CN106207972A - 具有缺相保护的三相卷门机电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有缺相保护的三相卷门机电路，包括由上行继电器、下行继电器、三相交流卷门机电机、三相电源构成的主电路，由三相整流桥、刹车电磁线圈构成的制动电路以及控制电路；所述主电路还设有第一缺相保护继电器和第二缺相保护继电器；所述制动电路中三相整流桥的输入端分别连接电机的三相绕组末端，输出端连接刹车电磁线圈；所述控制电路包括上行控制回路和下行控制回路。本发明能有效对卷门机进行缺相保护，同时能使刹车电磁线圈取得较好的刹车效果、易生产、故障率低、节能。

Description

具有缺相保护的三相卷门机电路

技术领域

本发明涉及卷帘门技术领域，尤其涉及具有缺相保护的三相卷门机电路。

背景技术

电动卷帘门在店面、车库等场所得到了广泛应用，电动卷帘门升降由卷门机带动，卷门机一般由电机、减速箱、刹车装置、控制器、限位器、操作按钮等部件组成。一部分现有的卷帘门由三相交流卷门机带动，一般采用空气开关或接触器进行开关机，在使用过程中，常常由于供电线路接触不良等原因造成三相线路中的某一相开路，造成三相交流电机烧毁，现有技术中，常采用在供电线路中安装缺相保护器对三相电机进行缺相保护，但缺相保护器大多采用阻容等电子原件，由于阻容等电子元件经过一段时间工作后，元器件特性会发生变化，特别是易受外界如雷电、潮湿等因素影响，导致工作不稳定，且一旦发生故障不易维修。

其次，现有的三相交流卷门机刹车装置主要由刹车盘、刹车片、刹车弹簧和电磁铁（刹车电磁线圈）组成，卷门机停止状态下，由刹车弹簧的推力推动刹车片和刹车盘紧密接触进行刹车；卷门机工作时，电磁铁通电吸引刹车片，使刹车盘和刹车片分离打开刹车系统，一直维持到卷门机停止运转。如图2所示，传统的三相交流卷门机刹车电磁线圈的电流一般是由三相电源中的一相和零线经单相整流桥堆整流后输入的，刹车电磁线圈两端的电压是恒定的， 因此，不管是电磁铁通电打开刹车系统的瞬间，还是打开刹车系统后的维持状态，刹车电磁线圈的电流大小是相同的。实际上，电磁铁未动作前，由于电磁铁的铁心和刹车片有一定的距离，二者之间存在磁隙，电磁铁动作的瞬间需要较大的电流，电磁铁闭合后，铁心和刹车盘紧紧结合，形成闭合磁路，磁通量大增，维持电磁铁闭合的电流就可大大减小。因此，现有三相交流卷门机电磁铁电路存在如下问题：卷门机经过一段时间的使用后，刹车片和刹车盘由于磨损使二者之间的间距加大，会使电磁铁的磁力不足，如果加大刹车电磁线圈的电流，则打开刹车系统后工作时会使电磁铁发热，电磁铁的铁心发热后导磁率下降，进而磁力下降，导致冷机和热机电磁铁的磁力不一样，难以控制；其次，由于刹车电磁线圈工作在较高电压，刹车电磁线圈就要做得匝数多线径小，导致生产难度大、故障率高；另外，刹车系统打开后刹车电磁线圈电流没有减小，浪费电能。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了能有效进行缺相保护的三相卷门机电路，同时能使刹车电磁线圈取得较好的刹车效果、易生产、故障率低、节能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

具有缺相保护的三相卷门机电路，包括由上行继电器、下行继电器、三相交流卷门机电机、三相电源构成的主电路，由三相整流桥、刹车电磁线圈构成的制动电路以及控制电路；所述上行继电器、下行继电器均设有四个转换触点；所述上行继电器其中三个转换触点的动触点分别连接三相电源的L1相、L2相和L3相；所述上行继电器的第一转换触点的常开触点、第二转换触点的常闭触点、第二转换触点的常开触点、第三转换触点的常开触点、第三转换触点的常闭触点分别连接下行继电器的第一转换触点的常开触点、第二转换触点的常开触点、第三转换触点的常闭触点、第二转换触点的常闭触点、第三转换触点的常开触点；所述下行继电器的第一转换触点的动触点、常开触点分别连接电源的L1相和电机绕组A相的首端；

