专利名称：：三相交流电动机保护器的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及一种电动机保护器，特别是一种三相交流电动机保护器。目前交流电动机的保护，广泛使用热继电器，但热继电器的可靠性极差，已不能适应实际使用需要。近年市场还推出一些三相交流电动机缺相保护器，利用三相交流电动机缺相运行时三相电中性点产生电压的原理来判断故障，但实际使用效果极差，且对其它故障引起烧毁电动机不能起保护作用。本实用新型的目的是提供一种可靠性高、保护功能全面的三相交流电动机保护器。本实用新型的三相交流电动机保护器，包括外壳、接线柱和电器线路，其特征在于电器线路包括电源电路、信号采样电路、信号处理电路、起动时间电路和控制电路；信号采样电路由三组相同的采样回路组成，采样回路包括电流互感器(三组分别为L1、L2、L3)、整流桥堆(三组分别为D1、D2、D3)、电解电容(三组分别为C1、C2、C3)、电阻(三组分别为R1、R2、R3)，电流互感器两端接于整流桥堆交流输入的两端，整流桥堆的输出负极与电解电容的负极及电阻的一端相连接地，整流桥堆的输出正极与电解电容的正极及电阻的另一端相连并输入至信号处理电路电压比较集成块ICA的三个负端输入脚A1、A2、A3；信号处理电路由电压比较集成块ICA、电位器W1、限流电阻R4、R5、R6及与门逻辑集成块ICB组成，W1接于电源电路两端，中间抽头取设定电压V输入ICA的三个正端输入脚A4、A5、A6，ICA的输出脚A7、A8、A9分别与与门逻辑集成块ICB的三个同组输入脚B1、B2、B3相连，三个连接点分别通过限流电阻R4、R5、R6与电源正极接通，ICB的输入脚B1、B2、B3的与逻辑结果在相应的输出脚B4输出，ICA、ICB的VCC脚接至电源正极，VDD脚接地；起动时间电路由与门逻辑集成块ICB、电位器W2、电阻R7、电解电容C4组成，W2与R7、C4串联连接在电源电路两端，C4的负极接地，R7与C4的接点与ICB的三个同组输入脚B5、B6、B7相接，B5、B6、B7的与逻辑结果在相应的B8脚输出；控制电路由NPN三极管E、PNP三极管F、限流电阻R9、R10和小型继电器J、J1组成，NPN三极管E的基极通过限流电阻R9与ICB的B8脚相接，集电极接电源正极，发射极与PNP三极管F的发射极相接，其接点与小型继电器J1的磁吸线圈一端及J1的常开触点的一端相接，J1磁吸线圈的另一端接地，J1常开触点的另一端接电源正极，PNP三极管F的基极通过限流电阻R10与ICB的B4脚相接，集电极与小型继电器J的磁吸线圈一端相接，J的磁吸线圈另一端接地，J与J1的磁吸线圈各反接一个二极管Z1、Z2，J的常闭触点串联在电动机主接触器CJ的控制电路上。电压比较集成块ICA可选用LM339集成块。与门逻辑集成块ICB可选用三3与门逻辑集成块4073集成块。以下结合附图，对本实用新型的三相交流电动机保护器的工作原理进行详细的说明。图1是本实用新型三相交流电动机保护器的电器线路图。图2是本实用新型三相交流电动机保护器的外线接线图。本实用新型的三相交流电动机保护器的电源电路，采用常规的将220V交流电变为6V直流稳压电源的电路。它在电动机主接触器CJ的常开触点取电，向信号处理电路、起动时间电路和控制电路供电。使用本实用新型三相交流电动机保护器前，要先调整W1使设定电压值V与电动机额定电流值I相对应；W2也要调至与电动机起动时间相对应的位置上。当三相交流电动机主接触器CJ吸合，电动机起动运转，同时本保护器得电，电源电路输出6V稳压直流电。