专利名称：电机多功能无触点保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及三相异步电动机因缺相或相压严重不平衡(≥20％)、过载等，能防止不被烧毁的保护装置。
三相异步电动机运行时，由于保护系统至今存还在很多不足之处，40KW以下电机多数使用熔断器，在实际应用过程中电机因某种原因(某相接地或相间短路等)多数熔断器先断一相，就造成缺相运行，使电机烧毁，大功率电机都是应用热继电器和空气开关配合使用保护电机，但是由于机械传动的关系，灵敏度很差，当电机过流时，还会经常发生电机烧毁现象。因此人们又研制出多种电机保护器，但都是靠继电器触点串在电机控制回路中通与断，对电机起到了一定的保护作用。但触点易氧化、腐蚀等，会造成触点接触不良、跳火，导至触点烧毁或粘连，就失去了对电机的保护作用。因此我国每年要有几十万台电机被烧毁，给国家造成巨大的经济损失。为克服上述缺点，提出一种电机多功能无触点保护装置，它具有安全、可靠、无噪声、耗能少、寿命长、安装方便等优点，应用本装置可以取消熔断器、热继电器、空气开关，保证电机安全运转。
为完成上述任务，本发明提出如下方案即在相线和相线或者相线与零线之间，由熔断器、常闭按钮、常开按钮、交流接触器，依次联成电机控制回路，在该回路中串联一种电子开关元件，为该元件通与断，设置一种受缺相或相压严重不平衡及过载控制电路，所说的开关元件为双向可控硅或固态继电器等元件。
所说的控制电路包括1.双稳态电路；2.缺相或相压严重不平衡检测电路；3.电机过载检测电路；4.电源电路。
所说的双稳态电路，由晶体三极管(Q1-2)，负载电阻(R2、R3、R6)级间偶合电阻(R4-5)，偏值电阻(R7-8)，加速电容(C2-3)所组成。
所说的电机过载检测电路，由三只(L1-3)带有磁环的线圈，整流二级管(D1-6)，负载电阻(R1)，滤波电容(C1)取控制电压电位器(W)，(或者根据不同容量的电机用分压电阻)，稳压管(DZ1)所组成。
所说的电机缺相及相压严重不平衡检测电路，由三只高阻电容(C8-10)，变压器(T1)，整流二极管(D12)，限流电阻(R10-11)，稳压管(DZ3)，电容(C6-7)所组成。
所说的电源电路，由变压器(T2)，整流二极管(D8-11)，分压电阻(R9-10)，供给双稳态电路正负直流电源，滤波电容(C4-5)所组成。
从原理图可以看出，当刀开关(K)合上时，按起动按钮(SB1)，交流接触器(KM)动作，KM接点吸合，电机正常运转，此时双稳态电路正常工作，由于R7和R8阻值不同(R7＞R8)，所以Q1和Q2两只三极管基极上所加的偏值不相等，因此电源接通后，Q1先导通，Q2处于截止状态，与此同时开关元件(BT)，因有触发电压正常导通。而后放开按钮(SB1)时，交流接触器仍然正常工作，保证了电机正常运转。
1.电机缺相或相压严重不平衡检测电路，当不缺相或相差小于20％时，变压器(T1)原边(即N点对中线零点之间)有少量的电流流过，由于变压比大，所以在付边所产生的感应电压小于2伏，而Q2基极处于正2伏电压，所以双稳态电路，还是保持原来的工作状态。当电机三相电源某连接处松动或连接不好及外线掉相造成电机电源出现缺相或者相压严重不平衡(≥20％)，T1原边就有较高的输入电压而其付边就有大于3伏的感应电压输出，经D12整流，C6滤波，R11和DZ3限幅，通过R10、D7加至Q2射基极间，极性H点为正G点为负，从而使双稳态电路翻转即Q2导通，Q1截止，这就切断了触发电压，使双向可控硅断开，从而交流接触器(KM)停止工作。此时就断掉了电机的全部电源，保护了电机不被烧毁，电容C7是防止干扰而引起的误动作(为0.47微法)。
2.过载保护，从过载检测电路可知；电机的三相电源(A、B、C)，分别穿过三只带有磁环的线圈(L1-3)，当电机工作时，就有感应电压输出，经过二极管(D1-6)桥式整流，经电容(C1)滤波后加在电位器(W)两端上，当电机电流未超过许可直，使稳压管(DZ1)处于未击穿状态，保持双稳态电路原工作状态。(在电机未工作之前，先将电位器(W)E点和F点调到重合，当电机工作时根据不同功率的电机，来调整电位器(W)E点的位置，使稳压管两端的电压(用表测量E、P两点)要小于DZ1击穿电压，应当小于多少是根据不同电机的实际工作电流和额定电流之差大小，来确定E点的位置，也就是稳压管两端电压应调到多少伏，(当然要小于稳压管DZ1的击穿电压(小于4伏)，也可以根据不同电机电流的额定值，用分压电阻先确定好E点的位置)。