所述主电路还设有第一缺相保护继电器和第二缺相保护继电器；所述第一缺相保护继电器和第二缺相保护继电器均设有三个常开触点；所述第一缺相保护继电器第一触点、第二触点的一端分别连接下行继电器的第二转换触点、第三转换触点的动触点，另一端分别连接第二缺相保护继电器第一触点、第二触点的一端；所述第二缺相保护继电器第一触点、第二触点的另一端分别连接电机绕组B相、C相的首端；所述第一缺相保护继电器线圈的一端连接本继电器的第一触点的输入端，另一端连接零线；所述第二缺相保护继电器线圈的一端连接本继电器第二触点的输入端，另一端连接零线；

所述制动电路中三相整流桥的输入端分别连接电机的三相绕组的末端，输出端连接刹车电磁线圈；

所述控制电路包括上行控制回路和下行控制回路；

所述上行控制回路包括依次串联的电源L1相、下行继电器第一转换触点的常闭触点、上行继电器线圈、常开上行按钮、常闭停止按钮和零线；所述上行继电器线圈的末端、上行继电器第四转换触点的常开触点、第一缺相保护继电器的第三触点、第二缺相保护继电器的第三触点、停止按钮和零线依次串联组成上行按钮并联自锁电路；

所述下行控制回路包括依次串联的电源L1相、上行继电器第一转换触点的常闭触点、下行继电器线圈、常开下行按钮、常闭停止按钮和零线；所述下行继电器线圈的末端、下行继电器第四转换触点的常开触点、第一缺相保护继电器的第三触点、第二缺相保护继电器的第三触点、停止按钮和零线依次串联组成下行按钮并联自锁电路。

本发明的工作原理是，要打开卷帘门时，按下上行按钮，上行控制回路接通，上行继电器得电动作，上行继电器的常闭触点断开、常开触点闭合；上行继电器的常开触点闭合后，第一缺相保护继电器得电动作，其常开触点闭合，第二缺相保护继电器得电动作，其常开触点闭合，主电路接通，电机的A相、Ｂ相和Ｃ相分别接通电源的L１相、L3相和L2相，电机正转带动卷帘门上行；此时上行按钮并联自锁电路也接通，松开上行按钮不会影响电机运行；要停机时，按下停止按钮，上行按钮并联自锁电路断开，上行继电器失电断开，主电路断开，第一缺相保护继电器和第二缺相保护继电器也失电断开，电机失电停止转动。同理，要关闭卷帘门时，按下下行按钮，下行控制回路接通，下行继电器得电动作，下行继电器的常闭触点断开、常开触点闭合；下行继电器的常开触点闭合后，第一缺相保护继电器得电动作，其常开触点闭合，第二缺相保护继电器得电动作，其常开触点闭合，主电路接通，电机的A相、Ｂ相和Ｃ相分别接通电源的L１相、L2相和L3相，电机反转带动卷帘门下行；此时下行按钮并联自锁电路也接通，松开下行按钮不会影响电机运行；要停机时，按下停止按钮，下行按钮并联自锁电路断开，下行继电器失电断开，主电路断开，第一缺相保护继电器和第二缺相保护继电器也失电断开，电机失电停止转动。

本技术方案中，上行继电器用于控制电机正转打开卷帘门，下行继电器用于控制电机反转关闭卷帘门；下行继电器的第一转换触点的常闭触点和上行控制回路串联，上行继电器的第一转换触点的常闭触点和下行控制回路串联，用于使上行控制回路和下行控制回路互锁，防止误动作，同时对电机A相进行缺相保护，只要A相缺相或接触不良，上行继电器和下行继电器均不会动作。上行继电器的第四转换触点用于对上行按钮的并联自锁，下行继电器的第四转换触点用于对下行按钮的并联自锁。第一缺相保护继电器和第二缺相保护继电器分别用于对电机B相、C相缺相进行保护，当电机B相缺相或接触不良时，第一缺相保护继电器线圈失电，第一缺相保护继电器断开切断主电路，同时，第一缺相保护继电器的第三触点断开，切断闭合的上行按钮并联自锁电路或下行按钮并联自锁电路，闭合的上行继电器或下行继电器断开，进一步切断主电路；当电机C相缺相或接触不良时，第二缺相保护继电器线圈失电，第二缺相保护继电器断开切断主电路，同时，第二缺相保护继电器的第三触点断开，切断闭合的上行按钮并联自锁电路或下行按钮并联自锁电路，闭合的上行继电器或下行继电器断开，进一步切断主电路。

