CN1022447C - 三相电机多功能测控保护器 - Google Patents

Abstract

本发明是一个用于对三相电器设备的缺相、过流及单相电器设备的过流实施安全保护，对启停状态、运行电流、保护电流进行远距离测控处理的新型多功能测控保护器。包括信号采集、差别处理、启动过流封闭控制、保护电流调整显示、保护控制输出及运行参数控制输入和检测输出电路。它具有无接触检测供电、保护电流调整范围宽、调整显示直观可信、无触点保护控制、保护响应灵敏迅速、具有运行参数的遥测遥控功能、应用广泛等特点。

Description

本发明涉及电器设备安全保护和测控技术。适用于三相电机或其它三相负载的缺相、过流安全保护及运行参数的检测控制和单相负载的过流限电保护和运行参数的检测控制。

在现有技术中，用于缺相、过流安全保护的技术和装置类型繁多，但都没有从根本上解决过流保护的实时性和保护电流的宽范围动态调整显示问题，并且对被保护的交流负载，无运行参数的遥测遥控功能，使用灵活性差，应用面较窄。例如，中国专利CN87208955所公布的技术，是一种用于单相供电的电冰箱保护器，不适用于三相电机或其它大功率交流负载的安全保护。中国专利CN90221699所公布的电动机节能自动保护器，由于所展示的实施例不能对被保护的电机进行停止后的再启动运行操作，所以是一项不能实现其各项功能的技术。中国专利CN89220442所公布的技术，是一种在每个铁芯上绕两种线圈获得感应信号分别提供电源和缺相检测输入，并且只有缺相保护功能的保护装置，当多负载公共供电线路发生缺相，另两相电流经缺相绕组倒向输送至电网的其它负载形成回路，使缺相的主回路电流不为零时，该技术对这种缺相不起保护作用，而这种性质的缺相以及堵转、超负荷过流，恰恰是烧坏电机的主要原因;并且需用三个磁环，每个磁环的线圈绕组多、引线多、生产工艺复杂。中国专利CN88220351所公 布的三相电机多功能全电子集成保护器，是一种利用三个感应线圈和三个比较器分别对缺相、过载、漏电故障进行处理，且需外部提供电源的保护装置;需根据不同功率的电机设计相应的元件参数，形成多个规格的产品，这样一方面会增加产销投入，另一方面，用户必须严格按电机功率大小配用相应规格的产品，缺乏使用灵活性;尤其重要的问题是所展示的缺相、过载、漏电故障的自诊断功能，难以发挥其效果，因为一旦发生这些故障，保护器产生保护输出，其电子线路就立即失去供电电源，用于故障指示的发光二极管仅是一闪而过，对于这种瞬间显示，人眼很难捕捉分辩故障性质;另一重要问题是该项技术未能注意过流保护响应的实时性与电机客观存在的起动过流之间的矛盾现象，没有从根本上解决电机在运行中突发的堵转、超负荷过流的实时保护问题;用这项技术生产的保护器，需用直流接触器配合，如果把广泛使用的交流接触器改成直流供电时，因衔铁直流磁化作用会影响其释放性能，严重时会引发不能进行关机操作的后果，并且用半波直流供电方法使接触器容易产生弹抖和对交流供电的正负半周产生不平衡影响;此外，需要提供一个具有常开和常闭两对触点的起动按扭作电机的起动操作，对于带负载起动的电机，起动时就可能发生过流保护，尤其是大功率电机和减压起动电机，起动按钮必须按下较长时间，待过流指示发光二极管熄灭后，才能松开，否则，刚起动的电机会立即停机，如果通过电路参数的选配，不发生 起动过流保护输出，则对电机在运行中发生的堵转、超负荷过流响应的实时性和灵敏度就会很低;因此这项技术不适宜于作大功率电机的安全保护，其实用性价值较低。目前，现有技术最大量应用的是热继电器，它的作用机理是当三相电机在运行中发生缺相过流、堵转或超负荷过流时，使串接在主回路中的双金属片热敏元件发热变形，推动上下两枚顶板产生差动或平移，达到一定距离时，使热继电器脱扣，输出控制信号，切断主回路电源，达到安全保护的目的;由于热敏元件的热惰性和易受周边元件热传导及环境因素的影响，保护响应的实时性和稳定性比较差，滞后响应时间在秒、分数量级以上;并且保护电流可调整范围小，调整覆盖系数小于1，调节感观差，这可从具有国内外先进生产技术水平，拥有引进技术和生产线的甘肃天水二一三机床电器厂，在1990-1991年颁布的《产品样本》第48-55页上所公布的LR1-D系列热继电器特性参数中看到。