因某原因一旦发生过载，主回路电流据增，因此DF间电压上升，从而EF电压随着增高，加在稳压管(DZ1)两端的电压是EF间电压和GP间电压之和，因EF间电压升高，势必引起稳压管(DZ1)击穿，这时DZ1两端电压始终保持击穿电压为4伏左右，而EF间电压大于稳压管(DZ1)的击穿电压，所以F点(也是G点)对P点的电压就转化为负值，这就使Q2导通，双稳态电路翻转，Q1截止，同时就切断可控硅的触发电压，使可控硅断开，而交流接触器同时停止工作，也就切断了电机的三相电源，达到保护电机因过流不被烧毁的目的。电阻R10的作用有两个一是正常工作时，保证了S点电位能在正2伏左右，使Q2截止较好，以免误动作，因为双稳态电路正(4伏)电源流经R7到S点后分两路，一路经稳压管(DZ3)和R10到零点，而流通另一路则经FE和稳压管(DZ1)，(此时尚未击穿只有很小漏电流，因此等效电阻很大)到零点，又因为DZ3处于正向导通状态降压很小，所以要加R10，R10另一作用是当HG间有较高电压输出时，限制Q2基极电流以免管子被烧坏。
本发明主要功能1.断相保护；2.三相电压严重不平衡(大于20％)保护；3.电机过载保护；4.电机扫镗保护；5.绕组间短路保护；6.某相电压接地保护；7.应用在交流接触器线圈电压为380伏和220伏两种；8.控制电机功率为3KW～320KW；9.应用电机三相电源电压为380伏和660伏两种。
权利要求1.一种设在相线与相线或相线与零线之间，由熔断器(FU)、交流接触器(KM)、常闭按钮(SB2)、常开按钮(SB1)联成电机控制回路，其特征在于控制回路中串联一种电子开关元件，为电机多功能无触点保护装置的关健件，而该元件受双稳态电路控制，由于双稳态电路两只二极管(Q1和Q2)只存在一只管子导通，另一只管子截止的特征，来控制电子开关元件通与断，来达到保护电机的作用。
2.根据权利1所述的电机多功能无触点保护装置其特征，在于所说的电子开关元件，为双向可控硅或固态继电器。
3.根据权利1要求所说的电机多功能无触点保护装置包括(1).双稳态电路是由三极管(Q1-2)，负载电阻(R2、R3、R6)，级间偶合电阻(R4-5)，偏值电阻(R7-8)，加速电容(C2-3)所组成。因R7＞R8，电机正常工作时Q1导通Q2截止；(2).缺相或相压严重不平衡检测电路，由三只高阻电容(C7-9)，变压器(T1)，二极管(D12)，限流电阻(R10-11)，稳压管(DZ3)，滤波电容(C6)，防止干扰电容(C7)所组成，当三相电压，发生缺相或相压严重不平衡时，该电路就有输出电压加在Q2射基极上，只要检测电压大于3伏时，Q2基极变为负电位，Q2导通，使双稳态电路翻转Q1截止，这就掉断了双向可控硅的触发电压，使交流接触器停止工作就保护了电机不被烧毁；(3).过截检测电路，由线圈(L1-3)，整流二极(D1-6)，滤波电容(C1)，限流电阻(R1)，电位器(W)、稳压管(DZ1)所组成；电机正常工作时，稳压管(DZ1)未击穿，通过电位器(W)调到即E、P两点电压小于稳压管(DZ1)击穿电压，当过载时电流据增，此时加在稳压管(DZ1)两端的电压增高，使稳压管(DZ1)击穿，G对P点由正转化为负值，使双稳态电路翻转，Q2导通，Q1截止，此时双向可控硅触发电压被切断，使交流接触器(KM)停止工作，也就断了电机的三相电源，保护了电机不被烧毁。
专利摘要三相异步电动机,保护系统至今还存在很多不足之处,熔断器对电机保护不可靠、热继电器、空气开关、灵敏性差,使用过程中还会出现烧毁电机现象,各种电机保护器都是应用继电器的触点通与断来保护电机,因触点易氧化、腐蚀,用一段时间后,经常发生触点跳火,导致触点烧毁或粘连就失去对电机的保护作用。而电机多功能无触点保护装置具有安全、可靠、动作速度快、寿命长等优点。从附图
中可以看出,它是将熔断器、热继电器、空气开关全部取消。而本装置应用电子开关元件,串入电机控制回路中通与断达到保护电机的作用。而电子开关元件又受双稳态电路控制。电机正常工作时Q
文档编号H02H7/09GK2293148SQ9720349
公开日1998年9月30日 申请日期1997年4月16日 优先权日1997年4月16日
发明者王福海 申请人:王福海