CN1029361C - 电动机过流电流保护器 - Google Patents
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Abstract
一种采用集成电路块与分立元件相结合的电路，其检测部分采用穿芯式变流器与特设的选流电路。三相检测电流中可自动选其最大值与基准值相比较，这样不论电动机过流电流的原因是三相平衡的过负荷、断相过电流、三相电压不平衡引起的某一相过电流或单相电弧接地产生的一相过电流，只要一相最大值超过设定值，经延时后，均能可靠地断开电路。这个电路简单可靠，成本低，现场安装与使用都很方便。
Description
本发明涉及一种过电流保护器。
目前国内外电动机过负荷，断相保护多采用热继电器，就国内而言，热继电器的可靠性差，影响可靠性的因素有产品本身的结构、制造质量和现场的使用环境。近来市场上出现的电子式保护器，其致命的弱点是需要附加直流电源，这就影响了其本身的可靠性与现场使用的实用性。
本发明的任务是克服上述的各自之缺点，提供一种无需附加直流电源的电路，作为一种电动机过电流保护器。
本发明是这样实现的：
本电动机过电流保护器是采用集成电路块与分立元件相结合的电路，检测部分采用穿芯式变流器与特设的选流电路。三相检测电流中选其最大值与基准值比较，这样不论电动机过流电流的原因是三相平衡的过负荷、断相过电流、三相电压不平衡引起某一相过电流或单相电弧接地产生的一相过电流，只要一相最大值超过设定值，经延时后，均能可靠地断开电路，电路出口采用与印刷电路板相配用的超小型直流继电器（线圈额定电压3伏特，直流电阻25欧姆，触头容量6安倍）这样，整个电路简单可靠，成本低。其现场安装使用方便，安装底脚做成与热继电器互换，就可以方便地取代热继电器。
电路的有关说明：
1、基准电压：利用硅三极管be结的饱和特性来稳压，按电路的接法内阻大，电流增大，饱和压降微小增大;电流增大，结温升高又使饱和压降减少。
电源电压：1.2V 1.4V 2.5V 3.8V 4.5V
基准电压：1.1V 1.2V 1.35V 1.35V 1.35V
be结温升高，其稳压值减小，这正好适应电动机冬夏季的不同过载能力。
2、电源电压与信号电压：
线性比较器的工作电压范围是2～36V，比较器的基准电压可靠稳压后，信号电压可以同时作为电源电压变动，这与采用附加直流稳压电源，以及用它来稳定基准电压，而信号电压变动是等效的。因此，变流器须传递小型直流继电器动作所需的能源，比较器也只有在大于这个能源功率情况下工作才有效。
3、动作电流的整定：
变流器的负载主要是电位器WR，与在导通状态的T3负载电阻R5，WR与R5的并联电阻值与变流器二次直流电流的积，来决定电路的直流工作电压。其额定运行二次直流电流应在70MA左右，直流电压应在2.5～3V。R5的电阻值同时应满足T3，T4的开关动作要求，如果要使电动机过电流120%动作，直流电流应在90MA左右，这时直流电压在3.5V左右，调整电位器使比较器动作，因有1000μf电容的贮能，直流继电器能可靠动作而断开一次电路。
4、影响直流继电器工作的另一因素：
直流继电器有了可靠的动作能源之后，还必须保证它有足够的通电时间。由于晶体管T4的导通饱和，把继电器25的线圈直流电阻突然接入，使直流电压迅速降低，又因比较器的信号电压只要大于基准电压0.01V就可使比较器动作。故这电压的突然降低，虽有RC延时电路也能使比较器迅速复原，T4关断，使直流继电器的通电时间不足，不能断开一次电路，因此设置了由T5集电极引出，经D4，R6反馈到比较器的信号输入端，就满意地解决了这个问题。
5、变流器与选流电路：