本发明的目的是：避免上述不足，提供一种对缺相、过流保护响应实时灵敏且稳定性好、保护电流可宽范围动态调整显示、调节显示直观可信、无触点磨损、具有运行参数遥测遥控功能、应用广泛且无接触检测、不需外加供电电源、集成电路、使用安全、灵活方便的三相电机多功能测控保护器。

本发明的设计方案是：三相电机多功能测控保护器，包括壳体和电路;电路由信号采集电路1、保护电流调整显示电路 2、启动过流封闭控制电路3、判别处理电路4、保护控制输出电路5、运行参数控制输入和检测输出电路6构成;其特点是：保护电流调整显示电路2、启动过流封闭控制电路3、判别处理电路4、运行参数控制输入和检测输出电路6构成的弱电测控处理电路，以集成电路为主体，由环形铁芯线圈感应信号提供工作电源和缺相、过流信号输入;信号采集电路1的环形铁芯线圈从三相电机主回路交变电流中获得的感应信号经整流处理后接保护电流调整显示电路2的电信号输入端、启动过流封闭控制电路3的电信号输入端和电源端、判别处理电路4的电源端、运行参数控制输入和检测输出电路6的电信号输入端;启动过流封闭控制电路3将开关量电信号通过其输出端接判别处理电路4的电信号输入端，在电机启动时，受输入电信号作用，其延时电路开始延时，并封闭控制判别处理电路4的电信号输入，防止因电机在启动时的正常过流而发生保护输出，延时时间到，封闭控制作用解除;保护电流调整显示电路2将电信号输出端接判别处理电路4的电信号输入端及运行参控制输入和检测输出电路6的电信号输入端，通过可调电阻调整输出电信号的灵敏度，并显示其调节量;判别处理电路4将来自启动过流封闭控制电路3、保护电流调整显示电路2及运行参数控制输入和检测输出电路6的电信号，经过判别处理后所产生的开关量信号，通过其输出端作用于保护控制输出电路5的输入端;保护控制输出电路5的输出端接交流接触器线包 回路;运行参数控制输入和检测输出电路6的输入输出接线端与外部测控装置相接。

信号采集电路1的特点是由两个或三个环形铁芯及绕在其上的单绕组两端输出线圈、从交流负载的供电主回路电流中获得感应信号、每个线圈的感应信号经整流处理既作为测控处理电路的输入信号又作为测控处理电路的工作电源的一种无接触检测和供电电路。由两个或三个环形铁芯和绕在其上的线圈、倍压整流二极管、滤波电容、双路或三路并联复用输出二极管、限流滤波电路和过压保护二极管构成。

保护电流调整显示电路2的特点是一个包括电桥电路和显示器、从环形铁芯线圈的感应信号中获得电信号输入、通过调整桥臂电阻改变横向输出值、并能显示调节量、产生差动输出的电桥动态调整显示装置;电桥电路由电桥桥臂电阻、可调电阻、恒流桥臂元件构成;显示器可以是指针式表头、数字或发光二极管显示装置。

启动过流封闭控制电路3的特点是一个在环形铁芯线圈的感应信号作用下，可自动调整封闭延时时间的开关量输出控制电路。在电机启动时开始延时，根据感应信号强弱自动调整延时时间长短，延时时间到，解除封闭控制作用;由运算放大器或比较器、分压分流电阻、齐纳二极管或恒流二极管、定时电阻和电容、隔离反馈二极管及输出二极管构成。

判别处理电路4的特点是一个从电桥电路的横向输出端获 得与交流负载运行电流相关的双向差动信号输入、产生开关量信号输出的控制电路。由运算放大器或比较器、隔离反馈二极管、限流电阻、隔离输出控制光电耦合器、晶体三极管或继电器构成。

