专利名称：一种电机保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型——一种电机保护器，属于电工技术的控制保护器。
现有的电机保护技术中，大型电机采用价值昂贵的专用保护设备；用量巨大的中小型电机大多数仍采用热继电器、熔断器作为保护设备，或者没有任何保护。而热继电器、熔断器均难以较准确地整定，并且动作时间过长，不能很好地保护电机。近年来出现的一些新的中、小电机保护器或者功能单一、工作不够可靠，或者制作成本高，难于推广使用。有的虽也能起到一定的保护作用，但未能因地制宜满足不同情形下工作的电机对保护的多种不同需求；有的因设计上的缺陷，不能解决电机保护中若干特殊难题。
本实用新型的目的是在确保功能可靠，力求简化结构这一电机保护器优化设计总的思路下，面对国内运行的电机，特别是中、小型电机往往工作条件恶劣，超载工作，维护不良，损坏率大，难于找到适合自身使用的电机保护器的现状，提供一种简单、价廉、功能完备可靠、安装使用方便的电机保护器；它的不同实施例可因地制宜适用于不同情况，因而最大限度提高其使用率、减少因电机故障引起的设备损坏与火灾事故。
本实用新型电路结构、设计的主要特点如下它由操作电源，信号传感电路，控制放大电路，继电器组成，其特征是它的操作电源可为以下4种之一或用变压器供电，这时其信号传感电路至少包括电流信号传感电路，温度信号传感电路，由绝缘试验电源、电机主开关辅助常闭接点、电机外壳、电机1个进线端、限流电阻、输出信号的分压电阻连成的绝缘信号传感电路；或用电流互感器2次侧供电，这时其信号传感电路至少包括电流信号传感电路；或用电机的接触器的吸合线圈供电，这时其信号传感电路至少包括温度信号传感电路；或用电容降压后供电，这时其信号传感电路至少包括电流信号传感电路或温度信号传感电路；它的操作电源的直流输出端与控制、放大电路和正、零电位端相连；它的各信号传感电路均分别通过各自的信号输出2极管与控制、放大电路输入端相连；继电器的吸合线圈与控制、放大电路和输出端相连，继电器的接点连接于控制电机主开关通断的回路之中。
用变压器供电的操作电源由变压器和整流电路组成；用电流互感器2次侧供电的操作电源由电流互感器2次侧和整流电路，以及并联于整流电路输出端的稳压分流2极管串连组合或稳压管、与之串联的电流信号电阻组成；用电机的接触器的吸合线圈供电的操作电源由接触器吸合线圈与整流电路串联而成，整流电路输入端还与接触器常闭接点相并联。
电流信号传感电路由1级或2级电流互感器取得信号；温度信号传感电路由温度试验电源、热敏电阻或其他热敏元件组成；热敏元件可装于电机线圈、电机外壳、电机轴承邻近；各电流信号、温度信号传感电路分别有各自的信号调节电位器。
绝缘试验电源既可由直流操作电源取得；又可由交流电源经电容、电阻降压限流取得；亦可由绝缘试验变压器的2次高压侧取得，该变压器1次侧与操作电源变压器的2次侧相连；温度试验电源由直流操作电源经电阻降压；稳压管稳压后取得。
控制、放大电路至少包括两级放大电路，初级放大电路的信号检测放大元件可为3极管或电压比较器，末级功率放大电路的放大元件为3极管。
继电器的接点连接于控制电机主开关通断的回路之中，既可以是继电器的1对接点串连于电机的接触器的吸合线圈回路中，又可以是继电器的1对接点串连于自动空气开关或自耦减压起动器等起动开关的失压脱扣线圈或合闸线圈回路中，还可以是继电器的1对接点连于自动空气开关的分励脱扣线圈或跳闸线圈回路中，也可以是继电器的1对接点串连于带动刀闸开关的跳闸线圈回路中。
由继电器1对接点串连于电机的接触器的吸合线圈的回路之中，此接触器既可直接以交流电吸合；又可以直流电吸合，当以直流电吸合时，可加设由该接触器常闭接点、2极管、电容或电容与变压器组成的直流运行电路。
本实用新型的实施例及相应于各实施例的
如下图中的标记如在不同的图中多次出现，其含义均与其第一次出现时所赋于的含义相同，不再另行说明图1为第1种实施例。它的操作电源由变压器T供电，其信号传感电路包括电流信号、温度信号、轴承温度信号、绝缘信号、过电压信号、欠电压信号、断相无载信号、短路信号、超时频繁自起动信号传感电路，其信号输出2极管分别为DL、DM、DB、D0、D8、D9、Dd、DK、DP，其绝缘试验电源、温度试验电源由直流操作电源正端E+经电阻R2降压、稳压管DW2稳压后取得，E+2为其正端，以直流操作电源负端E0为其负端(也可直接以E+为绝缘试验电源正端)。