本技术方案中，刹车电磁线圈相当于和电机的三相绕组串联，在电机启动时，启动电流较大，一般为正常工作的3～5倍，刹车电磁线圈也为正常工作电流的3～5倍，刹车电磁线圈产生较大的电磁力使刹车片克服刹车弹簧的推力和刹车盘分离，打开刹车系统使电机正常启动，电机启动后电流迅速减小，刹车电磁线圈的电流也迅速减小，但此时刹车系统已处于打开状态，只需较小的电流就可维持打开状态，这样就可大大减小刹车电磁线圈的功率，使刹车电磁线圈温升小，工作稳定性高；交流电经三相整流桥整流成直流电后输入刹车电磁线圈，可以使刹车电磁线圈工作更加稳定；由于刹车电磁线圈和电机三相绕组串联，工作电压低，线圈匝数少，线径可以做大，较易生产，故障率低；其次，刹车电磁线圈出现开路时，电机三相绕组也处于开路状态，上行继电器或下行继电器、第一缺相保护继电器和第二缺相保护继电器均断开切断主电路，不会出现现有技术中刹车电磁线圈开路不能打开刹车系统电机强行运转而烧坏的现象。

进一步，所述刹车电磁线圈的阻抗为电机三相绕组阻抗的4%～8%。刹车电磁线圈的阻抗处于此范围时对电机的功率影响不大，不会影响电机的正常工作，刹车电磁线圈可提供足够的电磁力，性能达到较好状态。

进一步，所述上行继电器线圈和上行按钮之间设有常闭上行限位行程开关，该上行限位行程开关串联于上行按钮并联自锁电路中。设置上行限位行程开关用于使卷帘门上行时在预定的位置自动停止，当上行限位行程开关动作时，常闭触点断开，切断上行按钮并联自锁电路，上行继电器断开切断主电路，电机停止转动。

进一步，所述下行继电器线圈和下行按钮之间设有常闭下行限位行程开关，该下行限位行程开关串联于下行按钮并联自锁电路中。设置下行限位行程开关用于使卷帘门下行时在预定的位置自动停止，当下行限位行程开关动作时，常闭触点断开，切断下行按钮并联自锁电路，下行继电器断开切断主电路，电机停止转动。

本技术方案比较适用于功率不大的卷门机，如果要适用于功率较大的卷门机，可把本技术方案中的继电器换成接触器。

本发明的有益效果是：在主电路中采用上行继电器和下行继电器，不但能控制电机的正反转，还能对电机A进行缺相和接触不良保护；在主电路的下行继电器后设置第一缺相保护继电器和第二缺相保护继电器，能有效对电机B相和C相的缺相和接触不良进行保护，保护元件没有电子元件，工作稳定；将刹车电磁线圈和电机的三相绕组串联，在电机启动时可以产生较大的电磁力，即使刹车片和刹车盘由于磨损产生较大间隙也仍然可以打开刹车系统；刹车系统打开后刹车电磁线圈工作时功率小，温升小，节约电能；刹车电磁线圈匝数少，故障率低，方便生产；刹车电磁线圈出现开路时也能切断主电路，不会损坏电机。

