专利名称：交流异步电机断相过载保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机保护装置，尤其是异步电机断相过载保护装置。
目前市场上销售或专利文献中公开的一些电机断相过载保护装置，如“异步电机断相过载短路保护器”(申请号91216113.2公告号CN 2092826 U)、“三相电机断相、过载自动保护器”(专利号93234531.X公告号CN 2166552 Y)、“电机断相过载保护器”(专利号91229744.1公告号CN2107059 U)，其执行电路都是采用小型继电器，因而可靠性受到一定影响，而且这些保护器各有优点，也各有不足，如有的需检测三相、要使用多个互感器、抗干扰能力不强、无故障指示，等等。
本实用新型的目的是提供一种可靠性高，抗干扰能力强，结构简单，故障指示直观的交流异步电机断相过载保护器。
本实用新型的技术方案是这样由电源电路、启动延时电路、电流信号检测电路、断相控制电路、过载控制电路、抗干扰电路和执行电路构成整个保护器，要点在于执行电路由单相可控硅、桥堆和双向可控硅组成的无触点开关电路构成，单向可控硅接桥堆输出端，双向可控硅接在桥堆输入端，并接入电机电源控制回路。通过控制可控硅的导通和截止，使电机电源接通或断开。
在电流信号检测电路和过载控制电路之间接双电阻电容组成的抗干扰电路，利用电容电压不会突变的原理，防止瞬间冲击电流的干扰。
过载控制电路采用电压比较触发器电路，当输入端电压低于基准电压时，输出高电平，当输入端电压高于基准电压时，输出低电平。
断相控制电路采用单稳态触发器电路，输出端接一发光二极管，当被检测相断相时，电路输出翻转为高电平，发光二极管亮。
启动延时电路采用延时触发电路，输出端接一发光二极管，当电机启动时，电路输出高电平，发光二极管亮，延迟时间结束后，输出低电平，发光二极管灭。
本实用新型执行电路通过双向可控硅的导通或截止直接控制电机电源接通或断开，因此功耗小、工作寿命长、重复性能好，使保护器的可靠性大大提高；增加电阻电容组成的抗干扰电路后，可防止瞬间冲击电流干扰引起执行电路误动作，也有助于提高保护器的可靠性；在启动延时或被检测相断相时，均有发光二极管亮光作指示，便于操作人员了解电机运行情况和进行维修；整个电路均采用普通电子元件，结构简单、成本低，适合替代老产品。
以下结合附图介绍实施例及工作过程。
图1为本实用新型工作原理方框图。
图2为本实用新型电路图。
如图2所示，电流信号检测电路由磁环L、桥堆QL2、电容C3及可调电阻R2、电阻R3组成，L接QL2输入端，R2和R3串联后与C3并联接QL2输出端，当被检测相有电流通过时，L中就有感应电流，经过QL2整流、C3滤波，流过R2和R3，在a点产生信号电压Va，送断相控制电路，R2调节端接抗干扰电路，调整R2的大小可得到合适的过载电流保护值，当R3为某一定值时，过载保护的最大电流也为定值。
断相控制电路由时基电路IC2(NE555)、电容C5、C6、电阻R8、R9、R10、R11、二极管D2、发光二极管LED2组成，IC2接成单稳态触发器，C5、R6串联接在电源输出正负极，串联接点接IC2的6、7脚，8脚接电源正极，1脚接地，4脚接R11、C6的串联接点，R11另一端接电源正极，C6另一端接地，2脚接电流信号检测电路a点，3脚串接电阻R10、二极管D2后接执行电路输入端，3脚与地之间串有电阻R9和发光二极管LED2，当2脚电位Va高于三分之一基准工作电压时，3脚输出低电平，当2脚电位Va低于三分之一基准工作电压时，3脚输出高电平，发光二极管LED2亮，指示断相信号。
启动延时电路由双时基电路IC3(NE556)的一个时基电路及可调电阻R12、电阻R6、R7、R13、电容C7、C8、三极管T1和发光二极管LED3组成，R12与C7串联接在电源正负极间，串联接点接IC3的1、2脚，R13与C8串联接在电源正负极间，接点接6脚，4脚接电源正极，7脚接地，5脚与地之间串接电阻R6和发光二极管LED3，5脚还通过电阻R7接T1基极，T1发射极接地，集地极接抗干扰电路输出端b点，电机启动时，5脚输出高电平，LED3亮，T1饱和导通，将b点电位钳位在0.2-0.3V，电机启动结束，延时时间也随之结束(后者略大于前者)，5脚输出低电平，LED3灭，T1截止。调整R12可改变延时时间。
抗干扰电路中二极管D1阳极接电流信号检测电路中可调电阻R2的调节端，阴极接电阻R4，R4另一端接电容C4和电阻R5，R5另一端接电容C11并作为电路输出端b，C4、C11另一端接地，当有瞬间冲击电流时，由于C4、C11上电压不会突变，故b点电位不会突然升高。