6V直流电源通过W2、R7开始对C4充电，即电动机起动时间开始计数，充电时间常数为W2、R7、C4的乘积，与电动机起动时间一致。当C4充电未至ICB的门限电压时，ICB的B5、B6、B7脚为低电平输入，其相应的输出脚B8输出低电平，则三极管E截止，此时无论三极管F导通与否，小型继电器J均不能得电吸合，尽管电动机起动时起动电流大于额定电流，但本保护器不断开电动机主接触器的控制回路，保护电动机顺利起动。当C4充电至ICB的门限电压时，即起动时间结束，此时三极管E导通，小型继电器J1得电吸合并自锁，三极管F发射极与电源接通，J吸合与否由三极管F单独控制。电动机三相电流I1、I2、I3线路分别穿过信号采样电路的三个电流互感器L1、L2、L3，通过三组相同的采样回路对三相电流进行采样。L1对电流I1采样，在R1两端取得与I1成正比例的直流电压U1；L2对电流I2采样，在R2两端取得与I2成正比例的直流电压U2；L3对电流I3采样，在R3两端取得与I3成正比例的直流电压U3。U1、U2、U3的正极分别输入电压比较集成块ICA的三个负端输入脚A1、A2、A3，与由电位器W1中间抽头设定的输入ICA相应于A1、A2、A3的三个正端输入脚A4、A5、A6的电压V进行比较，其结果分别在相应的输出脚A7、A8、A9输出。电动机三相电流I1、I2、I3与额定电流I比较，有如下结果出现当I1≤I时，U1≤V，ICA的A7脚呈现高电平；当I1＞I时，U1＞V，ICA的A7脚呈现低电平；当I2≤I时，U2≤V，ICA的A8脚呈现高电平；当I2＞I时，U2＞V，ICA的A8脚呈现低电平；当I3≤I时，U3≤V，ICA的A9脚呈现高电平；当I3＞I时，U3＞V，ICA的A9脚呈现低电平。当ICA的A7、A8、A9脚均为高电平时，则ICB的B1、B2、B3脚输入为高电平，相应输出端B4脚输出高电平，并经限流电阻R10输入PNP三极管F的基极，此时三极管F截止，J不吸合，电机正常运转。A7、A8、A9中只要有一脚为低电平输出，则三极管F由截止状态转为导通状态，此时J得电吸合，其常闭触点断开，电动机控制回路断电，接触器CJ释放，电动机停转。由此可知，在电动机起动时间结束后，三相电流中只要有一相电流大于电动机额定电流，本保护器就断开电动机控制回路，使电动机失电停转，从而达到保护电动机的目的。造成三相交流电动机烧毁的原因很多，例如缺相运行、负载过大、轴承损坏、转子拖底等等。但最终造成电动机烧毁的途径必然是至少有一相电流长时间大于额定值。本实用新型是以监测电动机电流作为根本手段，达到全方位保护电动机的目的。本实用新型的实施方案以额定电流为2-20A的三相交流电动机为保护对象举例，各电器元件选择如下表</tables></tables>实施例中电源电路由变压器B1、整流桥堆D4、电解电容C5、三端稳压集成块W7806组成。B1的初级线圈接至电动机主接触器CJ的常开触点取电，B1的次级线圈两端与D4的交流输入两端相接，D4输出负极与C5负极相连接地，D4输出正极与C5正极接至W7806的一端，W7806的另两端则作为电源电路正、负两极输出，负极接地。发光二极管LED与限流电阻R8串联并接在电源电路两端作电源指示用。电流互感器L1、L2、L3采用13×0.5mm的硅钢片做铁芯，铁芯形状上部为半圆环，下部为凹形，两部分组合成一体。半圆环的内径为9mm，外径为15mm，凹形外缘三边长均为15mm，两侧宽6mm，底宽7mm。底边用4#骨架，φ0.06的漆包线绕制线圈，匝数为1800匝。ICA与LM339各脚对应如下；A1-4，A2-6，A3-8，A4-5，A5-7，A6-9，A7-2，A8-1，A9-14。