图1中其余标记的含义如下R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R70、RZ、RF、R01、R02、R22、R32、R52为电阻；CL为电容；C0、C1、C2、C20、C3、C4、C5、C12、C42、CF为电解电容；D1×4及D2×4均为4个2极管组成的桥式整流电路，D3、D4、D5、D6、D7、D20、D32、D42、D52、D62、D72为2极管；RW1、RW2、RW3、RWB、RW4、RWK、RWt、RWt2为电位器，其中RWK、RWt2为内部调节电位器；DW0、DW1、DW2为稳压2极管；FGR、FGG、FGY为发光2极管；F为蜂鸣器；J、J2分别为第一个继电器与第2个继电器的吸合线圈，J2K为J2的常开接点；CJK1、CJK2为作为电机开关的交流接触器的常开辅助接点，CJb、CJb1、CJb2、CJb3为此交流接触器的常闭辅助接点；K2为操作电源开关；RD为熔断器；变压器1次侧两端为T1a、T1b，2次侧两端为T2a、T2b；LH1、LH2分别为1级、2级电流互感器(LH11次侧串联于电机B相进线B2中，其2次侧与LH21次侧相联，LH22次侧至D2×4之输入端；LH1、LH2还可各为2个或3个分装于2相或3相，此时各LH22次侧应分别并比例电阻——RW1、RW4动定端分离、比例为1免此电阻，再分别接全波或半波整流电路输入端，再将各整流输出端并联；亦可用较大变比LH1，并以如图之虚线所连接的电位器RLW取代LH2及CL)；A1、B1为A相、B相电源侧，O3为电机外壳；HA、TA为合闸、跳闸按钮，HAK2为HA第2对常开接点；HAW、HAWK2分别为保护器外合闸按钮，其第2对常开接点；BG1、BG2、BG12、BG22为3极管；RMF、RMB为热敏电阻；(F亦可改为干簧管载F)。
图1实施例的结构除已述部分外，其余结构如下D1×4之入口为T之2次侧，出口为E+，E0，C5，DW1并联于E+，E0之间；LH2与CL并联(多个LH2则免CL)，经D2×4整流，再与RW1、RWK相连至E0，组成电流信号传感电路，以RW1动端连RWt、DL至BG1基极，为其信号输出电路(RWt为运行电流反时限调节电位器)，由RWK动端连DK至BG12基极为短路电流信号输出电路(若LH1、LH2不具有7IH则免此电路)，由RW1动端连RWt2、DP至BG12基极为超时、频繁自起动信号输入电路；由E+2连RMF、RW3组成温度信号传感电路，由RW3动端从DM向BG1基极输出该信号；由E+2连CJb1、B2通过电机主绝缘至O3连CJb3(O3、B2亦可对调连接顺序，与O3连的CJ常闭接点位置亦可短接)、R01、R02、D0组成绝缘信号传感电路，由D0向BG1基极输出其信号；由R7连R70、RW4组成电压信号传感电路，过电压信号由R7、R70连点通过D8向BG1基极输出，欠电压信号由RW4动端经CJb2、D9向BG2基极输出；由RW1动端经CJK2、Dd至BG2基极组成断相信号传感电路，其信号通过Dd向BG2输出。E+连FGR、R1、R2、BG1集电极，R3、R4、R20、BG2基极，再分别通过BG1、BG2发射极至E0，组成2级放大电路；由BG2集电极连J，通过相并联的HA、HAW、J2K与E+相连，为该放大电路的输出电路；由J、HA、J2K并联点连R22、BG12集电极、R22、BG22基极。