专利名称：电动机保护接触器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种有关电气工况出现异常的保护装置，特别是一种电动机保护接触器。
为了防止电动机在运行时，由于某种原因缺少一根火线或者过载烧毁电动机的现象发生，一般采用电热型、电压型和电流型保护器解决。由于前种类型即热继电器不能很好地保证电动机正常工作，眼下正逐渐被后两种替代。电压型保护器，其断相信号从三相火线串联的分压电阻的公共点上取出，这适于在星形接法的电机上使用，断相后由于电机绕组感应电势的作用，不能及时切断电源；还有一种接法，则是将三支取样电阻接成星形，从中性点与地之间取出断相信号，这种接法，在三相负载不平衡的情况下，不断相也易于跳闸，影响生产。电流型保护器的工作原理是将穿心互感器安装在三相火线上检测断相信号，经放大器驱动继电器工作切断电源。这种保护器在感应电流大时，易烧毁放大管，而且成本高，安装麻烦。其次，无论电压型还是电流型，结构较复杂、元器件多且都需与交流接触器相配合，给安装带来不便。再则，保护器做成独立整机，在人们保护意识不一的情况下，它就成了可用可不用的产品，因此，达不到预期的经济和社会效益。
本实用新型的目的是针对上述缺陷，提供一种电动机保护接触器，无论是在断相或者过载、短路时，也不论何种接法的电机或者三相不平衡，它均对电动机具有十分可靠的保护作用。
本实用新型的目的是这样实现的其外壳内设有断相、过载、短路保护电路，采用稳压二极管DW从三相自耦降压变压器B相连的三相桥式整流器Z2取出断相电压信号，采用同极性并联的两个电流互感器LH检测出过载、短路电流信号，此两信号分别经断相保护电路中的三极管T2，过载、短路保护电路中的T3、可控硅KG1，输至或门保护出口电路中的KG2控制极G上，G极经R17接地，KG2正极接三相桥式整流器Z1正极，KG2负极与电机运转控制回路相连，停机按钮TN并联在KG2正、负极上，T2发射极、T3集电极并接于慢启动电源电路中的三端集成稳压器SW输出端上。
前述方案中，通过螺栓将交流接触器外壳和灭弧罩紧固在上述的装有断相、过载、短路保护电路的外壳上。交流接触器外壳内，装有交流接触器和由机械臂、脱扣器组成的控制触头动作的机械闭锁装置。脱扣器线圈两端串接在与KG2负极相连的失压脱扣电路中。失压脱扣电路的作用是保证电机在失压(断相)时切断电源，停止电机运转。在失压脱扣电路中，脱扣器线圈一端接KG3、KG2负极，另一端接C6和Z1负极，C6另一端接D20负极、KG3正极和R16，R16另一端和KG3控制极接地。D20正极接Z1正极。这是一种将交流接触器、断相和过载、短路保护融为一体的方便用户的电动机保护装置。
而前述的一种没有和交流接触器融为一体的电动机保护装置，其电机运转控制回路中，可以串入一继电器常闭触点，以便故障信号经过或门保护出口电路去触发该继电器，切断电机供电电路，保护电机不烧毁。
为了避免因漏电危及人身安全的现象发生，可以在上述方案的或门保护出口电路中，其D17正极上接有由D18和并联的电容C4、电阻R7组成的漏电检测电路。
本实用新型工作原理是电动机按常规方式启动、运行。当出现断相或电机出现过载、短路以及漏电现象时，分别通过各检测元件、判断元件输出故障信号，经过或门保护出口电路去触发可控硅KG1控制极，KG1导通，从而使电机运转控制回路中的继电器或者机械闭锁装置动作，切断电机供电电路，以保护电机不致于烧毁。采用慢启动电源电路的作用是，避免电动机启动时，启动电流超过正常5～7倍所造成的误动作。
本实用新型的优点是其一，断相部分中的检测元件少，且性能可靠，无论何种接法的电机或是三相不平衡，断相后的电机均可以及时受到100％的保护。
其二，使用方便，不需要调试，用户只需调节开关到与电机功率匹配的档位即可，且精度高，电机过载、短路时不会烧毁。
其三，方便用户，既有单独的断相、过载、短路保护器，又有与交流接触器CJ融为一体的断相、过载、短路保护器。且后种保护器，不论何种容量的CJ，其运行时功耗少，仅耗电零点几瓦，跳闸瞬间耗电也才3W，而现有的各种市售电机保护器，以20A容量的CJ为例，运行时耗电9W，且随匹配的CJ容量增高而耗电增大。此外，后种保护器还可避免发生因那些保护意识不强的用户由于不装电机保护器所带来的损失。
其四，生产容易，调试简单，成本较低。
