CN109150017B - 电动机启动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动机启动控制装置，其特征在于包括：电源自保持供电电路、电势信息传输电路、信息処理电路、启动控制电路、运行指示和报警电路、电动机启动电路，具体实施方案是：用交流接触器线圈电流产生电势信息，将电势信息分解成启动信息、运行指示信息、故障报警信息，把启动信息通过电子电路去控制交流接触器，用交流接触器的闭合去启动电动机；把运行指示信息通过电子电路去点亮指示灯，显示运行正常；把故障信息通过电子电路去切除交流接触器故障电源并发出音响报警，由此成为一种既保存了原有控制装置的优点又增添了运行指示和报警功能，只需用一根控制线与交流接触器联系，就能够完成电动机启动全过程的控制装置。

Description

电动机启动控制装置

技术领域

本发明涉及电动机配套设备的研发生产领域，特别涉及一种电动机启动控制装置是利用交流接触器线圈电流流过互耦线圈时产生的互感电势，用互感电势通过电子控制电路，去控制交流接触器，由交流接触器去启动电动机，因而构成只需用一根控制线与交流接触器联系，就能够完成电动机启动全过程的控制装置。

技术背景

通常电动机的启动，有使用刀闸开关来直接启动电动机，也有使用按钮开关与交流接触器组合启动电动机。使用刀闸开关直接启动电动机，其优点是：安装容易、操作简单、无须太多电工知识、一般人员就能胜任，其缺陷是：缺少防止电动机自行再启动的失电保护功能。使用按钮开关与交流接触器组合启动电动机，其优点是：自动控制程度高，有防止电动机自行再启动的失电保护功能，所以得到了广泛应用，其缺陷是：按钮开关与交流接触器纠葛在一起，使得控制功能与启动功能无法分开，造成安装麻烦、操作复杂、不方便使用、适应性能较差缺陷。造成按钮开关与交流接触器组合启动电动机缺陷的原因：其一、为防止电动机自行再启动的失电保护功能，须通过交流接触器自锁触头对按钮开关实施自锁，才能实现自保持供电，达到失电保护目的，因此导致按钮开关需要交流接触器辅助触头才能自锁供电，交流接触器需要按钮开关才能启动电动机，使得按钮开关与交流接触器产生互相依存关系，使控制功能与启动功能无法分开。其二、因为交流接触器是隋电动机所在位置而设立，因而交流接触器是分散在不同地点，因此按钮开关与交流接触器之间存在有一定距离，造成安装麻烦，操作复杂，不方便使用，难以适应控制场所变动要求，但按钮开关与交流接触器组合启动电动机具有失电保护功能，可以满足自动控制基本要求，所以还能得到广泛应用。

目前使用的控制装置虽然满足了自动控制基本要求，但还缺少控制装置本身应有的功能。从长期使用过程中发现，电动机在运行时没有明显运行指示；故障发生时没有及时报警告知，虽然知道运行指示与故障报警对远程控制竭求，因为运行指示是说明设备安全运行，让人放心，故障报警说明设备发生事故，提醒对设备进行处理，但是这些愿望未能得到实现。运行指示与故障报警现况，设计人员虽多方寻求解决，例如增加交流接触器辅助触头，用来外接运行指示；保护装置增加辅助触头，用来外接故障报警，但外接运行指示与故障报警工程，对使用者来说是一件麻烦而复杂的工作，只得舍弃，至于按钮开关与交流接触器组合启动控制装置的结构，又无法实施，造成控制装置本身缺少运行指示与故障报警功能的缺陷，这就给按钮开关与交流接触器组合启动控制装置构成了“控制功能与启动功能无法分开”与“缺少运行指示与故障报警功能”的双重缺陷。