再分别通过BG12、BH22发射极至E0，组成第2套2级放大电路；由BG22集电极连J2，通过相并连的HA、J2K与E+相连，为第2套放大电路的输出电路，并形成J2与J正电位端的并联；R3、R4、C2组成运行延的电路，R20连RW2、CJK1、相并连的HAK2与HAWK2至E+，再从HAK2与CJK1相连点连C20、相并联的CJb与D20(CJ6与D20位置亦可短接)至E0组成起动延时电路；运行延时电路与起动延时电路都处于由BG1、BG2等组成的放大电路之中、BG2的基极输入电路之中；此外，C1连于DL入端与E0之间，R0、D3串D4连于BG1基极、发射极间，D5串D6连于BG2基极、发射极间，C12连于DP入端与E0之间，D32串D42连于BG12基极、发射极间，CF、F、RF相并连、连与E+与R2之间，FGG串R5与J相并联，FGY串R6连于E+、E0之间；HA与J2K并联于E+与J、J2之间，成为合闸与自动重合闸回路，TA连于BG22基极与E0之间，成为操作跳闸及重合闸解除回路。RMF可安装于电机绕组中、电机外壳上，RMB装于电机轴承邻近；RMF，RMB皆可由若干个热敏电阻并或串联而组成。RMF、RMB采用负温度系数热敏电阻(NTC)；若改用正温度系数热敏电阻(PTC)则应将图1中RMF与RW3不相连的两端在电路中的位置互换(RMF接E0、RW3接E+2)，RMB与RWB亦此。(各个3极管均为NPN3极管；若全换用PNP3极管则b、c、e位置不变，各有正负极性的其它元件，即2极管、稳压2极管、发光2极管、电解电容全部反向装配于电路中即可。此外，RMF亦可分3相引入，R7+R70亦可改为电位器)。
图2、图3分别为图1实施例相应的1次电路图，接触器合闸回路图，其中C1为C相电源侧，A2、CI分别为A、C相的电机进线，D为电机，JK为J的常开接点，CJ为交流接触器的吸合线圈，CJ2×3为交流接触器的3个主触头。LH11为LH1的1次侧。
由图1、图2、图3共同组成的实施例的整个系统，其工作原理如下闭合K2则E+、E0带电，正常情况G1基极及BG12基极均无故障信号输入，故而阻断，它们的集电极均为高电位，则电流经FGR、R1、R2、R3、R4、R20至BG2基极，经R22、R32至BG22基极，BG1、BG2导通。当按动HA时J与J2均吸合，JK、J2K闭合，一方面使CJ带电吸合，CJ2×3闭合，电机起动；另一方面J2K闭合使J2自保持，即使J暂时失电而使JK断开，CJ2×3断开，电机跳闸，J2K的保持闭合将使故障消失后的电机自动重合闸而重新自起动，在重新自起动中若电机已损坏，起动电流显著超过正常值，则由RWK取得的短路电流信号将通过DK至BG12使其导通，从而使BG22阻断，J2失电，J2K断开。J2自保持解除，又使J失电，JK断开，发生无法自起动的电机跳闸(因J2K已断)。频繁自起动，则此信号从DP送至BG12使J2K断。当按下HA之前若存在绝缘、温度、过电压故障，则上述信号分别从DO、DM、D8输至BG1基极使BG1导通，其集电极电位降至近于零，使BG2基极无法获得电流，BG2阻断，即使按下HA，J仍无电流，仍无法合闸(但J2K闭合使故障消失后可自动起动)，起到预防保护作用。电机运行中若发生过电流、温度、轴承温度、过电压故障，则这些信号分别从DL、DM、DB、D8至BG1导通、BG2阻断、J失电、JK断开引起电机跳闸(跳闸后若无故障J2K的保持可引起自起动)，从而保护电机。当电机运行中发生电机B相缺电故障(A、C缺电；B过流)，该信号从RW1经Dd送至BG2基极，因RW1无电使BG2基极电压下降，而使BG2阻断、J失电、电机跳闸，CJK2在电机合闸前断开、闭锁此信号，以免电机不能起动；欠电压信号在电机合闸前由D9送到BG2基极便欠电压时BG2阻断，合闸操作无法实现，在发生欠电压时预防保护电机，当电机运行中由断开的CJb2闭锁该信号。CJb1在电机合闸(CJ2合)前闭合，使绝缘试验电源进入B2，当电机合闸后则闭锁E+与B2的通道。HAK2、HAWK2按合，使电机合闸时E+得以直接向起动延时电容C20充电，此时CJK1闭锁C20接入BG2基极电路的联系，以免妨碍故障信号对BG2的影响；当电机合闸后HAK2、HAWK2松开(故电机运行中C20不能再从E+直接充电)，CJK1闭合将C20接入BG2基极电路，以其较多的电量供应BG2基极，使这一放电过程中，不会因DL输入起动电流、BG1导通引起BG1集电极电位下降、导致BG2基极无充足电流、致BG2阻断，从而避免了电机因正常起动引起跳闸；当电机起动过程结束进入正常运行后，C20因放电后不能再从E+充电而不再产生较大延时(全部放电后则不产生延时)，若发生故障使BG1集电极电位下降，则依靠C2放电产生延时，故运行中跳闸延时大大小于起动中的延时(起动中由C2、C20共同提供延时)，。