保护控制输出电路5的特点是一个在缺相、过流判别处理控制信号作用下，对缺相、过流故障实施安全保护控制的交流无触点电子开关。由桥式整流二极管、可控硅管、触发电路元件、电阻、电容、保险丝管及隔离输入控制光电耦合器或晶体三极管构成。

运行参数控制输入和检测输出电路6的特点是包含有对交流负载的运行状态、运行功率、保护电流进行外部控制和检测的模拟量输入输出和开关量输入输出接口电路。由晶体三极管、保护二极管、电阻和电容构成。

本发明三相电机多功能测控保护器的特点是具有多种派生结构：由信号采集电路1、保护电流调整显示电路2、启动过流封闭控制电路3、判别处理电路4和保护控制输出电路5构成三相电机的缺相、过流多功能保护控制器;由信号采集电路1、保护电流调整显示电路2、启动过流封闭控制电路3、判别处理电路4、保护控制输出电路5、运行参数控制输入和检测输出电路6并增加一个继电器作遥控启动电机的多功能测控保护器。

本发明与现有技术相比，具有一是对缺相、过流故障采用 以电学原理为基础的差动处理设计技术，所以安全保护响应迅速灵敏，重复稳定性好;二是采用启动过流封闭控制技术，使安全保护响应的实时性与过流大小程度无关，并且封闭时间随被保护电机功率大小由电路自动调整;三是采用低功耗的测控处理电路，工作电源和缺相、过流信号输入可由同一感应信号提供，不需要外部为其施加供电电源;四是采用无接触检测供电和隔离耦合输出控制，使测控处理电路与交流供电线路隔离绝缘，使用安全;五是采用电桥动态调整显示技术，使保护电流在3安至300安以上的范围连续可调，调整复盖系数大于100，还可上下扩展，用一个型号的产品可覆盖现有技术各种型号规格的应用范围，并且调节显示直观可信，显示装置还可作为反应电机运行状况的监视器;六是采用无触点无接触检测控制，电路自身保护功能全，使用寿命长;七是运行参数的输入控制和输出检测，使被测控保护的交流负载便于纳入自动化测控管理系统，实现运行参数的远距离测控处理和显示报警;八是对各种元件的特性参数要求余度大，生产工艺简单、成本较低;九是利用本发明制成的三相电机多功能测控保护器，便于与交流接触器配合而构成具有缺相、过流安全保护和遥测遥控功能的新型磁力启动器;十是功能扩展方便灵活，可用于单相负载的过流、限电或漏电保护和检测控制，应用面广泛。

附图说明：

图1是三相电机多功能测控保护器的结构框图。

图2是三相电机多功能测控保护器第一种实施例示意图。

图3是三相电机多功能测控保护器第二种实施例示意图。

图4是三相电机多功能测控保护器第三种实施例示意图。

图5是三相电机多功能测控保护器安装使用示意图。

实施例：

结合附图1和2对三相电机多功能测控保护器的第一种实施方案加以叙述。

本实施例包括壳体和电路，电路的结构原理是：

附图1和2所示的信号采集电路1，在本实施例中，由两个环形铁芯及绕在其上的线圈10和11，倍压整流二极管（12～15）、滤波电容（16～19）、双路并联复用隔离输出二极管20和21、限流电阻24、滤波电容25和过压保护二极管26组成。两个环形铁芯线圈10和11从三相供电主回路中的任意两相获得电流感应信号输出，经双路倍压整流滤波电路（12～19）处理后，通过并联复用隔离输出二极管（20，21）输出并由RC电路（24，25）限流滤波，获得随感应信号强弱而变化的直流电压，作为测控处理电路的工作电源和缺相、过流处理的输入信号。过压保护二极管26的作用是限制过高的电压施加于测控处理电路。