发明内容

本发明的目的是面对上述问题，提供一种电动机启动控制装置，电动机启动控制装置是利用交流接触器线圈电流流过互耦线圈产生的互感电势(以下称电势)，以电势作为交流接触器的吸合或断开信息，用这种电势信息通过电子控制电路来执行启动、停机、运行指示、故障电源切除、音响报警任务，把控制功能与启动功能分开，形成只需用一根控制线与交流接触器联系，就能够完成电动机启动全过程的控制装置，从此摆脱按钮开关与交流接触器之间互相依存关系，克服了“控制功能与启动功能无法分开”与“缺少运行指示与故障报警功能”的缺陷。

本发明的目的是通过以下具体技术方案来实现：首先电动机启动控制装置包括：电源自保持供电电路、电势信息传输电路、信息处理电路、启动控制电路、运行指示和报警电路、电动机启动电路。具体技术方案是将交流接触器线圈电流产生的电势分解成：启动信息、运行指示信息、故障报警信息，把这些信息通过电子电路去控制交流接触器，由交流接触器去启动电动机，达到控制与启动功能分开的目的。

电源自保持供电电路：电源自保持供电电路是把停机按钮1一端与启动按钮2一端连接，启动按钮2另一端与触发电阻R1一端连接，触发电阻R1另一端与触发三极管3基极连接，触发三极管3集电极与正极电源输入电阻R2一端连接，触发三极管3发射极与负极电源输入电阻R3、基极电阻R4一端连接，基极电阻R4另一端与电源自锁三极管4基极连接，电源自锁三极管4集电极和发射极与启动按钮2并联连接；停机按钮1另一端与正极电源连接，正极电源输入电阻R2另一端与自保持正极电源连接，负极电源输入电阻R3另一端与负极电源连。

电势信息传输电路：电势信息传输电路是把互耦线圈13中的互感线圈L2一端与偏压电阻5一端和电势信息接收三极管6基极连接；互耦线圈13中的互感应线圈L2、偏压电阻5另一端、电势信息接收三极管6发射极与负极电源连接。

信息处理电路：信息处理电路是把信息处理三极管9基极与电势信息接收三极管6集电极、微分电阻7、微分电容8一端连接，信息处理三极管9集电极与电源电阻10、启动信息输出电阻11、运行指示与故障报警信息输出电阻17一端连接，启动信息输出电阻11另一端与启动执行三极管12基极连接，运行指示与故障报警信息输出电阻17另一端与运行指示三极管19基极和报警三极管22基极连接；微分电阻7、电源电阻10另一端与正极电源连接，微分电容8另一端、信息处理三极管9发射极与负极电源连接。

启动控制电路：启动控制电路是把启动执行三极管12基极与启动信息输出电阻11一端连接，启动执行三极管12集电极与启动执行继电器14一端连接，启动执行继电器14的启动触头15与互耦线圈13中的自感线圈L1连接；启动执行三极管12发射极与负极电源连接，启动执行继电器14另一端与正极电源连接。

运行指示与报警电路：运行指示与报警电路是把运行指示三极管19基极和报警三极管22基极与运行指示与报警信息传输电阻17一端连接，运行指示三极管19集电极与发光二极管20负极连接，运行指示三极管19发射极与发光二极管的降压电阻18一端连接，报警三极管22集电极与扬声器21一端连接，报警三极管22发射极与扬声器的降压电阻23一端连接；发光二极管20正极、扬声器的降压电阻23另一端与正极电源连接，发光二极管的降压电阻18、扬声器21另一端与负极电源连接。

电动机启动电路：电动机启动电路是把启动执行继电器14的启动触头15一端与互耦线圈13中的自感线圈L1一端连接，互耦线圈13中的自感线圈L1另一端与交流接触器16一端连接；启动执行继电器14的启动触头15另一端与～220V电源相线连接，交流接触器16另一端与～220V电源零线连接；交流接触器16的触头25一端与电动机24连接，交流接触器16的触头25另一端与电源开关26一端连接，电源开关26另一端与三相～380V电源连接。