D3、D4、D5、D6、D32、D42、D52、D62、DW1均起保护3极管的作用，D7、D72保护继电器暂态，除C2、C20以外的电解电容均起滤波(滤去交流分量)作用。FGR、FGG、FGY、FGG2分别以发光表示有故障、电机运转、电源有电、自起动未解除，R1、R5、R6、R52分别为它们的限流电阻。CL为LH2的谐振电容。TA若按动则使BG22基极与E0短接，使BG2阻断J2失电，J2K断开，J失电，引起不可自起动的电机跳闸。
图4为第1种实施例中GB1的替代电路，它由电压比较器IC(1，2，3，4，5，6，7，8为它的8个脚，-、+分别表示负、正输入端)，基准电压降压电阻Rj，稳压管DW3，分压电阻R8、R9组成；由E+经Rj、稳压管DW3向其提供基准电源E+3，G1b、G1e表示图1中BG1基极集电极、发射极在图1电路中占的的位置；1接E+，4接E0；以图4电路取代图1中的BG1即是用电压比较器作为初级放大元件，故障信号由G1b至2与输入3的基准电压比较后，由1输出至G1c(G1b有信号，G1c低电平，使BG2延时阻断跳闸)。称此实施例为带电压比较器的第1种实施例。(为抵消各信号输出2极管的温度系数，基准电压，亦可再经2极管向IC之“3”脚及各参考电压脚输入)。
图5为第2种实施例。它的操作电源由电流互感器LH2供电，LH2的2次b2，b′2经D1×4整流、C5滤波成为E+、E0直流操作电源。E+、E0由16个2极管DE×16串联为稳压分流电路(或用由图中虚线所连的稳压2极管DW稳压)，该电路与E0之间串联有电流信号传感器电阻RU，由与RU并联的电位器RW调节电流信号，由RW动端输出电流信号。在E+、E0之间的由BG1、BG2及附属元件组成的2级放大电路的结构和图1实施例中的相应部分相同(但无起动延时电路的RW2、C20、R20、D20、CJb、CJK1)，故障跳闸原理亦同；但J直接连E+，以保护器外部、电机原有的合闸、跳闸按钮进行电机合闸、跳闸操作。第2种实施例亦可再增设温度信号传感电路。
图6为第2种实施例的又1特例，其操作电源由电流互感器LH1供电，LH1的2次侧可经整流(也可不经整流-图6即未整流)，向相串联的热继电器JR、电流继电器JL供给电源兼电流信号，而RJ的常闭接点RJb，JL的常开接点JLK则串连于交流接触器CJ合闸回路中，HA与JLK并联，TA与CJ串联。过电流时RJ延时动作使RJb延时打开、使电机跳闸；B相缺电JL失电、JLK断开而使电机跳闸。这是一种采用热继电器的缺相过载简易保护器。
图7为第3种实施例，其操作电源由接触器吸合线圈CJ供电。CJ与操作电源E+、E0的整流电路D1×4相串联；CJb1、R2、D1×4相并联；相并联的保护器外部合闸按钮HAW、JK，保护器外跳闸按钮TAW均与CJ串联；整个电路由B1、CI取得电网电压，熔断器RD串联于B1引入电路上。在操作电源E+、E0系统中，DW为稳压2极管，C5为滤波电容均并联于E+、E0之间；而温度信号传感电路，由BG1、BG2及附属元件组成的2级放大电路的结构、原理亦与图1的实施例中的相应部分相同(但延时靠RMF，去掉C2、R4、C3，以2极管D34代D3、D4，或以DW0代D34免D5、D6，不设FGR、R2、FGG、R5)。本实施例CJb1在合闸前闭锁D1×4及E+、E0系统，可保证CJ获得充分电压，合闸后CJb1断开再使D1×4、E+、E0投入。第3种实施例也可增设电流信号传感电路与延时电路。
图7中R2、CJb1、HAW、JK、TAW、CJ由虚线所示改连于E+、E0、D1×4输出负端E-(断开E0、E-连线)，原HAW、JK、ATW、CJ位置改串电容CC、CJ常闭接点CJb4之并连组合，E+与E-间增串电解电容C2及CJ常开接点CJK3，则兼具有CJ无声运行功能。