可以采用三只环形铁芯线圈作信号采集，以增加一个环形铁芯线圈和整流滤波处理电路为代价，可以获得更强的信号输出和更好的保护效果。

附图1和2中所示的保护电流调整显示电路2，在本实施例中由直流电桥桥臂电阻（27，30，31）、可调电阻（29，32）和恒流二极管（22，23）及指针式电表33组成。电阻（27，30）和电位器29构成电桥的两个可调桥臂，恒流二极管（22，23）和电阻31及微调电阻32构成电桥的两个恒流桥臂，从信号采集电路1的输出端获得输入信号，可调桥臂的横向输出端与电表33的负端、判别处理电路4的运算放大器34的正相输入端和电阻63的一端相接，向34提供比较输入信号并输出遥测信号。恒流桥臂横向输出端与电表33的正端和运算放大器34的负相输入端相接，向34提供基准电压，从而在运算放大器34的两个输入端之间构成差动输入关系。在电表33的表盘上设置若干个代表电桥横向输出量的定标点，在电机已知负荷的动态运行条件下进行电位器29的调节，改变电桥的横向输出量和运算放大器34的比较输入信号灵敏度，使33处在需要的定标点上即可。应用这种桥式平衡度调整显示技术，在调整操作时不必关心电位器29所处的位置，对元器件精度要求不高，保护电流可在很宽范围内调整，可以感观到指针处在零位时即会产生保护输出。经过整定调节后，电表33还可以有效地用于显示电机的运行状态和运行电流与额定保护电流之间的差距，实现对运行参数的动态显示。微调电阻32用于校准基准电压，电容28与电阻27构成的RC积分电路用于降低过流保 护响应的实时性，防止瞬间浪涌过流的影响。电表33还可以用发光二极管排显示装置或数字表头代替。

附图1和2所示的启动过流封闭控制电路3，在本实施例中，以运算放大器44为主体，由电阻（39～42）、电容43、齐纳二极管38、二极管45和46组成。电阻（39～41）和齐纳二极管38组成的分压比随感应输入电压而变化的分压电路向运算放大器44的负相输入端提供一个可变参考电压信号，电阻42和电容43构成的RC延时电路向运算放大器44的正相输入端提供一个比较输入电压信号，构成一个电平比较、延时时间可自动调节的开关量输出控制电路。电机启动时，由信号采集电路1提供的工作电压经电阻42向电容43充电，这时运算放大器44的正相输入电压低于负相输入，输出为低电平，极性隔离二极管46呈顺向导通，将判别处理电路4中的运算放大器34的正相输入端对地旁路，使34不会因启动过流而产生高电平输出。电容43的充电电压高于44的负相输入参考电压时，其输出状态即由低电平转为高电平，二极管46呈反向隔离，从而解除对判别处理电路4的封闭控制作用。二极管45在电路中起隔离反馈作用，使运算放大器44的输出状态一旦翻转为高电平，就被保持下来，不再受输入变化的影响。稳压二极管38随感应输入电压大小，起自动改变分压比的作用，保证电机启动功率越大，封闭控制作用时间越长，以满足实际应用需要。采用这种启动过流封闭控制电路，使本发明对缺相、过流故障处理保护的实时性不受电机启动过流的影响且与过流大小程度无关，可操作性好。

附图1和2所示的判别处理电路4，在本实施例中，以一个运算放大器34为主体，由隔离反馈二极管35、输出限流电阻36和光电耦合器37构成。由保护电流调整显示电路2提供的比较信号和基准电压分别施加于34的正相输入端和负相输入端，当未穿过磁环线圈的主回路发生缺相、发生堵转、超负荷过流或发生主回路电流不为零的缺相时，都会使运算放大器34的比较输入信号大幅度增加，当穿过磁环线圈的主回路发生电流为零的缺相时，运算放大器34的基准电压输入立即降低50%以上，另两相主回路电流一般会增加70%以上，还会使34的比较输入信号增大，在运算放大器34的两个输入端之间形成双端反向差动输入，比较输入信号电平一旦高于基准电压，运算放大器34的输出端立即由低电平转为高电平，由隔离反馈二极管35的正反馈作用，使这个电平被保持下来，并经电阻36限流，驱动光电耦合器37的发光二极管，37的光敏元件接受光照作用，由截止状态变为导通，这样，把缺相、过流处理的高电平输出控制信号作用于保护控制输出电路5，直到完成保护关机控制。隔离反馈二极管35的作用是保证运算放大器34在产生高电平输出后，只有当工作电源降低到接近于基准电压时才会返回到原来的低电平，从而构成一个具有深度滞后返回作用的电平比较器。采用这种技术对缺相、过流故 障的判别处理，从发生故障到完成对电机的关机保护控制的时间间隔小于0.3秒。运算放大器34与启动过流封闭控制电路3中的运算放大器44可以由一片集成电路提供。