过载控制电路利用IC3的另一个时基电路接成电压比较触发器，其中10、14脚接电源正极，12、13脚接抗干扰电路输出端b，11脚通过电容C9接地，电阻R14和电容C10串联接点接8脚，R14另一端接电源正极，C10另一端接地，9脚通过电阻R15接三极管T2基极，T2发射极接地，集电极通过电阻R16接电源正极，集电极还接二极管D3阳极，D3阴极接执行电路输入端，当电机正常运行时，b点电位低于基准电压，9脚输出高电平，T2饱和导通，无信号输出，当电机过载运行时，b点电位超过基准电压，9脚输出低电平，T2截止，电源电压通过R16、D3加到执行电路输入端。
执行电路中三极管T3基极为输入端，T3集电极接电阻R17和单向可控硅T4的控制极，R17另一端和T4阳极都接到桥堆QL3的输出端正极，T3发射极、T4阴极和QL3输出端负极接地，双向可控硅T5二极作为保护器电路的输出端3、4，3、4端间串有电阻R19和电容C12，3端接QL3输入端，4端通过电阻R18接QL3另一输入端和T5控制极，当T3基极为高电位时，T3饱和导通，T4截止，T5也截止，断开电机电源，当T3基极无电压时，T3截止，T4、T5都保持导通，电机正常运转。
电源电路由变压器B、桥堆QL1，三端稳压器件IC1(7805)及电容C1、C2组成，输出电压Vc为+5V，输出端正负极间还串有电阻R1和发光二极管LED1。
下面说明保护器工作过程
启动时电机启动电流较高，经电流信号检测，在a点产生较高电压，经D1、R4、R5加到b点，但由于延时电路同时在工作，IC3的5脚输出高电平，T1饱和导通，b点电位钳位在0.2-0.3V，低于基准电压，9脚输出高电平，T2饱和导通，即无过载信号输出，同时断相控制电路中IC22脚为高电平，3脚输出低电平，即无断相信号输出，所以执行电路中T3截止，T4、T5保持导通，经过一段时间后，启动电流下降，Va降低，启动结束，随之延时时间也结束，IC35脚由高电平翻转为低电平，T1截止，电压信号送往C11，使Vb升高，由于电机运行正常的电流信号，小于过载整定的电流信号，Vb仍小于基准电压，如果启动时，电机异常工作，或运行过程中电机过载，电流一直上升，Vb上升，T2截止，T3导通，T4、T5截止，切断电机电源，可以看出，过载动作时间与过载电流成反比，即过载电流越大，动作时间越短，所以本实用新型还具有短路保护作用。当电机被测相断相时，由于a点无信号电压，IC2的2脚为低电平，3脚输出翻转为高电平，经R10、D2把控制信号加到T3基极，使T3饱和导通，T4、T5截止，断开电机电源，当未测相出现断相时，由于其他两相的电流将升高，此时通过被测相的过载信号而起保护作用。
由于本实用新型的断相检测控制是测a点的电位，当Va＜1/3Vc时，就被认为是断相，就有断相控制信号输出，所以只要选择恰当的R2+R3阻值，就能对被测相接触不良故障进行保护，这是本实用新型的又一个有益效果。
权利要求1.一种交流异步电机断相过载保护器，由电源电路、启动延时电路、电流信号检测电路、断相控制电路、过载控制电路、抗干扰电路和执行电路构成，其特征在于执行电路中三极管T3基极为电路输入端，集电极接单向可控硅T4的控制极，单向可控硅T4阳极接桥堆QL3输出端正极，并串电阻R17后接三极管T3集电极，可控硅T4阴极、三极管T3发射极和桥堆QL3输出端负极都接地，双向可控硅T5接在桥堆QL3输入端，并接入电机电源控制回路。
2.如权利要求1所述的交流异步电机断相过载保护器，其特征在于抗干扰电路部分的二极管D2阳极接电流信号检测电路，阴极接电阻R4，电阻R4另一端接电阻R5和电容C4，电阻R5另一端接电容C11和过载控制电路输入端。
3.如权利要求1所述的交流异步电机断相过载保护器，其特征在于断相控制电路由单稳态触发器构成，输入端接电流信号检测电路输出端，输出端串电阻R10和二极管D2接执行电路输入端。
4.如权利要求1所述的交流异步电机断相过载保护器，其特征在于过载控制电路由电压比较触发器构成，触发器输出端通过电阻R15接三极管T2基极，三极管T2集电极通过电阻R16接电源正极、通过二极管D3接执行电路输入端。
5.如权利要求1或3所述的交流异步电机断相过载保护器，其特征在于断相控制电路输出端与地之间串有电阻R9和发光二极管LED2。
6.如权利要求1所述的交流异步电机断相过载保护器，其特征在于启动延时电路输出端与地之间串有电阻R6和发光二极管LED3。
专利摘要本实用新型属于一种电机断相过载保护装置，由电源电路、电流信号检测电路、断相控制电路、启动延时电路、过载控制电路和执行电路组成，执行电路采用一只单向可控硅、一只桥堆和一只双向可控硅组成的无触点开关电路，通过可控硅的导通或截止，直接控制电机电源接通或断开，重复性能好，解决了以往各种保护器使用小型继电器作开关元件而带来的可靠性不高问题，该实用新型全部采用电子元件，结构简单，抗干扰能力强，并附带发光二极管指示。
文档编号H02H7/09GK2243137SQ9521705
公开日1996年12月18日 申请日期1995年7月19日 优先权日1995年7月19日
发明者徐成洪 申请人:江山市何家山水泥厂