专利名称：多功能三相电源保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源保护装置，属于多功能三相电源保护器。
目前，在三相电源上的保护装置，一般采用继电器，要达到6种保护功能大约需要十几只继电器，所需的设备繁多，体积大，而且接线调试较困难。
本实用新型的目的是提供一种接线简单、调试容易、体积小、成本低，具有对相序、断相、欠电压、过电压、过载、短路等故障监测的多功能三相电源保护器。
本实用新型的目的可以这样实现，该保护器包括稳压电源及电压采样电路、电源指示电路、欠电压保护及欠电压指示电路、过电压保护及过电压指示电路、相序指示电路、过载指示电路、功率开关放大输出电路、执行电路、接触器节能运行电路，还包括三相电压采样电路、三相电压阻容移相电路、相序运放断相保护电路、三相电流采样检测电路、电流过载整定电路、反时限过载运放电路、短路电流整定电路、基准运放比较电路；三相电压采样电路输出经三相电压阻容移相电路送到相序运放断相保护电路，相序运放断相保护电路输出一路送到相序指示电路，另一路送到功率放大开关电路；三相电流采样检测电路输出一路经电流过载整定电路、基准运放比较电路，送到功率放大开关电路，反时限过载运放电路输出一路送到过载指示电路，另一路经基准运放比较电路送到功率放大开关电路，功率放大开关电路输出经执行电路送到接触器节能运行电路。
实现本实用新型的目的也可以采取以下措施三相电压采样电路是由熔断器RDa、RDb、RDc组成，熔断器RDa、RDb、RDc位于隔离开关HK之后，接触器CJ之前，其各一端分别与电源A、B、C相线相接，其另一端分别与三相电压阻容移相电路中的电阻R1、R3、R5一端相接，RDa另一端同时接电容C1；三相电压阻容移相电路中电阻R1、R2串联后接地，电阻R3、R4串联后接地，电容C1与电阻R7一端相接，电阻R5和R6与电位器RP1串联接电容C2一端，电容C2另一端接地，同时电位器RP1一端及分压点接电阻R7一端，相序运放断相保护电路中电阻R7另一端经二极管D1、D2的一端接于集成运算放大器IC2的FY的5脚，FY的6脚、二极管D1、D2另一端接地，FY的7脚与电阻R9一端相接，电阻R8与电容C3并联接在FY的5脚与电阻R9另一端之间，同时电阻R9另一端经二极管D3一路与相序指示电路的R10及LED5相接，另一路与功率放大开关电路中的二极管D4相接；三相电流采样检测电路中三相电流电压变换器LHBa、LHBb、LHBc分别与二极管D12、D13、D14一端相接，二极管D12、D13、D14另一端并联后一路经电容C15接地，另一路与电流过载整定电路中电位器RP2相接，还有一路与短路电流整定电路中电位器RP3相接；电流过载整定电路中电位器RP2一端接地，其分压点接电阻R41，电阻R41另一端与稳压管DW1、电容C4相接后与反时限过载运放电路中的电阻R28相接，稳压管DW1、电容C4另一端接地；反时限过载运放电路中电阻R28另一端接于集成运算放大器IC1的FC的8脚，电阻R25、R26的分压点接电阻R27，电阻R27另一端接于FC的8脚，FC的9脚接地，二极管D7与电阻R29并联接在FC的8脚与FC的10脚之间，FC的10脚经电阻R30接于IC1的FD13的脚，电阻R31、R32的分压点接电阻R33，电阻R33另一端接于FD的13脚，电容C8与二极管D8并联接在FD的13脚与FD的12脚之间，FD的11脚接正稳压电源，FD的7脚接负稳压电源，FD的12脚一路经电阻R35与基准运放比较电路中的二极管D9相接，另一路与过载指示电路中的R34、LED4串联接地；短路电流整定电路中电位器RP3一端接地，RP3分压点接电阻R42，电阻R42一端接稳压管DW2、电容C5一端，与基准运放比较电路中的电阻R39相接，稳压管DW2、电容C5另一端接地；基准运放比较电路中的二极管D9、电阻R39接于IC2中的Fe的3脚，电阻R36、R38分压点接电阻R37，电阻R37另一端接Fe的2脚、Fe的11脚接正稳压电源、Fe的4脚接负稳压电源，Fe的1脚与功率放大开关电路中的二极管D10相接。
本实用新型具有功能齐全、接线简单、调试容易、体积小，各保护功能均能在设定值的0.1秒内迅速动作，并且过载保护具有反时限特性。