电动机控制装置对电动机启动过程：在进行电动机启动时，按下启动按钮，电源自锁三极管基极呈高电势导通并自锁，待启动按钮复位后，电流便改道从电源自锁三极管发射极输出自保持正极电源，使启动执行三极管导通，导通后启动执行继电器闭合，启动执行继电器闭合后，启动执行继电器的触头闭合，接通交流接触器～220V电源，交流接触器闭合，接通电动机三相～380V电源，使电动机平稳运行，同时指示三极管导通，点亮发光二极管，指示电动机正常运行，启动过程完毕。

本发明有益效果：用交流接触器线圈电流产生的电势，构成的电动机控制装置，它把控制功能与启动功能分割开来，去克服了按钮开关与交流接触器互相依存缺陷，成为既保存了原有控制装置的优点又增添了运行指示和报警功能，且只需用一根控制线与交流接触器联系，就能够完成电动机启动全过程的控制装置。

附图说明

本发明附图说明：

图1是电动机启动控制装置原理图；

图2是电动机启动电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明针对电动机启动控制装置作进一步的描述。

(一)图1中、电源自保持供电电路：电源自保持供电电路是把停机按钮1一端与启动按钮2一端连接，启动按钮2另一端与触发电阻R1一端连接，触发电阻R1另一端与触发三极管3基极连接，触发三极管3集电极与正极电源输入电阻R2一端连接，触发三极管3发射极与负极电源输入电阻R3、基极电阻R4一端连接，基极电阻R4另一端与电源自锁三极管4基极连接，电源自锁三极管4集电极和发射极与启动按钮2并联连接；停机按钮1另一端与正极电源连接，正极电源输入电阻R2另一端与自保持正极电源连接，负极电源输入电阻R3另一端与负极电源连。

电源自保持供电电路工作过程是：电源自保持供电电路开始工作前，电源自锁三极管4基极由负极电源输入电阻R3、基极电阻R4输入负极电源，使电源自锁三极管4基极呈低电位截止，导致电源三极管4发射极无正极电源输出；电动机启动时，按下启动按钮2，电流便由停机按钮1通过启动按钮2经触发电阻R1流入触发三极管3基极，使触发三极管3基极呈高电位导通，触发三极管3导通后，使正极电源输入电阻R2、负极电源输入电阻R3成为分压电阻，经正极电源输入电阻R2、负极电源输入电阻R3分压后，电流便从正极电源输入电阻R2，经基极电阻R4流入电源自锁三极管4基极，使电源自锁三极管4基极呈高电位导通并自锁，待启动按钮2复位后，电流便改道从电源自锁三极管4发射极输出自保持正极电源，达到自保持供电。电源自保持供电电路功能有三：其一，自动保持供给控制电路工作电源、其二，停机时解除自锁，停止自保持供电、其三，故障发生后提供处理故障电源。

(二)图1中、电势信息传输电路：电势信息传输电路是把互耦线圈13中的互感线圈L2一端与偏压电阻5一端和电势信息接收三极管6基极连接；互耦线圈13中的互感应线圈L2、偏压电阻5另一端、电势信息接收三极管6发射极与负极电源连接。

电势信息传输电路工作过程是：有交流接触器线圈电流流过互耦线圈13时，互耦线圈13中的自感线圈L1会产生自感电势，经耦合使互耦线圈13中的互感线圈L2产生高电势信息，高电势信息从互感线圈L2传输到电势信息接收三极管6基极，使电势信息接收三极管6基极呈高电势导通，电势信息接收三极管6导通后，由其集电极转换成低电位信息输出；无交流接触器线圈电流流过互耦线圈13时，互耦线圈13中的自感线圈L1不会产生自感电势，耦合到互耦线圈13中的互感线圈L2时为低电势信息，低电势信息从互感线圈L2传输到电势信息接收三极管6基极，使电势信息接收三极管6基极呈低电势截止，电势信息接收三极管6截止后，由其集电极转换成高电位信息输出。