图8、图9为第4级实施例的两种不同型式，其操作电源由电容CC降压供电，B1以RD串连D1×4，再连CC、K2至C1形成操作电源供电回路D1×4的直流输出E+、E-＝E0，E+、E0间的直流系统的电路结构，原理与图7实施例相同(较之多1个E+、E0间的FGY，R6)；但其电机开关为刀闸开关，由推动棒形铁心的空心跳闸线圈Tx带动跳闸，J的常闭接点Jb串连于RD后的B相电、Tx至CI之回路中；当故障信号引起J失电、Jb闭合、Tx带电、而使刀闸开关断开。电机刀闸开关合闸前，先投入保护，即使K2闭合，E+、E0带电、J带电、Jb断开，这样刀闸才可合闸，而不会因Tx带电立即推开刀闸。图9与图8实施例的区别仅在于图9带有电流信号传感电路(它与图1实施例相应部分相同——但无RWK、RWt、RWt2)，而图8则没有。图9实施例还可增设断相无载信号传感电路。
图10为第4种实施例的又一特别，它与图8实施例的区别仅在于只有BG1，1级放大，即将D7，J直接连于E+与BG1集电极之间，去掉R3、D56、BG2、C4；B1改为B2，C1改为CI，免去K2、短接之，Jb改为JK；故障时BG1导通JK闭合使T带电、带动刀闸跳闸；刀闸合闸若无故障JK断开(因BG1阻断J失电)，T不带电不会跳闸。
图8、图9、图10各实施例中的Tx，系以绳索经导向带动刀闸断开的(当Tx带电时)，亦可带动自动空气开关跳闸(若以自动空气开关取代刀闸作为电机开关)。
图11、图12为以交流电作为绝缘试验电压的两种实施例的绝缘信号传感电路，它们各自都可取代图1实施中从E+2、E0取得绝缘试验电源的绝缘信号传感电路。图11、图12中，CY为电容，RY1、RY2、RY3、RY4为电阻，Cb0为电解电容，DY1、DY2为2极管；除了由D0输向IC的第1个电压比较回路IC1，R0、Cb0并联于IC1第2脚与E0之间外，其余元件均串联于B2、CJb1与O3、CJb3间(但DY2并联于DY1入端与E0之间，RY2并联于D0入端与E0之间)。US1、US2可为电源零线O1、B1；也可为试验变压器的2次高压侧(其1次侧与操作电源的变压器T的2次侧相连)。图12与图11的区别是图12增加了由DY1、DY2组成的整流电路。(图11及图12中O3、B2的位置皆亦可相互对调，但应使O3连同CJb3、CY一起与B2与CJb1对调)。
图13、图14为采用CJ合闸及工作跳闸，采用自动空气开关DZ执行故障跳闸实施例的合闸、跳闸操作回路；它们可以取代图3而与图1实施例配合运用。图13为利用电磁脱扣机构或跳闸线圈Tx使DZ跳闸的情形采用的电路，图14为利用失压脱扣线圈SY使DZ跳闸情形采用的电路。图13、图14中的RDx、RDS分别为保护Tx、SY的熔断器。图13由B1、K2、RDx、TAW、CJ、CI、HAW、CI2串联，Tx、Jb串联再与CJ及TA并联而组成；图14由B1、K2、TAW、CJ、CI、HAW、CI2串联，SY、RDS、JK相串联再与HAW、CJ、TAW并联而组成；CI2表示自动空气开关的C相出线侧(负载侧)。HAW、TAW控制CJ；故障时图13中Jb闭合使Tx带电而致DZ跳闸，故障时图14中JK断开、SY失电致DZ跳闸。
图15、图16为图1实施例采用CJ进行合闸、可重合跳闸、自动重合闸，采用DZ执行不可重合跳闸(故障及操作)的操作电路、跳闸回路。图15为在图1的HA操作电路基础上，将HA换为外部合闸按钮第2对常开接点HAWK2，从J2的常闭接点J2b的常闭非公共端连J2，再至E0，图中J+、J2+表示J、J2的正端；图16由CI、Tx、J3的常开接点J3K、RDx、K2、B1相串连组成，图15、图16中当J2失电时，J2b闭合、J3带电、使J3K闭合、致Tx带电引起DZ跳闸(DZ亦可用自动空气开关DW等取代)。图15、图16与图1实施例配用(图1中HAWK2以CJb3代之)。
图17为将图16的T换为SY跳闸的跳闸回路，它由B1、K2、J3b、RDS、SY、CI2串联组成，CJ常闭接点CJb4与J3b并联，J2失电、J3带电、J3b断开，SY失压引起DZ跳闸。图17亦与图1实施例配用。