附图说明

图1为本发明的电路图。

图2为传统的三相交流卷门机刹车装置的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本发明的实施例，包括由上行继电器K1、下行继电器K2、三相交流卷门机电机M、三相电源L1、L2、L3构成的主电路，由三相整流桥UR、刹车电磁线圈YA构成的制动电路以及控制电路；所述上行继电器K1、下行继电器K2均设有四个转换触点；所述上行继电器其中三个转换触点K1-1、K1-2、K1-3的动触点分别连接三相电源的L1相、L2相和L3相；所述上行继电器K1的第一转换触点K1-1的常开触点、第二转换触点K1-2的常闭触点、第二转换触点K1-2的常开触点、第三转换触点K1-3的常开触点、第三转换触点K1-3的常闭触点分别连接下行继电器K2的第一转换触点K2-1的常开触点、第二转换触点K2-2的常开触点、第三转换触点K2-3的常闭触点、第二转换触点K2-2的常闭触点、第三转换触点K2-3的常开触点；所述下行继电器的K2第一转换触点K2-1的动触点、常开触点分别连接电源的L1相和电机M绕组A相的首端；

所述主电路还设有第一缺相保护继电器K3和第二缺相保护继电器K4；所述第一缺相保护继电器K3和第二缺相保护继电器K4均设有三个常开触点；所述第一缺相保护继电器K3的第一触点K3-1、第二触点K3-2的一端分别连接下行继电器K2的第二转换触点K2-2、第三转换触点K2-3的动触点，另一端分别连接第二缺相保护继电器K4第一触点K4-1、第二触点K4-2的一端；所述第二缺相保护继电器K4的第一触点K4-1、第二触点K4-2的另一端分别连接电机M绕组B相、C相的首端；所述第一缺相保护继电器K3线圈的一端连接本继电器K3的第一触点K3-1的输入端，另一端连接零线N；所述第二缺相保护继电器K4线圈的一端连接本继电器K4第二触点K4-2的输入端，另一端连接零线N；

所述制动电路中三相整流桥UR的输入端分别连接电机M的三相绕组的末端，输出端连接刹车电磁线圈YA；

所述控制电路包括上行控制回路和下行控制回路；

所述上行控制回路包括依次串联的电源L1相、下行继电器K2第一转换触点K2-1的常闭触点、上行继电器K1线圈、常开上行按钮SB1、常闭停止按钮SB3和零线N；所述上行继电器K1线圈的末端、上行继电器K1第四转换触点K1-4的常开触点、第一缺相保护继电器K3的第三触点K3-3、第二缺相保护继电器K4的第三触点K4-3、停止按钮SB3和零线N依次串联组成上行按钮并联自锁电路；

所述下行控制回路包括依次串联的电源L1相、上行继电器K1第一转换触点K1-1的常闭触点、下行继电器K2线圈、常开下行按钮SB2、常闭停止按钮SB3和零线N；所述下行继电器K2线圈的末端、下行继电器K2第四转换触点K2-4的常开触点、第一缺相保护继电器K3的第三触点K3-3、第二缺相保护继电器K4的第三触点K4-3、停止按钮SB3和零线N依次串联组成下行按钮并联自锁电路。

本实施例的工作原理是，要打开卷帘门时，按下上行按钮SB1，上行控制回路接通，上行继电器K1得电动作，上行继电器K1的常闭触点断开、常开触点闭合；上行继电器K1的常开触点闭合后，第一缺相保护继电器K3得电动作，其常开触点闭合，第二缺相保护继电器K4得电动作，其常开触点闭合，主电路接通，电机M的A相、Ｂ相和Ｃ相分别接通电源的L１相、L3相和L2相，电机M正转带动卷帘门上行；此时上行按钮并联自锁电路也接通，松开上行按钮SB1不会影响电机运行；要停机时，按下停止按钮SB3，上行按钮并联自锁电路断开，上行继电器K1失电断开，主电路断开，第一缺相保护继电器K3和第二缺相保护继电器K4也失电断开，电机M失电停止转动。同理，要关闭卷帘门时，按下下行按钮SB2，下行控制回路接通，下行继电器K2得电动作，下行继电器K2的常闭触点断开、常开触点闭合；下行继电器K2的常开触点闭合后，第一缺相保护继电器K3得电动作，其常开触点闭合，第二缺相保护继电器K4得电动作，其常开触点闭合，主电路接通，电机M的A相、Ｂ相和Ｃ相分别接通电源的L１相、L2相和L3相，电机M反转带动卷帘门下行；此时下行按钮并联自锁电路也接通，松开下行按钮SB2不会影响电机M运行；要停机时，按下停止按钮SB3，下行按钮并联自锁电路断开，下行继电器K2失电断开，主电路断开，第一缺相保护继电器K3和第二缺相保护继电器K4也失电断开，电机M失电停止转动。