附图1和2所示的保护控制输出电路5，在本实施例中，由桥式整流二极管（54～57）、可控硅管53、触发电路元件（48～51）、光电耦合器37和电容47、电阻（52，58）、保险丝管59组成，65和66作为输出接线端串接在控制电机运行的交流接触器线包回路中。桥式整流器（54～57）向电路提供单极性工作电压，在判别处理电路4无高电平输出信号作用时，光电耦合器37的光敏元件呈截止状态，打开触发电路，在交流的每个过零区，当电容49上的电压上升到大于双向触发二极管50的触发电压时，50立即呈现负阻特性，把储存在49上的电能通过限流电阻51释放给可控硅管53的触发极回路，53被触发导通，使输出接线端65与66之间的交流阻抗特性保持低阻态。在电机发生缺相或过流故障，光电耦合器受判别处理电路4的高电平输出控制信号作用时，37的光敏元件由截止转为导通，关闭电阻48对电容49的充电作用，使触发电路进入封闭状态，可控硅管53转为截止，从而使接线端65与66之间的交流阻抗特性转为高阻态，断开交流接触器线包回路，交流接触器的主触头释放，切断电机主回路工作电源，达到安全保护的目的。电容47和电阻52在电路中起提高工作稳定性作用。保险电阻58和保险丝管59在电路中起过流限流双重保护作 用，防止流过电子触点的电流过大损坏电路其它元件，使本发明的故障维修限定在少量元件上。可控硅管53也可用零触发驱动，构成一个零触发的交流电子开关。保护控制输出电路5也可用一个直流继电器代替。

附图1和2所示的运行参数控制输入和检测输出电路6，在本实施例中，由保护电流调整控制输入和关机控制输入、运行电流模拟量输出和运行状态开关量输出接口电路组成。保护电流调整输入、关机控制输入和运行电流模拟量输出公用一个模拟量双向通道，通过接线端7和9与外部测控系统联接。将保护电流调整显示电路2中的电位器29调到接近电阻27的一端，在接线端7与9之间远距离并接一只电位器和一只电压表，可达到远调保护电流和监测运行功率的目的。在接线端7与9之间远距离施加一个电压值高于判别处理电路4的基准电压的电平信号，可达到远控电机关机的目的。用启动过流封闭控制电路3的参考电压回路电流驱动晶体三极管60，从接线端8和9之间输出开关量信号，远距离施加一个直流检测电压检测8与9之间的直流阻抗特性，可达到检测电机启停运行状态和实施安全报警的目的。电阻63和电容62构成的RC电路，用于抑制外线50周工频干扰信号输入。过压保护二极管61和限流电阻64用于限制过大的检测电压和电流施加在晶体三极管60上，保护不被损坏。

本实施例各电路元件的联接关系是：

附图1和2所示的信号采集电路1，在本实施例中，由环形铁芯线圈（10，11）、双路倍压整流滤波元件（12～19）、双路复用输出二极管（20，21）、电阻24、电容25和过压保护二极管26组成。环形铁芯线圈10的一端与二极管12的正端和二极管13的负端相接，10的另一端与电容16的负端和电容17的正端相接。环形铁芯线圈11的一端与二极管14的正端和二极管15的负载相接，11的另一端与电容18的负端和电容19的正端相接。二极管12的负端与电容16的正端、二极管20的正端和恒流二极管22的正端相接。二极管13的正端和电容17的负端与工作电源负端相接。二极管14的负端与电容18的正端、二极管21的正端和恒流二极管23的正端相接。二极管15的正端和电容19的负端与工作电源负端相接。二极管20和21的负端与电阻24的一端相接，24的另一端与电容25的正端和过压保护二极管26的正端相接，电容25的负端与工作电源的负端相接，从25的两端输出单极性工作电压。

附图1和2所示的保护电流调整显示电路2，在本实施例中，由恒流二极管（22，23）、电阻（27，30，31）、可调电阻（29，32）、电容28和电表33组成。电阻27的一端与电源正端相接，27的另一端与电容28的正端和电位器29的一端相接，29的另一端与电阻30的一端相接，30的另一端与工作电源负端相接。电位器29的可调端与电表33的负端和运算放大器34的正相输入端相接。恒流二极管22和23的负端与电阻31 的一端、电表33的正端和运算放大器34的负相输入端相接。电阻31的另一端与微调电阻32的一端相接，32的另一端和可调端与工作电源负端相接。在正常条件下，保护电流调整显示电路2向运算放大器34提供负相输入端为正，正相输入端为负的差动输入电压。