图18、图19为无CJ，只有DZ的跳闸回路电路，图18、图19结构、原理分别同图16、图17，但其J3K、J3b应易为Jb、JK(因为J3与J状态相反)，它们各自均可分别与图1实施例配用(但无J2、J2K、CJb5)。图19为将图18的Tx改为SY的跳闸电路图(将Tx、Jb换为SY、JK)，它可与图1至图10各实施例相配。
图20为电机开关只有自耦减压起动器时的跳闸回路，较之图19的区别仅在于将B1变为B2，它亦可与各实施例相配(但以JK串连Tx者应改为以Jb串联SY)。
图21为变压器T供电时的操作电源稳压电路。RE为电阻，R7从RE前方取压。图22为RW2为双连时的延时电路。
本实用新型除了在绝缘试验电压、电机开关方面可以因地制宜采取与多种不同器件、电路(如图11至图20)相配合，形成适合不同场合的实施例外，还可与图23呈图37的CJ无声运行电路、相序保护电路、Y-Δ切换电路、操作电源稳压电路、固定延时自动重合闸电路、轻载自动切除电路、双连按钮操作电路等相配合，而形成更多的适用于不同用户多种要求的实施例。图23至图37虽不是本实施例的基本特征，但它们却具有同本实施例基本特征的电路结合为整体系统，更充化发挥后者所包含的基本特征的作用；因此，它们也是实现本实施例基本特征的附属成分。
图23、图24、图25为3种不同的CJ无声运行电路，其中前而未注明的新标记为CW1为电容、DWS×4为4个2极管组成的桥式整流电路，CW2为电解电容，TW为无声运行变压器(亦可与T合一，设2组低压绕组)，DWS1与DWS2为2极管，RDC为熔断器，TAW为外部跳闸按钮。
图26、图27为Y-Δ切换电路，作为电机Y-Δ起动及轻载由Δ自动切换Y之用(以节约电机运行消耗的电能)；其中图26、图27分别与图1、图4实施例配用(以图26加入图1、以图27取代图4)。图28为图26、图27的1次电路图，图29为图26、图27的合闸回路图。图26、图27、图28、图29中前面未注明的标记为BG13，BG23为3极管，RΔ1、RΔ2、RΔ3、RB、RWi为电阻，CΔ、CΔ1为电解电容，DLΔ、DΔ、DΔ3、DΔ4、DΔ0为2极管，FGB、FGW为发光2极管；BG13、BG23为3极管；CJΔ、CJY为交流接触器，其主触头分别为CJΔ2×3(3相3个)、CJY2×2(3相中的2个)；JΔ为继电器，JΔb、JΔK分别为JΔ的常闭、常开接点；X、Y、Z为电机绕组A、B、C3相的3个尾端。(图29还可从CJY、CJΔ、CJ去通断相应的自动空气开关；由后者组成图28电路)。
图30为固定延时的自动重合闸电路，图中前面未注明的标记SJ、ZJ分别为时间继电器、中间继电器，ZJK为ZJ的常开接点，HK为合闸跳闸控制开关(跳闸为不可重合跳闸)。如不用ZJ则采用HK而不用虚线电路所连器件；若采用ZJ，则不用HK而用虚线电路及TA、HA、ZJ、ZJK。图31为图30相应的2次电路，其中J+为继电器J的正电位端；J+通过相并联的SJ的常开接点SJK(应为延时闭合、延时断开)、CJK1与E+相连。若采用图30、图31电路，则若图1实施例与之配合可省去RWt2与J2；SJK延时闭合时间应明显大于电机起动时间的7倍。“非永久跳闸未重合信号”可由ZJK非B侧引出由CJb闭锁的线、经信号器至C1(若由J2重合则由J+引出以CJb闭锁的线，经信号器到E0)；应有串联电阻、关联电容造成的小延时(交流则先整流)。
图32为轻动自动切除电路，其中Rb12、R42为电阻，DCC为2极管；若图1实施例与之配合可省去RWt2与J2，BG12基极通过Rb12连E+，BG22集电极(原连J2-点)改连G1c；采用图32电路则不采用J2自起动，却可以采用图30、图31的自起动，但SJK延时闭合之时间应明显大于轻载切除延时。(用图32时R32、R42均可为150K左右，Rb12可为30K左右)，且HA、HAW应再与CJK1并联，此时原CJK1用其它CJK)。