本实施例中，上行继电器K1用于控制电机M正转打开卷帘门，下行继电器K2用于控制电机M反转关闭卷帘门；下行继电器K2的第一转换触点K2-1的常闭触点和上行控制回路串联，上行继电器K1的第一转换触点K1-1的常闭触点和下行控制回路串联，用于使上行控制回路和下行控制回路互锁，防止误动作，同时对电机A相进行缺相保护，只要A相缺相或接触不良，上行继电器K1和下行继电器K2均不会动作。上行继电器K1的第四转换触点K1-4用于对上行按钮SB1的并联自锁，下行继电器K2的第四转换触点K2-4用于对下行按钮SB2的并联自锁。第一缺相保护继电器K3和第二缺相保护继电器K4分别用于对电机B相、C相缺相进行保护，当电机B相缺相或接触不良时，第一缺相保护继电器K3线圈失电，第一缺相保护继电器K3断开切断主电路，同时，第一缺相保护继电器K3的第三触点K3-3断开，切断闭合的上行按钮并联自锁电路或下行按钮并联自锁电路，闭合的上行继电器K1或下行继电器K2断开，进一步切断主电路；当电机C相缺相或接触不良时，第二缺相保护继电器K4线圈失电，第二缺相保护继电器K4断开切断主电路，同时，第二缺相保护继电器K4的第三触点K4-3断开，切断闭合的上行按钮并联自锁电路或下行按钮并联自锁电路，闭合的上行继电器K1或下行继电器K2断开，进一步切断主电路。

本实施例中，刹车电磁线圈YA相当于和电机M的三相绕组串联，在电机M启动时，启动电流较大，一般为正常工作的3～5倍，刹车电磁线圈YA也为正常工作电流的3～5倍，刹车电磁线圈YA产生较大的电磁力使刹车片克服刹车弹簧的推力和刹车盘分离，打开刹车系统使电机正常启动，电机M启动后电流迅速减小，刹车电磁线圈YA的电流也迅速减小，但此时刹车系统已处于打开状态，只需较小的电流就可维持打开状态，这样就可大大减小刹车电磁线圈YA的功率，使刹车电磁线圈YA温升小，工作稳定性高；交流电经三相整流桥UR整流成直流电后输入刹车电磁线圈YA，可以使刹车电磁线圈YA工作更加稳定；由于刹车电磁线圈YA和电机M的三相绕组串联，工作电压低，线圈匝数少，线径可以做大，较易生产，故障率低；其次，刹车电磁线圈YA出现开路时，电机M的三相绕组也处于开路状态，上行继电器K1或下行继电器K2、第一缺相保护继电器K3和第二缺相保护继电器K4均断开切断主电路，不会出现现有技术中刹车电磁线圈开路不能打开刹车系统电机强行运转而烧坏的现象。

本实施例中，所述刹车电磁线圈YA的阻抗为电机M的三相绕组阻抗的6%，刹车电磁线圈YA的阻抗处于此值时对电机M的功率影响不大，不会影响电机M的正常工作，刹车电磁线圈YA可提供足够的电磁力，性能达到较好状态。

本实施例中，所述上行继电器K1线圈和上行按钮SB1之间设有常闭上行限位行程开关SQ1，该上行限位行程开关SQ1串联于上行按钮并联自锁电路中。设置上行限位行程开关SQ1用于使卷帘门上行时在预定的位置自动停止，当上行限位行程开关SQ1动作时，常闭触点断开，切断上行按钮并联自锁电路，上行继电器K1断开切断主电路，电机M停止转动。

本实施例中，所述下行继电器K2线圈和下行按钮SB2之间设有常闭下行限位行程开关SQ2，该下行限位行程开关SQ2串联于下行按钮并联自锁电路中。设置下行限位行程开关SQ2用于使卷帘门下行时在预定的位置自动停止，当下行限位行程开关SQ2动作时，常闭触点断开，切断下行按钮并联自锁电路，下行继电器断开切断主电路，电机M停止转动。