附图1和2所示的启动过流封闭控制电路3，在本实施例中，由运算放大器44、稳压二极管38、电阻（39～42）、电容43和二极管（45，46）构成。运算放大器44的电源正端与工作电源正端相接，44的电源负端与工作电源负端相接。稳压二极管38的正端、电阻39和42的一端与工作电压正端相接，稳压二极管38的负端、电阻39的另一端、电阻40的一端与运算放大器44的负相输入端相接，40的另一端与电阻41的一端和晶体三极管60的基极相接，41的另一端接工作电源负端。电阻42的另一端和电容43的正端、二极管45的负端与运算放大器44的正相输入端相接，电容43的另一端接工作电源负端。二极管45的正端和二极管46的负端与运算放大器44的输出端相接。二极管46的正端接判别处理电路4中的运算放大器34的正相输入端，通过46把电路的封闭控制功能作用于判别处理电路4。

附图1和2所示的判别处理电路4，在本实施例中，由运算放大器34、二极管35、电阻36和光电耦合器37构成。运算放大器34的电源正端与工作电源正端相接，34的电源负端与工 作电源负端相接。二极管35的负端与运算放大器34的正相输入端相接，35的正端和电阻36的一端与运算放大器34的输出端相接，36的另一端与光电耦合器37的发光二极管的正端接，发光二极管的负端接工作电源负端，通过发光二极管把判别处理结果的高电平输出信号作用于保护控制输出电路5。

附图1和2所示的保护控制输出电路5，在本实施例中，由桥式整流二极管（54～57）、可控硅管53、触发电路元件（48～51）、光电耦合器37、电容47、电阻（52，58）和保险丝管59组成。二极管54和55的负端、可控硅管53的正端与电阻48的一端相接。二极管56的正端和57的负端与电阻58的一端相接，58的另一端接输出端65。二极管54的正端和55的负端与保险丝管59的一端相接，59的另一端接输出端66。二极管（55，57）的正端、可控硅管53的负端与电阻52、电容（49，47）的一端及光电耦合器的光敏元件负端相接。电容47的另一端接光敏元件的受光端。光敏元件的正端、电阻48的另一端和电容49的另一端与双向触发管50的一端相接，50的另一端接电阻51的一端，51的另一端和电阻52的另一端与可控硅管53的触发极相接。输出端65和66串接在操作电机运行的交流接触器线包回路中。

附图1和2所示的运行参数控制输入和检测输出电路6，在本实施例中，由晶体管60、保护二极管61、电容62、电阻63和64构成。三极管60的集电极和保护二极管61的正极与电阻 64的一端相接，64的另一端接输出端8。三极管60的基极与启动过流封闭控制电路3中的电阻（40，41）的一端相接，60的发射极、保护二极管61的负极和电容62的一端与工作电源的负端相接，工作电源的负端与接线端9相接。电容62的另一端和电阻63的一端与判别处理电路4中运算放大器34的正相输入端相接，电阻63的另一端与接线端7相接。

采用本实施例制成的三相电机多功能测控保护器，包括壳体和电路，其外形尺寸可以控制在长110毫米、高72毫米、厚32毫米以内。其外观有两个具有绝缘保护套、直径为15毫米的穿线通孔，有两个具有隔离保护挡板的保护控制输出接线端口，一个三芯输入输出测控接口插座，一个保护电流调整孔和一个调整量显示器。

第二种实施方案（附图3）：在第一种实施方案（附图2）的基础上，去掉运行参数控制输入和检测输出电路6，构成一种三相电机缺相、过流多功能保护控制器。光电耦合器37可以用一只晶体三极管代替，其基极接电阻36的一端，集电极接电阻48的一端，发射极接工作电源的负端，工作电源的负端与保护控制输出电路5中的电容49、电阻52、可控硅管53、二极管55和57的公共接线点相接。