图33为使用单连按钮操作电路；图中CJK4为CJ的常开接点，以CJb3取代HAK2向C20充电，以CJb3闭锁合闸状态E+与C20的联系，不再用双连按钮。当CJ常开、常闭接点不够用时可加1个吸合线圈与CJ吸合线圈并联的辅助CJ或辅助ZJ；若CJ线圈电流较大，则可以辅助CJ(或ZJ去通断CJ，但此时可利用辅助CJ或ZJ的常闭接点及CJ的常闭常开接点，若接点仍不够，则CJ还要再并联另一个辅助CJ或ZJ(或由CJ通断后者而用后者之常开接点)。(当CJ常开、常闭接点不够用又不拟扩充时，图33仍应改回用HAK2、HAWK2代替CJb3，且用HAb2串HAWb2代替CJK4；腾出的CJK1，可用于固定延时自动重合闸或无自动重合时与HA、HAW并联；但以HAWb2代CJK4将带来不正常状态可连续强行合闸功能，间断则仍不可能强合)。
本实用新型不仅可保护低压电机，还可应用于电焊机、变压器、电器及高压电机保护、节电。本实用新型可用于交、直流，单、3相系统(电流互感器可为1相1个，或3相3个、4个或3相2个——独立、差接、并联)；直流电机则以电阻压差取得电流差动信号或以磁敏器件取电流信号(E+以电阻、稳压管得)。
若将本实用新型用于高压电机(电压为3KV～6KV或更高电压)，则自动空气开关应为高压开关(或高压油开关)，或采用交流接触器控制高压开关；电流互感器可用1相1个、或2相2个、或3相3个(分别以各自的各种电流信号输出2极管向放大控制电路输入)；各变压器可采用380V或220V电源；此外，还可增加如图34的高压温度信号传感电路(带反时限电路)及图35的序波电流信号传感电路。图34中前面未注明的标记为T3、TG为变压器(T3为稳压电源)，DG×4为4个2极管组成的桥式整流电路，RG、Rt0为电阻，CG、CMt为电解电容，RMt、RWG、RWGK、RMt0为电位器(后3内调)，DMt、DMK、D8t为2极管，TG装于电机接线盒附近(TG铁心接地、两绕组分芯柱、绝缘等级同高压电机)；图34除RMF、TG之其余部分，图34均可单独装配于各自外壳，亦可统一装配于电机保护器内。图35中前面未注明的标记为1级B相、C相、零序电流互感器为LH1B、LH1C、LH10；LH2b、LH2C为2级B、C相电流互感器；R1b、R4C、RWB、RWC为电位器，R2b、RE1、RE2为电阻，X3C为电容(使Rib＝R4C＝R2b R4C调角，R1b调幅以消除正序电流)；DΦ、D-1、D-2、D-、DL-、DK-、D01、D02、D00、DLO、DKO为2极管，CΦ、C-、C1-、COO、C10为电解电容，RW-、RWO、R-t、RK-、ROt、RKO、RμΦ、Rμ-、RμO为电位器(除前三个外一般为内调)，μΦ、μ-、μ0为检流计(一般为微安表)。图35可作为一个单独设备，输出1次、2次、3次电流信号(μ+、μ-、μ0)，故障显示信号(DΦ、D-、DOO)，延时动作信号(DL、DL-、DLO)，还断信号(DK、DK-、DKO)。而μΦ、μ-、μ0与RμΦ、Rμ-、Rμ0及DΦ、D-、DOO所连显示电路”(至专用BG及发光2极管)可单独做成序波电流信号显示器(含BG1起动的PNP总故障信号)，亦可将它们都装配于电机保护器内。(负序电流整定取为电机额定电流0.2～0.4倍)；(简易序波电流信号传感器可将DB、DC、D-2、D0与D2×4(或半波整流D2之输出端)的输出端相并联，而将DB、DC、D-2、D0输出端原所连电路部分都去掉，但D-1改为电位器，其动端与静端相连。图36为另1种序波电流信号传感器，其中DLA、DLB、DLC、DL+为2极管，RA、RB、RC、R2C、Rao、Rbo、Ico为电阻，X4b、X4C为电容，R3b、R3C、R1C、RW+、RW-、RWA为电位器，Ta、Tb、Tc为电流信号变压器，LH1A为1级A相电流互感器，若LH1A、LHlC为大变比电流互感器则可将RA、RB、RC改为电位器而省略Ta、Tb、Tc(原接它们副边之电路直接接RA、RB、RC，RA、RB、RC按可变电阻接法)；此外，若无LH1A时，亦可将LH1B、LH1C原边通过IB-IC，IC-IA以滤去零序波。(亦可将R1b、R1c动静端分离，以动端两侧之1侧兼R2b、R2c)。