图1是本实用新型外形图；图2是本实用新型电路原理图；图3是本实用新型的机械闭锁装置结构示意图。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图1所示灭弧罩1、外壳2、外壳3依次用螺栓紧固。外壳2内装有交流接触器CJ和由机械臂16、脱扣器所组成的控制触头动作的机械闭锁装置。外壳3内装有断相、过载、短路保护电路。外壳3的壳体面上，设有电机功率选择开关4，过载保护整定指示灯5，过载保护整定调整电位器6和断相检测指示灯7。外壳2壳体面上，装有两个电流互感器8，电路中电源连接线9穿过电流互感器腔体后，其端头通过交流接触器CJ出线端子及固定螺钉10与灭弧罩1壳体相连。以上序号4、5、6、7、8，分别是图2电路中的K、发光二极管LED1、W、LED2、LH。
如图2所示，本实用新型的电路包括电源回路、慢启动电源回路、断相保护电路、过载和短路保护电路、漏电检测电路、或门保护出口电路和失压脱扣回路等部分。
本实用新型设有和交流接触器CJ融为一体(见图1)以及没有CJ的两种电机保护接触器，除前者多一个失压脱扣回路部分外，余电路组成相同。具体情况如下。
电源电路由三相自耦降压器B和三相桥式整流器Z1、Z2组成。B线圈原边端头分别和A、B、C三相电源线相连，副边有二组抽头分别和Z1、Z2相接。B提供两组电压等级的电压经Z1、Z2整流后，供保护用。Z1、Z2分别由六个二极管组成。
慢启动电源回路由三端集成稳压器SW、电容C1和C5、电阻R11、R12和R13、三极管T1及二极管D19组成。SW输入端接Z2正极和稳压二极管DW负极，以及经C1接R11、T1集电极和C5接地端；SW输出端分别经R12接R13、T1发射极、R11的另一端以及SW公用地，经D19正极接R13另一端、T1基极和C5非地端。
或门保护出口电路由D15、D16、D17、分压电阻R14和R15、可控硅KG2及R17组成。D15、D16、D17正极分别接断相保护电路的T2集电极、过载和短路保护电路的KG1负极、漏电检测部分的D18负极，其负极并接于R14、R15的连接点。R14另一端接地。R15另一端接KG2控制极G上。KG2正极接Z1正极，KG2控制极G经R17接地，KG2正、负极上并联有停机按钮TN。
下面结合本实用新型工作过程叙述图2中其余部分电路结构一、断相保护电路组成包括DW、LED2、R8、R9、R10、R17和T2。DW负极接Z2正极；DW正极经R8接R9和T2基极，又经LED2负极接R17。T2集电极接D15正极和经R10接地，T2发射极接SW输出端。R9和R17另一端接地。
当DW检测信号(未经稳压)高于DW击穿电压时，DW导通，经R8、R9分压后加到T2基极，由于T2采用硅PNP开关管，所以三相正常供电时，T2基极正向偏置，T2呈阻断状态，其集电极输出负信号，而负信号对D15呈反偏截止，或门无正电压输出。当三相交流电源中某相断线时，DW阻断，使T2基极呈负偏，T2导通，其集电极输出正电压使D15导通，经R14、R15分压后去触发KG2，使串接在电机运转控制回路中的继电器或机械闭锁装置动作，切断主回路CJ，从而保护电机不烧毁。
二、过载、短路保护C2和全波整流器并联于两个同极性相连的LH的副边上。开关K的活动臂尾端与全波整流器D13、D14的正极端相连，头端则与接在T3基极上的电机功率选择电路相连。T3发射极经KG1负极接D16正极上，且经LED1接并联的C3、R6。T3集电极接SW输出端。C3、R6另一端接地。KG1正极、控制极并联有R5。
电机功率选择电路由4个(或＞、＜4个)电阻(R1、R2、R3、R4)和可调电阻W及R18组成。四个电阻一端并接于W，另一端空着，可依次与K活动臂头端相接，形成电机功率选择档位。W另一端及中心点接T3基极且经R18接地。
LH检测出过载、短路电流信号，经D13、D14全波整流后，降落在R1或R2或R3或R4上(具体电压降值视T3基极关断电压临界点的值而定)，微调W，使LED1处于亮、熄之间的临界点上，此时电机正常工作电流被整定在1.3倍(视为过载的1.3倍电流)以内。
电机正常运行时，T3不导通且无输出。当电机电流超过1.3倍及以上时，T3导通，C3、C6开始计时。若在允许过载时间内，过载电流消失，则KG1仍然阻断，无故障信号输出。如到了允许过载时间还未消失，则T3输出故障信号(正电压)，经R5降压后触发KG1导通，于是D16导通，经R14、R15分压后去触发KG2导通，使串接在电机运转控制回路中的继电器或机械闭锁装置动作，切断主回路CJ，从而保护电机不被烧毁。若过载电流上升很快，则C3很快被充满，切断电源时间缩短。因此，此电路具有过载反时限特性，所以此电路兼有过载及短路保护功能。