第三种实施方案（附图4）：在第一种实施方案（附图2）的基础上，增加一个遥控启动电机的直流继电器69和两只极性隔离保护二极管（70，71）及一个输出接线端67，构成一种具 有遥控开机、关机和保护电流、遥测运行功率和运行状态，并具有缺相、过流保护功能的三相电机多功能测控保护器。继电器69的一端和二极管70的负端与工作电源负端相接，69的另一端和70的正端与保护二极管61的负端相接。二极管71的正端与限流电阻64的一端相接，71的负端与晶体三极管60的集电极相接。继电器69的常开触点的一端与输出端66相接，另一端与输出端67相接，66和67分别外接操作电机启动运行的常开按钮两端。在接线端8和9之间远距离施加一个负极性控制电压，即可遥控电机开机，施加一个正极性检测电压，即可检测电机启动或停止状态。

本发明三相电机多功能测控保护器安装使用例（附图5）：将三相电机三根主回路供电电源线A、B、C中的任意两根A相线和B相线穿过保护器上的两个穿线通孔与电机M相接，缺相、过流保护控制输出接线端（65，66）串接在交流接触器CJ的线包回路中，遥控启动输出接线端（66，67）并接在常开启动操作按钮两端，使被保护电机M实现现场手动操作和远距离遥控操作开、关机。运行参数输入控制和输出检测接线端根据需要外接测控装置，接线端7与9之间外接运行功率检测，保护电流调整和关机控制监测装置;接线端8与9之间外接启、停运行状态检测和启动运行监测控制装置。

本发明三相电机多功能测控保护器的功能扩展应用例：在三相电机多功能测控保护器的接线端7与9之间并接一只电 阻，可实现保护电流调整范围的向上扩展至500安以上;将主回路电源线通过穿线孔缠绕数圈，可实现保护电流调整范围的向下扩展至0.1安以下;将单相负载的电源线穿过一个或两个穿线孔，可实现对单相负载的过流、限电保护和运行参数的检测控制;将单相负载的电源火线和地线通过两个穿线孔并绕数圈，可实现对单相负的偷漏电保护和监测控制。

Claims (7)

1、一种三相电机多功能测控保护器，它包括壳体，三相电机多功能测控保护器由信号采集电路1、保护电流调整显示电路2、启动过流封闭控制电路3、判别处理电路4、保护控制输出电路5、运行参数控制输入和检测输出电路6，其特征是：信号采集电路1从三相电机主回路交变电流中获得的感应信号经整流处理后接保护电流调整显示电路2的电信号输入端、启动过流封闭控制电路3的电信号输入端和电源端、判别处理电路4的电源端、运行参数控制输入和检测输出电路6的电信号输入端；启动过流封闭控制电路3将开关量电信号通过其输出端接判别处理电路4的电信号输入端；保护电流调整显示电路2将电信号输出端接判别处理电路4的电信号输入端及运行参数控制输入和检测输出电路6的电信号输入端；判别处理电路4将来自启动过流封闭控制电路3、保护电流调整显示电路2及运行参数控制输入和检测输出电路6的电信号经过判别处理后所产生的开关量电信号通过光电耦合器作用于保护控制输出电路5的输入端；保护控制输出电路5的输出端接交流接触器线包回路；运行参数控制输入和检测输出电路6的输入输出接线端与外部测控装置相接。

2、根据权利要求1所述的三相电机多功能测控保护器，其特征是：信号采集电路1是由两个或三相环形铁芯及绕在其上的单绕组两端输出线圈、从交流负载的供电主回路电流中获得感应信号、每个线圈的感应信号经整流处理后既作为测控处理电路6的输入信号又作为测控处理电路的工作电源的一种无接触检测和供电电路，其环形铁芯线圈10的一端与二极管12的正端和二极管13的负端相接，10的另一端与电容16的负端和电容17的正端相接，环形铁芯线圈11的一端与二极管14的正端和二极管15的负载相接，11的另一端与电容18的负端和电容19的正端相接，二极管12的负端与电容16的正端、二极管20的正端和恒流二极管22的正端相接，二极管13的正端和电容17的负端与工作电源负端相接，二极管14的负端与电容18的正端、二极管21的正端和恒流二极管23的正端相接。二极管15的正端和电容19的负端与工作电源负端相接，二极管20和21的负端与电阻24的一端相接，24的另一端与电容25的正端和过压保护二极管26的正端相接，电容25的负端与工作电源的负端相接，从25的两端输出单极性工作电压。