本实用新型立于现有技术之上，既具有独特的特征，又综合同类技术的优点，并根据多样化的需求组合为充分发挥其特征、优点的，力求先进性与经济性统一的多种实施例，从而为电机保护提供了一种适用性极大、技术经济指标优化程度极高，因而被实际运用的潜力极大的技术。它的不同实施例可用于中、小型与大型电机，低压与高压电机(开关变为高压开关)，交流与直流电机，电动机与发电机。当然，其适用性，优越性仍然是有一定限度、有一定范围、有一定时代性的，超出这些界限，则仍有待于电机保护技术领域更加先进的新技术的出现。
权利要求1.一种电机保护器，它由操作电源，信号传感电路，控制放大电路，继电器组成，其特征是它的操作电源可为以下4种之一或用变压器供电，这时其信号传感电路至少包括电流信号传感电路，温度信号传感电路，由绝缘试验电源、电机主开关辅助常闭接点、电机外壳、电机1个进线端、限流电阻、输出信号的分压电阻连成的绝缘信号传感电路；或用电流互感器2次侧供电，这时其信号传感电路至少包括电流信号传感电路；或用电机的接触器的吸合线圈供电，这时其信号传感电路至少包括温度信号传感电路；或用电容降压后供电，这时其信号传感电路至少包括电流信号传感电路或温度信号传感电路；它的操作电源的直流输出端与控制、放大电路和正、零电位端相连；它的各信号传感电路均分别通过各自的信号输出2极管与控制、放大电路输入端相连；继电器的吸合线圈与控制、放大电路和输出端相连，继电器的接点连接于控制电机主开关通断的回路之中。
2.根据权利要求1所述的电机保护器，其特征是，根据权利要求1所述的用变压器供电的操作电源由变压器和整流电路组成；用电流互感器2次侧供电的操作电源由电流互感器2次侧和整流电路，以及并联于整流电路输出端的稳压分流2极管串连组合或稳压管、与之串联的电流信号电阻组成；用电机的接触器的吸合线圈供电的操作电源由接触器吸合线圈与整流电路串联而成，整流电路输入端还与接触器常闭接点相并联。
3.根据权利要求1所述的电机保护器，其特征是，根据权利要求1所述的电流信号传感电路由1级或2级电流互感器取得信号；温度信号传感电路由温度试验电源、热敏电阻或其他热敏元件组成；热敏元件可装于电机线圈、电机外壳、电机轴承邻近；各电流信号、温度信号传感电路分别有各自的信号调节电位器。
4.根据权利要求1所述的电机保护器，其特征是根据权利要求1所述的绝缘试验电源既可由直流操作电源取得；又可由交流电源经电容、电阻降压限流取得；亦可由绝缘试验变压器的2次高压侧取得，该变压器1次侧与操作电源变压器的2次侧相连；根据权利要求3所述的温度试验电源由直流操作电源经电阻降压；稳压管稳压后取得。
5.根据权利要求1所述的电机保护器，其特征是，根据权利要求1所述的控制、放大电路至少包括两级放大电路，初级放大电路的信号检测放大元件可为3极管或电压比较器，末级功率放大电路的放大元件为3极管。
6.根据权利要求1所述的电机保护器，其特征是根据权利要求1所述的继电器的接点连接于控制电机主开关通断的回路之中，既可以是继电器的1对接点串连于电机的接触器的吸合线圈回路中，又可以是继电器的1对接点串连于自动空气开关或自耦减压起动器等起动开关的失压脱扣线圈或合闸线圈回路中，还可以是继电器的1对接点连于自动空气开关的分励脱扣线圈或跳闸线圈回路中，也可以是继电器的1对接点串连于带动刀闸开关的跳闸线圈回路中。
7.根据权利要求1所述的电机保护器，其特征是根据权利要求6所述的，由继电器1对接点串连于电机的接触器的吸合线圈的回路之中，此接触器既可直接以交流电吸合；又可以直流电吸合，当以直流电吸合时，可加设由该接触器常闭接点、2极管、电容或电容与变压器组成的直流运行电路。
专利摘要一种电机保护器，它可以采用变压器、电流互感器、接触器吸合线圈、电容器等不同的器件为操作电源供电设备，在不同的情况下具有过电流、温度、绝缘、过电压、欠电压、断相、短路故障下拒绝合闸或自动跳闸切断电机电路的不同的多种功能。它的电路结构在性能可靠的前提下力求简单、综合现有技术的优点形成更先进的系统，因地制宜适用不同条件下的不同需求，是一种适用性非常广泛、被实际运用的潜力极大的电机保护新技术。
文档编号H02H7/08GK2255690SQ9623105
公开日1997年6月4日 申请日期1996年1月12日 优先权日1996年1月12日
发明者沈骊天 申请人:沈骊天