(三)图1中、信息处理电路：信息处理电路是把信息处理三极管9基极与电势信息接收三极管6集电极、微分电阻7、微分电容8一端连接，信息处理三极管9集电极与电源电阻10、启动信息输出电阻11、运行指示与故障报警信息输出电阻17一端连接，启动信息输出电阻11另一端与启动执行三极管12基极连接，运行指示与故障报警信息输出电阻17另一端与运行指示三极管19基极和报警三极管22基极连接；微分电阻7、电源电阻10另一端与正极电源连接，微分电容8另一端、信息处理三极管9发射极与负极电源连接。

信息处理电路工作过程是：信息处理电路开始工作时，受微分电阻7和微分电容8组成的R·C微分延时的限制，使信息处理三极管9基极有暂短时间呈低电位截止，此时信息处理三极管9集电极由电源电阻10输入正极电源，正极电源输入后，分别作如下处理：1，让正极电源通过启动信息输出电阻11，使启动执行三极管12基极呈高电位导通；2，让运行指示与故障报警信息输出电阻17输出正极电源，使运行指示三极管19基极呈高电位导通，使报警三极管22基极呈高电位截止。注：设置微分电容8使信息处理三极管9基极有暂短时间呈低电位截止，是为了让启动执行三极管12基极呈高电位首先导通，接通交流接触器的线圈电流，产生电势信息，等待电势信息锁住信息处理三极管9基极低电位，保持电动机平稳运行，目的是为了实现电动机出现故障时，主动切除交流接触器电源，避免重复故障发生，同时发出故障报警。

(四)图1中、启动控制电路：启动控制电路是把启动执行三极管12基极与启动信息输出电阻11一端连接，启动执行三极管12集电极与启动执行继电器14一端连接，启动执行继电器14的启动触头15与互耦线圈13中的自感线圈L1连接；启动执行三极管12发射极与负极电源连接，启动执行继电器14另一端与正极电源连接。

启动控制电路工作过程是：当启动信息输出电阻11输出高电位启动信息时，启动执行三极管12基极则输入高电位导通，启动执行三极管12导通后，启动执行继电器14获电吸合，此时启动执行继电器14的启动触头15吸合，启动执行继电器14的启动触头15吸合后，交流接触器的线圈电流，就会流过互耦线圈中的自感线圈L1，自感线圈L1就会产生自感电势，自感电势经耦合，互耦线圈13中的互感线圈L2就会产生电势信息，电势信息提供给电势信息传输电路工作。

(五)图1中、运行指示和报警电路：运行指示与报警电路是把运行指示三极管19基极和报警三极管22基极与运行指示与报警信息传输电阻17一端连接，运行指示三极管19集电极与发光二极管20负极连接，运行指示三极管19发射极与发光二极管的降压电阻18一端连接，报警三极管22集电极与扬声器21一端连接，报警三极管22发射极与扬声器的降压电阻23一端连接；发光二极管20正极、扬声器的降压电阻23另一端与正极电源连接，发光二极管的降压电阻18、扬声器21另一端与负极电源连接。

运行指示与报警电路工作过程是：运行指示三极管19和报警三极管22是釆用共基极设计，运行指示三极管19选用的是NPN型三极管，报警三极管22选用的是PNP型三极管。当运行指示与报警信息传输电阻17输出高电位运行信息时，报警三极管22基极则输入高电位截止，扬声器21不发音，表示无故障，运行指示三极管19基极输入高电位导通，运行指示三极管19导通后，发光二极管20点亮，指示电动机运行正常；当运行指示与报警信息传输电阻17输出低电位故障信息时，运行指示三极管19基极输入低电位截止，发光二极管20熄灭，表示电动机停止运行，报警三极管22基极输入低电位导通，报警三极管22导通后，扬声器21发出音响报警，提示电动机发生了故障。