变流器必须满足直流继电器的功率要求。而选流电路是根据电流源的特性，按本电路的接法，流过直流负载的电流始终是三相电流中最大的一相电流，不管任何原因引出的一相过电流超过允许值，电路都能给以可靠地断开。旁路二极管D1，D2，
D3必须考虑到电动机起动时接触器的非同期合闸所通过的相应起动电流。
6、电路的延时：
电位器WR并接一只1000μf的电容器，因线圈的直流电阻和二极管的等效电阻值很小，其时间常数小于0.02秒。电路的主要延时是比较器的信号输入端接入的R1，C2，可以改变R1，C2值以适应电动机过流温升的需要。变流器铁芯的工作的磁通密度应设计在7000高斯，0.35MM厚的冷轧矽钢片的饱和磁通密度为18000高斯，因此一般的电动机过负荷，断相过电流都在线性范围内，延时具有反时限特性。若发生堵转状态也能得到满意的结果。
如果把C2短接，电路可作为电流检测器使用。
7、其他：
（1）本电路设计的变流器铁芯，线圈在电动机起动时，它的二次直流电压小于15V。
（2）改变变流器一次线圈的匝数，可适应5～40KW异步电动机过电流保护用。
（3）为提供给不同场合使用，变流器与选流电路配合可做成三相式、二相式、或单相式。
（4）消耗功率为3×0.3W。
本电器的电路可作为电动机过负荷保护、断相保护、三相电压不平衡引起的一相过电流保护，以及单相电弧接地引起的一相过电流保护。
本电器的电路中去掉延时部分，可以作为电流检测器使用。
本发明的电动机过电流保护器也可以作为其他移相或单相交流电路的过电流保护之用。
下面将结合附图对本发明作详细阐述。
附图1是本发明所指的过电流保护器的电路图。
参照附图1，一种电动机过电流保护器是由放大器（TL331单线性比较器，电源电压为2～36伏特），晶体三极管（T1，T2，标号3DG6，T3，T4，标号3DG12）、硅桥式整流器（Z1，Z2，Z3，规格为0.5A，100V），晶体二极管（D1，D2，D3，规格为2DP3A，300MA，V反向≥200V;D4，规格为2CP10，10MA，V反向≥100V），电解电容器（C1，规格为1000μf，16V;C2，规格为220μf，16V）、电位器（WR，规格为绕线式，50～65Ω，1～1.5W）、电阻（R1，规格为25～30KΩ;R2，规格为5.1KΩ;R3，规格为1.1KΩ;R4，规格为3KΩ;R5，规格为110Ω;R6，规格为12KΩ）、变流器（1）环形铁芯：铁芯平均直径为28MM，铁芯的矩形截面的宽度为5.6MM，高为14MM。冷轧矽钢片厚度为0.35MM。（2）线圈：用高强度漆包线，匝数为500匝，线径为0.25MM。小型直流继电器：其型号为T002FD03B，线圈额定电压为3V，直流电阻为25Ω，触头容量为6A，最低动作电压：2.25V，释放电压≥0.3V。
附图1中A部分电路为变流器与选流电路，B部分为延时电路。按附图1所示的电路，即可制造出电动机过电流保护器;也可作为其他多相或单相交流电流保护之用。若去除附图1中的延时部分（图的B部分），可作为电流检测器使用。
Claims (1)
1、一种电动机过电流保护器，这种电器是采用集成电路块与分立元件相结合的又无需附加直流电源的电路，其特征在于其检测部分采用穿芯式变流器与选流电路(A)，选流电路电源侧接法是用3只变流器(BL1、BL2、BL3)的二次侧分别经桥式整流(电容滤波)后，串联连接，同时在直流输出端顺电流方向各自并接一只旁路二极管(D1、D2、D3)，再与负载连接；选流电路等效负载是由与选流电源构成闭合回路的电位器(WR)的电阻与电位器并联连接的所有元器件在工作状态下的等效电阻并联构成。
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