以下结合附图及实施例对本实用新型进行描述。
图1为本实用新型的原理方框图；图2为本实用新型的电路原理图；图3为本实用新型的外形结构图。
参照图1，三相电压采样电路1输出经三相电压阻容移相电路2送到相序运放断相保护电路3，相序运放断相保护电路3输一路送到相序指示电路4，另一路送到功率放大开关电路16；电源及电压采样电路5输出一路送到欠电压保护电路6，另一路送到过电压保护电路8，欠电压保护电路6输出一路送到欠电压指示电路7，另一路送到功率放大开关16，过电压保护电路8输出一路送到过电压指示电路9，另一路送到功率放大开关电路16；三相电流采样检测电路10输出一路经电流过载整定电路11送到反时限过载运放电路12，另一路送到短路过载指示电路13，还有一路经基准运放比较电路14送到功率放大开关电路16，短路电流整定电路15输出经基准运放比较电路14送到功率放大开关电路16；功率放大开关电路16输出经执行电路17送到接触器节能运行电路18。
参照图2，由熔断器RDa、RDb、RDc组成的三相电压采样电路1，分别接于电源线A、B、C与三相电压阻容移相电路2之间，由电源A相线采样熔断器RDa的采样电压一路送到电阻R1、R2串联降压接地，另一路经电容C1与电位器RP1并联送到电阻R7，同时还有一路送到稳压电源中的变压器B的初级。由电源B相线采样电压经熔断器RDb串联电阻R3、R4降压后接地。由电源C相线采样电压经熔断器RDc串联电阻R5、R6、电位器RP1降压后与电容C1并联接电阻R7，电阻R7为集成运算放器IC2中FY的限流取样电阻，电容C2为FY的输入吸收电容。当三相电源不是A、B、C排列时，即三相位差不为120°电气角度时，则R7输入电压不为零，所以输入电压经二极管D1、D2双向限幅，输入到FY的反相输入端5脚，同相端6脚按地，经运算放大后从FY的7脚经位限流电阻R9输出，输出一路经电容C3、电阻R8并联后反馈送到FY的输入端5脚，另一路经二极管D3送到由电阻R10、发光二极管LED5组成的相序指示电路4，同时还有一路经二极管D3送到功率放大开关电路16中的二极管D4，经电阻R40、稳压管DW3、三极管BG送到执行电路17，经接触器节能运行电路18使接触器CJ断开。
稳压电源电压采样及电源指示电路5中的变压器B的原级二端与电源A、C相线相接，变压器B的次级中心抽头接地，其次级的两端与桥式整流电路D16-19相接，D16-19正端与电容C9、C10、C11、集成三端正稳压电源IC3构成正稳压电源，D16-19负端与电容C12、C13、C14、集成三端负稳压电源IC4构成负稳压电源，负稳压电源接由电阻R43、发光二极管LED1组成的电源指示电路，欠电压保护电路6由稳压电源-V端采样经电阻R23、R24分压，电阻R13将变化电压值送到IC1的FA的2脚，经电阻R11、电位器RP4串联分压，由电阻R12将正电压基准采样值送到IC1的FA的2脚，FA的1脚经电R14接地，FA的3脚输出一路送到由电阻R15、发光二极管LED2组成的欠电压指示电路6，另一路经限流电阻R16，吸收干扰电容C5送到功率放大开关电路16中的二极管D5，经电阻R40、稳压管DW3、三极管BG、使继电器J动作，带动接触器节能运行电路18使接触器CJ断开。过电压保护电路8由稳压电源-V端采样经电阻R23、R24分压由限流电阻R19将变化负电压值与经电阻R17、电位器RP5串联分压后由电阻R18将正电压基准采样值送到IC1的FB的6脚，FB的5脚经电阻R20接地，FB的4脚输出一路送到由电阻R21、发光二极管LED3组成的过电压指示电路9，另一路经限流电阻R22、吸收干扰电容C7送到功率放大开关电路16中的二极管D5，经电阻R40、稳压管DW3、三极管BG，使继电器J动作，经按触器节能运行电路18使接触器CJ断开。