(六)图2中、电动机启动电路：电动机启动电路是把启动执行继电器14的启动触头15一端与互耦线圈13中的自感线圈L1一端连接，互耦线圈13中的自感线圈L1另一端与交流接触器16一端连接；启动执行继电器14的启动触头15另一端与～220V电源相线连接，交流接触器16另一端与～220V电源零线连接；交流接触器16的触头25一端与电动机24连接，交流接触器16的触头25另一端与电源开关26一端连接，电源开关26另一端与三相～380V电源连接。

电动机启动电路工作过程是：启动执行继电器14的触头15吸合后，接通交流接触器16～220V电源，交流接触器16得电吸合，交流接触器16闭合后，交流接触器16的触头25吸合，接通三相～380V电源，电动机得电启动运行。

(七)电动机启动装置对电动机启动控制全部过程：进行电动机启动时，按下启动按钮2，电流便由停机按钮1通过启动按钮2经触发电阻R1流入触发三极管3基极，使触发三极管3基极呈高电位导通，触发三极管3导通后，使正极电源输入电阻R2、负极电源输入电阻R3成为分压电阻，经正极电源输入电阻R2、负极电源输入电阻R3分压后，电流便从正极电源输入电阻R2，经基极电阻R4流入电源自锁三极管4基极，使电源自锁三极管4基极呈高电位导通并自锁，待启动按钮2复位后，电流便改道从电源自锁三极管4发射极输出自保持正极电源，信息处理电路获得正极电源开始工作，信息处理电路开始工作时，因受微分电阻7和微分电容8组成的R·C微分延时的限制，使信息处理三极管9基极有暂短时间呈低电位截止，此时信息处理三极管9集电极由电源电阻10输入正极电源，输入正极电源后，分成二条支路，一条支路是把正极电源通过启动信息输出电阻11输出高电位，使启动执行三极管12基极呈高电位导通，启动执行三极管12导通后，启动执行继电器14获电吸合，此时启动执行继电器14的启动触头15也吸合，使交流接触器16得电动作，交流接触器16动作后，交流接触器线圈电流流过互耦线圈13，使互耦线圈13中的自感线圈L1产生自感电势，经耦合使互耦线圈13中的互感线圈L2产生高电势信息，高电势信息从互感线圈L2传输到电势信息接收三极管6基极，使电势接信息收三极管6基极呈高电位导通，电势信息接收三极管6导通后，由其集电极转换成低电位信息输出，输出的低电位，把微分电容8上升电位清除，锁住信息处理三极管9基极低电位，保持启动执行三极管12基极高电导通位，维持交流接触器16吸合，交流接触器16吸合后，交流接触器16的触头25吸合，接通三相～380V电源，电动机得电启动运行；另一条支路是把运行指示与报警信息输出电阻17输入高电位信息，让报警三极管22基极呈高位电位截止，运行指示三极管19基极呈高电位导通，运行指示三极管19导通后，发光二极管20点亮，指示电动机25正常运行。

停机时按下停机按钮1断开正极电源，触发电阻R1失去自保持正极电源，使触发三极管3基极呈低电位截止，触发三极管3截止后，其发射极由负极电源输入电阻R3输入负极电源，负极电源经过基极电阻R4，使电源自锁三极管4基极呈低电位截止，自锁被解除，自保持正极电源停止输出，虽然停机按钮1复位，但启动按钮2已断开，电源自锁三极管4已截止，因此排除了电动机再启动的危险

电动机运行中如遇上故障，因保护装置动作，切断交流接触器16电源，迫使交流接触器16跳闸，交流接触器16跳闸后，互耦线圈13无交流接触器线圈电流流过，互感线圈L2电势消失，使电势信息接收三极管6基极呈低电势截止，电势信息接收三极管6截止后，微分电容8电位上升，解除被锁低电位信息，信息处理三极管9基极达到高电位时导通，信息处理三极管9导通后，其集电极输出低电位故障信息，低电位故障信息分成二条支路，一条支路是把低电位故障信息从启动信息输出电阻11输出，使启动执行三极管12基极呈低电位截止，启动执行三极管12截止后，启动执行继电器14失电断开，执行继电器14的触头15也跟着断开，切断交流接触器16电源，实现故障自动处理，避免电路修复后电动机24自行再启动危险；另一条支路是把低电位故障信息从运行指示与报警信息输出电阻17输出，使运行指示三极管19基极呈低电位截止，发光二极管20熄灭，显示电动机停止运行，使报警三极管22基极呈低位电位导通，报警三极管22导通后，扬声器21发出音响报警，提醒电动机出了故障。解除报警，按下停机按钮1即可。