三、漏电保护由C4、R7、D18组成。C4、R7并联，其一端接地，另一端经D18负极接D17。
若电机因定子线圈绝缘损坏并接机壳发生漏电现象时，漏电流经C4、R7降压进入D17，去触发KG2，使串接在电机运转控制回路中的继电器或机械闭锁装置动作，切断CJ回路，从而防止人身触电事故发生。
如图3所示，本实用新型的机械闭锁装置位于外壳2内，其由机械臂16、脱扣器组成。机械臂16呈“
”形状，其杆体中部依靠支点17连接在外壳2上；其左端与CJ动触头15相连，再往下是CJ机构，即定触头14、弹簧13、电磁铁12和线圈11；其右端插销臂有一供插销18配合的凹槽。与外壳2内支架相连的脱扣器，是由插销18、衔铁19和线圈20组成。插销18尾端固定在衔铁19中部。线圈20(即图2中TQ)内腔设有铁芯。TQ串接在失压脱扣回路中。
如图2所示的失压脱扣回路，TQ一端接KG2和KG3的负极，另一端接C6和Z1负极，C6另一端接D20负极、KG3正极和R16，R16另一端和KG3控制极并接于地，D20正极接Z1正极。
本机械闭锁装置工作原理是当或门D15、D16、D17中任一路有正电压到来时，经R14、R15分压后去触发KG2控制极G，使KG2导通，于是TQ得电，铁芯吸合衔铁19，使插销18头端脱离机械臂16凹槽，主回路CJ触头断开，电机停止运转；TQ失电时，铁芯磁力消失，衔铁在弹簧(未画)作用下复位。再启动时(按启动按钮HN)，插销又插入凹槽，CJ触头结合，于是电机又开始运转。若使电机停止工作，只要按动停机按钮TN即可。
权利要求1.一种电动机保护接触器，其外壳(3)内设有断相、过载、短路保护电路，其特征在于稳压二极管DW从三相自耦降压变压器B相连的三相桥式整流器Z2取出断相电压信号，由同极性并联的两个电流互感器LH检测出过载、短路电流信号，此两信号分别经断相保护电路中的三极管T2，过载、短路保护电路中的T3、可控硅KG1，输至或门保护出口电路中KG2的控制极G上，KG2正极接三相桥式整流器Z1正极，KG2负极与电机运转控制回路相连，T2发射极、T3集电极并接于慢启动电源电路中三端集成稳压器SW输出端上。
2.根据权利要求1所述的接触器，其特征在于装有断相、过载、短路保护电路的外壳(3)上，有用螺栓与之相连的外壳(2)、灭弧罩(1)，外壳(2)内设有交流接触器CJ和机械闭锁装置，机械闭锁装置是由机械臂(16)、脱扣器组成，脱扣器由插销(18)、衔铁(19)和线圈20(简称TQ)组成，TQ串接在失压脱扣回路中，TQ空腔内有一铁芯。
3.根据权利要求2所述的接触器，其特征在于所述的失压脱扣回路中，TQ一端接KG2、KG3的负极，另一端接C6和Z1负极，C6另一端接D20负极、KG3正极，并经R16接KG3控制极和接地，D20正极接Z1正极。
4.根据权利要求1或2所述的接触器，其特征在于由D18和并联的电容C4、电阻R7组成的漏电检测电路中，C4、R7一端接地，另一端经D18负极与或门保护出口电路中的D17正极相连。
5.根据权利要求1所述的接触器，其特征在于断相保护电路中，DW负极接Z2正极，DW正极经R8接R9及T2基极，经发光二极管LED2负极接R17，R9和R17另一端接地，T2集电极接D15正极和经R10接地。
6.根据权利要求1所述的接触器，其特征在于过载、短路保护电路中，LH副边两端并接有C2和全波整流器D13、D14，开关K的活动臂尾端与D13、D14正极相连，头端则与接在T3基极上的电机功率选择电路相连，T3发射极经KG1负极接或门保护出口电路中的D16正极上，经LED1负极接并联的C3、R6、C3、R6另一端接地。
7.根据权利要求6所述的接触器，其特征在于电机功率选择电路中，电阻R1、R2、R3、R4一端并联于可调电阻W一端上，W另一端及中心接点与T3基极相连。
8.根据权利要求1所述的接触器，其特征在于慢启动电源电路中，SW输出端分别经R12接R13、T1发射极、R11和SW公用地，经D19正极接R13另一端、T1基极和C5，C5和R11的另一端接地且接T1集电极和C1，C1另一端接SW输入端和DW负极。
专利摘要本实用新型是一种用于电气工况出现异常的电动机保护接触器，其外壳(3)内设有保护电路。电路中，由稳压二极管DW检测的断相电压信号和由同极性并联的两个电流互感器LH检测的过载、短路电流信号，分别经断相保护电路中的三极管T
文档编号H02H7/09GK2144363SQ92244280
公开日1993年10月20日 申请日期1992年12月10日 优先权日1992年12月10日
发明者张开雄, 双浩云 申请人:张开雄, 双浩荣