将本实施例做如下试验：

按要求制备好卷门机，将卷门机装于试验台，按本实施例的要求连接好电路：

1、只连接零线和2条相线，通电开机，卷门机没动作，温度正常；连接好零线和3条相线，通电开机，运行中模拟任何一条相线断开，卷门机停止，温度正常，说明电路执行缺相保护。

2、连接好零线和3条相线，通电开机，卷门机正常动作，运行中模拟任何一条相线接触不良，卷门机停止，温度正常，说明电路执行接触不良保护。

3、连接好零线和3条相线，通电开机，卷门机正常动作，运行中断开刹车电磁线圈，卷门机停止，温度正常；连接好零线和3条相线，断开刹车线圈，通电开机，卷门机没动作，温度正常，说明电路执行刹车电磁线圈开路保护。

4、标准试验负载状态，卷门机正常运转，连续运转20分钟，电机温度正常，刹车电磁线圈温度正常，磁力强劲。

以上试验说明本实施例能有效进行缺相和接触不良保护，刹车电磁线圈工作正常，刹车效果好，刹车电磁线圈开路时能保护卷门机。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.具有缺相保护的三相卷门机电路，包括由上行继电器、下行继电器、三相交流卷门机电机、三相电源构成的主电路，由三相整流桥、刹车电磁线圈构成的制动电路以及控制电路；其特征在于：所述上行继电器、下行继电器均设有四个转换触点；所述上行继电器其中三个转换触点的动触点分别连接三相电源的L1相、L2相和L3相；所述上行继电器的第一转换触点的常开触点、第二转换触点的常闭触点、第二转换触点的常开触点、第三转换触点的常开触点、第三转换触点的常闭触点分别连接下行继电器的第一转换触点的常开触点、第二转换触点的常开触点、第三转换触点的常闭触点、第二转换触点的常闭触点、第三转换触点的常开触点；所述下行继电器的第一转换触点的动触点、常开触点分别连接电源的L1相和电机绕组A相的首端；

所述主电路还设有第一缺相保护继电器和第二缺相保护继电器；所述第一缺相保护继电器和第二缺相保护继电器均设有三个常开触点；所述第一缺相保护继电器第一触点、第二触点的一端分别连接下行继电器的第二转换触点、第三转换触点的动触点，另一端分别连接第二缺相保护继电器第一触点、第二触点的一端；所述第二缺相保护继电器第一触点、第二触点的另一端分别连接电机绕组B相、C相的首端；所述第一缺相保护继电器线圈的一端连接本继电器的第一触点的输入端，另一端连接零线；所述第二缺相保护继电器线圈的一端连接本继电器第二触点的输入端，另一端连接零线；

所述制动电路中三相整流桥的输入端分别连接电机的三相绕组的末端，输出端连接刹车电磁线圈；

所述控制电路包括上行控制回路和下行控制回路；

所述上行控制回路包括依次串联的电源L1相、下行继电器第一转换触点的常闭触点、上行继电器线圈、常开上行按钮、常闭停止按钮和零线；所述上行继电器线圈的末端、上行继电器第四转换触点的常开触点、第一缺相保护继电器的第三触点、第二缺相保护继电器的第三触点、停止按钮和零线依次串联组成上行按钮并联自锁电路；

所述下行控制回路包括依次串联的电源L1相、上行继电器第一转换触点的常闭触点、下行继电器线圈、常开下行按钮、停止按钮和零线；所述下行继电器线圈的末端、下行继电器第四转换触点的常开触点、第一缺相保护继电器的第三触点、第二缺相保护继电器的第三触点、停止按钮和零线依次串联组成下行按钮并联自锁电路。

2.根据权利要求1所述的具有缺相保护的三相卷门机电路，其特征在于：所述刹车电磁线圈的阻抗为电机三相绕组阻抗的4%～8%。

3.根据权利要求1所述的具有缺相保护的三相卷门机电路，其特征在于：所述上行继电器线圈和上行按钮之间设有常闭上行限位行程开关，该上行限位行程开关串联于上行按钮并联自锁电路中。

4.根据权利要求1所述的具有缺相保护的三相卷门机电路，其特征在于：所述下行继电器线圈和下行按钮之间设有常闭下行限位行程开关，该下行限位行程开关串联于下行按钮并联自锁电路中。