ICB与4073各脚对应如下B1-11，B2-12，B3-13，B4-10，B5-3，B6-4，B7-5，B8-6。在本实用新型实施方案中，R1、R2、R3的选取必须保证使U1、U2、U3不大于直流稳压电源，从而使U1、U2、U3的最大值不大于V的最大值。采用常规电器线路制作方法按图制得线路板，再配上相应的外壳和接线柱，即得本实用新型的三相交流电动机保护器。改变电器元件数值，则可制得适用于保护其它额定电流值的三相交流电动机的保护器。本实用新型亦适合单相交流电动机使用，只要将电动机运行线路穿过电流互感器L1、L2、L3即可。权利要求1.一种三相交流电动机保护器，包括外壳、接线柱和电器线路，其特征在于电器线路包括电源电路、信号采样电路、信号处理电路、起动时间电路和控制电路；信号采样电路由三组相同的采样回路组成，采样回路包括电流互感器(三组分别为L1、L2、L3)、整流桥堆(三组分别为D1、D2、D3)、电解电容(三组分别为C1、C2、C3)、电阻(三组分别为R1、R2、R3)，电流互感器两端接于整流桥堆交流输入的两端，整流桥堆的输出负极与电解电容的负极及电阻的一端相连接地，整流桥堆的输出正极与电解电容的正极及电阻的另一端相连并输入至信号处理电路电压比较集成块ICA的三个负端输入脚A1、A2、A3；信号处理电路由电压比较集成块ICA、电位器W1、限流电阻R4、R5、R6及与门逻辑集成块ICB组成，W1接于电源电路两端，中间抽头取设定电压V输入ICA的三个正端输入脚A4、A5、A6，ICA的输出脚A7、A8、A9分别与与门逻辑集成块ICB的三个同组输入脚B1、B2、B3相连，三个连接点分别通过限流电阻R4、R5、R6与电源正极接通，ICB的输入脚B1、B2、B3的与逻辑结果在相应的输出脚B4输出，ICA、ICB的VCC脚接至电源正极，VDD脚接地；起动时间电路由与门逻辑集成块ICB、电位器W2、电阻R7、电解电容C4组成，W2与R7、C4串联连接在电源电路两端，C4的负极接地，R7与C4的接点与ICB的三个同组输入脚B5、B6、B7相接，B5、B6、B7的与逻辑结果在相应的B8脚输出；控制电路由NPN三极管E、PNP三极管F、限流电阻R9、R10和小型继电器J、J1组成，NPN三极管E的基极通过限流电阻R9与ICB的B8脚相接，集电极接电源正极，发射极与PNP三极管F的发射极相接，其接点与小型继电器J1的磁吸线圈一端及J1的开触点的一端相接，J1磁吸线圈的另一端接地，J1常开触点的另一端接电源正极，PNP三极管F的基极通过限流电阻R10与ICB的B4脚相接，集电极与小型继电器J的磁吸线圈一端相接，J的磁吸线圈另一端接地，J与J1的磁吸线圈各反接一个二极管Z1、Z2，J的常闭触点串联在电动机主接触器CJ的控制电路上。2.根据权利要求1所述的三相交流电动机保护器，其特征在于电压比较集成块ICA是LM339集成块。3.根据权利要求1或2所述的三相交流电动机保护器。其特征在于与门逻辑集成块ICB是与门逻辑集成块4073集成块。专利摘要提供一种包括外壳、接线柱和电器线路的三相交流电动机保护器,其特征在于电器线路包括电源电路、信号采样电路、信号处理电路、起动时间电路和控制电路。本实用新型的保护器从三相交流电动机主接触器CJ取电,通过采样、处理,在电动机故障时断开CJ控制电路,关停电动机。其可靠性高,保护功能全面,可用来保护三相交流电动机和单相交流电动机。文档编号H02H7/085GK2297815SQ9722322公开日1998年11月18日申请日期1997年5月21日优先权日1997年5月21日发明者利光申请人:利光