三相电流采样检测电路10在100A以下时可按图3直接将电源线穿过保护器壳体19与用负载A′、B′、C′相接，如超过100A时则按图2中的电源A、B、C相线穿过互感器LHa、LHb、LHc至负载，互感器LHa、LHb、LHc的K1端分别接电流表1A、2A、3A，还串联接LHBa、LHBb、LHBc初级的始端，而LHa、LHb、LHc的K2端与LHBa、LBBb、LHBc的末端接电源地，LHBa、LBBb、LHBc的次级末端接印制板地，其始端分别接二极管D12、D13、D14的阳极，二极管D12、D13、D14的阴极并联输出一路经电容C15接地，另一路送到电流过载整定电路11，同时还有一路送到短路电流整定电路15；电流过载整定电路11中分压设定电位器RP2、限流电阻R41接稳压管DW1、电容C4，经限流电阻R23送到IC1中FC的8脚，电阻R25与电阻R26串联分压，由电阻R27将负基准值送到FC的8脚，FC的9脚接地；FC的10脚输出经电阻R29、二极管D7并联接于FC输入端8脚，使其运算放大器构成比例放大器，FC的10脚输出经电阻R30送到反时限过载运放电路12中FD的13脚，反时限过载运放电路12由电阻R31、R32分压经电阻R33将负电压基准值送到FD的13脚，FD的14脚接地，FD的12脚输出经并联相接的电容C8、二极D8接于输入端13脚，使其运算放大器构成反时限运算放大器，FD的12脚输出一路送到由电阻R34、发光二极管LED4组成的过载指示电路13，另一路经电阻R35送到基准运放比较电路14中的二极管D9；基准运放比较电路14中由二极管D9与IC2中Fe的3脚相接，由电阻R36与电阻R38串联分压的正电压基准动作值经电阻R37送到Fe的2脚，Fe为输出开环放大翻转电路，经Fe的1脚输出的正电压送到功率放大开关电路16中的二极管D10，经电阻R40、稳压管DW3、三极管BG，使继电器J动作、接触器CJ断开；短路电流整定电路15将三相电流采样检测电路10采样值经电位器RP3、电阻R42、稳压管DW2、电容C5、由电阻R39送到Fe的3脚进行高倍放大，Fe的1脚输出经功率放大开关电路16、执行电路17、接触器节能运行电路18，使接触器CJ断开。
执行电路17是由二极管D11、继电器J组成。继电器J的触点1-3常闭，1-2为常开。接触器节能电路18由熔断器RDa与停止按钮TA、起动按钮QA串联，起动按钮QA与常开接点CJ1并联后接常闭接点CJ2，常闭接点CJ2又与降压电容C16并联后经继电器常闭接点J′接与桥式整流电路D20-23一端，桥式整流电路D20-23另一端接于熔断器RDc，压敏电阻Rv一端接常开接点CJ1，电容C16，其另一端接熔断器RDc，桥式整流电路D20-23正、负端与接触器线圈CJ′二端相接。
图2中所示的互感器LHa、LHb、LHc、电流表1A-3A，按钮TA及QA均为开关柜原有设备，接触器CJ替代原有的自动空气开关。
参照图3，A、B、C、N为三相四线制电源，在电源A、B、C相线上接有隔离开关HK、接触器CJ，电源A、B、C相线穿过壳体19与负载电路相接，壳体19的接线端1′经熔断器RDa接电源A相线，接线端2′经熔断器RDb接电源B相线，接线端3′经熔断器RDc接电源C相接，停止按钮TA一端接熔断器RDa、接线端1′，其另一端接接线端4′，停止按钮QA与常开接点CJ1并联后，一端接接线端4′，另一端接接线端5′，常闭接点CJ2一端接接线端5′，其另一端接接线端6′，接线端7′经接触器线圈CJ接于接线端8′，接线端9′是为继电器J的常开接点1-3作分离跳闸用。壳体19面上设有过载设定旋钮20，速断调定旋钮21，还设有电源指示LED1、欠电压指示LED2、过电压指示LED3、过载指示LED4、相序指示LED5。
本实用新型IC1为FXOP-09AB型，IC2为LM324N型，IC4为LM79系列，IC3为LM78系列。
权利要求1.一种多功能三相电源保护器，包括稳压电源及电压采样及电源指示电路(5)、欠电压保护电路(6)、欠电压指示电路(7)、过电压保护电路(8)、过电压指示电路(9)、相序指示电路(4)、过载指示电路(13)、执行电路(17)、接触器节能运行电路18、功率放大开关电路(16)，其特征在于还包括三相电压采样电路(1)、三相电压阻容移相电路(2)、相序运放断相保护电路(3)三相电流采样检测电路(10)、电流过载整定电路(11)、反时限过载运放电路(12)、短路电流整定电路(15)、基准运放比较电路(14)；三相电压采样电路(1)输出经三相电压阻容移相电路(2)送到相序运放断相保护电路(3)，相序运放断相保护电路(3)输出一路送到相序指示电路(4)，另一路送到功率放大开关电路(16)；三相电流采样检测电路(10)输出一路经电流过载整定电路(11)送到反时限过载运放电路(12)，另一路经短路电流整定电路(15)送到基准运放比较电路(14)，反时限过载运放电路(12)输出一路送到过载指示电路(13)，另一路送到基准运放比较电路(14)，基准运放比较电路(14)输出经功率放大开关电路(16)、执行电路(17)送到接触器节能运行电路(18)。