3、根据权利要求1所述的三相电机多功能测控保护器，其特征是：保护电流调整显示电路2是一个包括电桥电路和显示器、从环形铁芯线圈的感应信号中获得电信号输入、通过调整桥臂电阻改变横向输出值、并显示调节量、产生差动输出的电桥动态调整显示装置，其电阻27的一端与电源正端相接，27的另一端与电容28的正端和电位器29的一端相接，29的另一端与电阻30的一端相接，30的另一端与工作电源负端相接，电位器29的可调端与电表33的负端和运算放大器34的正相输入端相接，恒流二极管22和23的负端与电阻31的一端、电表33的正端和运算放大器34的负相输入端相接。电阻31的另一端与微调电阻32的一端相接，32的另一端和可调端与工作电源负端相接。在正常条件下，保护电流调整显示电路2向运算放大器34提供负相输入端为正，正相输入端为负的差动输入电压。

4、根据权利要求1所述的三相电机多功能测控保护器，其特征是：启动过流封闭控制电路3是一个在环形铁芯线圈的感应信号作用下，可自动调整封闭延时时间的开关量输出控制电路，其运算放大器44的电源正端与工作电源正端相接，44的电源负端与工作电源负端相接，稳压二极管38的正端、电阻39和42的一端与工作电压正端相接，稳压二极管38的负端、电阻39的另一端、电阻40的一端与运算放大器44的负相输入端相接，40的另一端与电阻41的一端和晶体三极管60的基极相接，41的另一端接工作电源负端，电阻42的另一端和电容43的正端、二极管45的负端与运算放大器44的正相输入端相接，电容43的另一端接工作电源负端，二极管45的正端和二极管46的负端与运算放大器44的输出端相接。二极管46的正端接判别处理电路4中的运算放大器34的正相输入端，通过46把电路的封闭控制功能作用于判别处理电路4。

5、根据权利要求1所述的三相电机多功能测控保护器，其特征是：判别处理电路4是一个从电桥电路的横向输出端获得与交流负载运行电流相关的双向差动信号输入、产生开关量信号输出的控制电路，其运算放大器34的电源正端与工作电源正端相接，34的电源负端与工作电源负端相接，二极管35的负端与运算放大器34的正相输入端相接，35的正端和电阻36的一端与运算放大器34的输出端相接，36的另一端与光电耦合器37的发光二极管的正端接，发光二极管的负端接工作电源负端，通过发光二极管把判别处理结果的高电平输出信号作用于保护控制输出电路5。

6、根据权利要求1所述的三相电机多功能测控保护器，其特征是：保护控制输出电路5是一个在缺相、过流判别处理控制信号作用下，对缺相、过流故障实施安全保护控制的交流无触点电子开关，其二极管54和55的负端、可控硅管53的正端与电阻48的一端相接，二极管56的正端和57的负端与电阻58的一端相接，58的另一端接输出端65，二极管54的正端和55的负端与保险丝管59的一端相接，59的另一端接输出端66，二极管（55，57）的正端、可控硅管53的负端与电阻52、电容（49，47）的一端及光电耦合器的光敏元件负端相接，电容47的另一端接光敏元件的受光端，光敏元件的正端、电阻48的另一端和电容49的另一端与双向触发管50的一端相接，50的另一端接电阻51的一端，51的另一端和电阻52的另一端与可控硅管53的触发极相接，输出端65和66串接在操作电机运行的交流接触器线包回路中。

7、根据权利要求1所述的三相电机多功能测控保护器，其特征是：运行参数控制输入和检测出电路6是包含有对交流负载的运行状态、运行功率、保护电流进行外部控制和检测的模拟量输入输出和开关量输入输出接口电路，其三极管60的集电极和保护二极管61的正极与电阻64的一端相接，64的另一端接输出端8，三极管60的基极与启动过流封闭控制电路3中的电阻（40，41）的一端相接，60的发射极、保护二极管61的负极和电容62的一端与工作电源的负端相接，工作电源的负端与接线端9相接，电容62的另一端和电阻63的一端与判别处理电路4中运算放大器34的正相输入端相接，电阻63的另一端与接线端7相接。

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