其滑动端分别连接电压比较器IC1～IC4的标准电压输入端。
2.根据权利要求1所述的保护器，其特征在于R1～R6为误差在0.5％以内的精密电阻，其取值范围是R1～R3140KΩ～170KΩ，R4～R620KΩ～24KΩ。
3.根据权利要求1或2 所述的保护器，其特征在于，二极管D17的负极与D4、D6、D8的负极连接，二极管D17的正极经电阻R7与电压比较器IC1的输出端连接。
专利摘要本实用新型是一种三相多功能机床电气保护器，它包括壳体、控制电源通断的控制器、功放电路、整流电路，主要特点在于独特设计的三相采样保持电路、电压比较器、信号选通电路和标准电压生成电路。本实用新型采样准确，抗干扰能力强，保护功能多，能在三相电源过压、欠压、断相、短路等多种故障状态实现可靠保护，综合误差在1％以内，体积小，能耗低，满足出口机床对保护器的要求。
文档编号H02H3/10GK2093449SQ91223490
公开日1992年1月15日 申请日期1991年8月23日 优先权日1991年8月23日
发明者黄振鸿, 沈明追, 徐重敏 申请人:航空航天工业部第六○二研究所