2.根据权利要求1所述的多功能三相电源保护器，其特征在于三相电压采样电路(1)是由熔断器RDa、RDb、RDc组成，熔断器RDa、RDb、RDc位于隔离开关HK之后，接触器CJ之前，其各一端分别与电源A、B、C相线相接，其另一端分别与三相电压阻容移相电路(2)中电阻R1、R3、R5一端相接，RDa另一端同时接电容C1；三相电压容移相电路(2)中电阻R1、R2串联后接地，电阻R8、R4串联后接地，电容C1与电阻R7一端相接，电阻R5与电阻R6、电位器RP1串联接电容C2及电阻R7一端，C2的另一端接地，相序运放断相保护电路(3)由电阻R7另一端经二极管D1、D2的一端接集成运算放大器IC2的FY的5脚，FY的6脚和二极管D1、D2另一端接地，FY的7脚与电阻R9一端相接，电阻R5与电容C3并联接在FY的5脚与电阻R9另一端之间，同时电阻R9另一端经二极管D3一路与相序指示电路(4)相接，另一路与功率放大开关电路(16)中的二极管D4相接；三相电流采样检测电路(10)中三相电流电压变换器LHBa、LHBb、LHBc分别与二极管D12、D13、D14一端相接，二极管D12、D13、D14另一端并联后一路经电容C15接地，另一路与电流过载整定电路(11)中电位器RP2相接，还有一路与短路电流整定电路(15)中电位器RP3相接；电流过载整定电路(11)中电位器RP2一端接地，其分压点经串联电阻R41接稳压管DW1及电容C4一端后，与反时限过载运放电路(12)中的电阻R28串联，稳压管DW1和电容C4另一端接地；反时限过载运放电路(12)中电阻R28接集成运算放大器IC1的FC的8脚，电阻R25、R26的分压点接电阻R27一端，电阻R27另一端接FC的8脚，FC的9脚接地，二极管D7与电阻R29并联接在FC的8脚与FC的10脚之间，FC的10脚经限流电阻R30接IC1的FD的13脚，电阻R31、R32的分压点接电阻R33一端，电阻R33另一端接于FD的13脚，电容C8与二极管D8并联接在FD的13脚与FD的12脚之间，FD的11脚接正稳压电源，FD的7脚接负稳压电源，FD的12脚一路经限流电阻R35接基准运放比较电路(14)中的二极管D9，另一路与过载指示电路(13)相接；短路电流整定电路(15)中电位器RP3一端接地，RP3分压点接电阻R42，电阻R42一端接稳压管DW2、电容C5一端后，与基准运放比较电路(14)中的电阻R39相接，稳压管DW2、电容C5另一端接地；基准运放比较电路(14)中的二极管D9、电阻R39接于集成运算放大器IC2中的Fe的3脚，电阻R36、R38分压点接电阻R37，电阻R37另一端接Fe的2脚，Fe的11脚接正稳压电源，Fe的4脚接负稳压电源，Fe的1脚与功率放大开关电路(16)中的二极管D10相接。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能三相电源保护器，包括稳压电源。电压采样及电源指示电路、欠电压保护及欠电压指示电路、过电压保护及过电压指示电路、相序指示电路、过载指示电路、执行电路、接触器节能运行电路、功率放大开关电路、壳体，还包括三相电压采样电路、三相电压阻容移相电路、相序运放断相保护电路、三相电流采样检测电路、电流过载整定电路、反时限过载运放电路、短路电流整定电路、基准运放比较电路，其特点是功能齐全、接线简单、调试容易、体积小、各保护功能均能在设定值的0.1秒内迅速运作。并且过载具有反时限特性。
文档编号H02H3/24GK2221262SQ9423617
公开日1996年2月28日 申请日期1994年12月30日 优先权日1994年12月30日
发明者张世清 申请人:张世清