综上所述，电动机启动控制装置用交流接触器线圈电流产生的电势，反映交流接触器闭合或断开是客观的，它把电势通过电子控制电路，去控制交流接触器，由交流接触器吸合或断开，去启动或停止电动机运行，从此解除了按钮开关与交流接触器互相依存关系，把控制功能与启动功能分开，成为既保存了原有控制装置的优点又增添了运行指示和报警功能，构成一种具备电源自锁、运行指示、故障音响报警、有防止自行再启动功能，只需用一根控制线与交流接触器联系，就能够完成电动机启动全过程的控制装置。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种电动机启动控制装置，电动机启动控制装置包括电源自保持供电电路、电势信息传输电路、信息处理电路、启动控制电路、运行指示和报警电路、电动机启动电路，其特征是：A、电源自保持供电电路是把停机按钮1一端与启动按钮2一端连接，启动按钮2另一端与触发电阻R1一端连接，触发电阻R1另一端与触发三极管3基极连接，触发三极管3集电极与正极电源输入电阻R2一端连接，触发三极管3发射极与负极电源输入电阻R3、基极电阻R4一端连接，基极电阻R4另一端与电源自锁三极管4基极连接，电源自锁三极管4集电极和发射极与启动按钮2并联连接；停机按钮1另一端与正极电源连接，正极电源输入电阻R2另一端与启动按钮2另一端连接，负极电源输入电阻R3另一端与负极电源连，B、电势信息传输电路是把互耦线圈13中的互感线圈L2一端与偏压电阻5一端和电势信息接收三极管6基极连接；互耦线圈13中的互感应线圈L2、偏压电阻5另一端、电势信息接收三极管6发射极与负极电源连接，C、信息处理电路是把信息处理三极管9基极与电势信息接收三极管6集电极、微分电阻7、微分电容8一端连接，信息处理三极管9集电极与电源电阻10、启动信息输出电阻11、运行指示与故障报警信息输出电阻17一端连接，启动信息输出电阻11另一端与启动执行三极管12基极连接，运行指示与故障报警信息输出电阻17另一端与运行指示三极管19基极和报警三极管22基极连接；微分电阻7、电源电阻10另一端与启动按钮2另一端连接，微分电容8另一端、信息处理三极管9发射极与负极电源连接，D、启动执行三极管12集电极与启动执行继电器14一端连接，启动执行三极管12发射极与负极电源连接，启动执行继电器14另一端与启动按钮2另一端连接，E、运行指示三极管19集电极与发光二极管20负极连接，运行指示三极管19发射极与发光二极管的降压电阻18一端连接，报警三极管22集电极与扬声器21一端连接，报警三极管22发射极与扬声器的降压电阻23一端连接；发光二极管20正极、扬声器的降压电阻23另一端与启动按钮2另一端连接，发光二极管的降压电阻18、扬声器21另一端与负极电源连接，F、电动机启动电路是把启动执行继电器14的启动触头15一端与互耦线圈13中的自感线圈L1一端连接，互耦线圈13中的自感线圈L1另一端与交流接触器16一端连接；启动执行继电器14的启动触头15另一端与～220V电源相线连接，交流接触器16另一端与～220V电源零线连接。

2.根据权利要求1所述的电动机启动控制装置，其特征在于：交流接触器16的触头25一端与电动机24连接，交流接触器16的触头25另一端与电源开关26一端连接，电源开关26另一端与三相～380V电源连接。

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