CN109449882A - 一种用于三相交流电动机的安全保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于三相交流电动机的安全保护电路，包括整流滤波电路、缺相及短路保护电路、欠压保护电路、过压保护电路和电机控制电路，当三相交流电动机的任一相发生缺相或是局部短路，相应集成电路的管脚输出高电平，使相应发光二极管点亮，扬声器SW发出声音，提示人们是哪一相发生缺相或是局部短路。当发生欠压或是过压故障，相应集成电路的管脚输出高电平，相应发光二极管点亮，扬声器SW发出声音，同时延时保护电路能够使保护电路在一定时间内不起作用，防止三相交流电动机因短时间电压的升高或降低而导致频繁停机。因此不仅能对三相交流电动机在发生缺相、局部短路、欠压、过压的故障时进行安全保护，同时能在故障发生时发出声光报警提示。

Description

一种用于三相交流电动机的安全保护电路

技术领域

本发明涉及一种保护电路，具体是一种用于三相交流电动机的安全保护电路。

背景技术

三相交流电动机是将电能转换为机械能供给生产机械实现各种运动的一种动力设备。在机械、冶金、煤炭、石油、化工等工业领域应用十分广泛。一般对三相交流电动机安全运行的研究主要针对三相交流电动机的缺相运行。常用的缺相保护方案为采用两只接触器的保护方案，即将两个接触器分别连接在AB相和BC相之间，但由于电动机绕组三相连接的关系，缺相时导线上的电压并不为0，只是有所降低，因此上述方法其保护可靠性不高，并且在电动机发生缺相时并不清楚是哪一相缺相，不能及时地找出发生故障的相。另外现有的这种方式在三相交流电动机安全运行时也没有过欠压保护。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于三相交流电动机的安全保护电路，不仅能对三相交流电动机在发生缺相、局部短路、欠压、过压的故障时进行安全保护，同时能在故障发生时发出声光报警提示，使工作人员能及时知晓进行处理。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于三相交流电动机的安全保护电路，包括整流滤波电路、缺相及短路保护电路、欠压保护电路、过压保护电路和电机控制电路，整流滤波电路与电机控制电路连接，电机控制电路与缺相及短路保护电路、欠压保护电路、过压保护电路连接。

进一步，所述整流滤波电路包括电解电容C1、C2，变压器T，整流堆UR和稳压集成电路IC1；其中变压器T的两个输入端分别接电动机的A相和C相，变压器T的两个输出端分别接整流堆UR的1脚和2脚，电解电容C1的正极接整流堆UR的3脚，电解电容C1的负极接整流堆UR的4脚后接地，稳压集成电路IC1的1脚接整流堆UR的3脚，稳压集成电路IC1的2脚接地，稳压集成电路IC1的3脚接电解电容C2的正极，电解电容C2的负极接整流堆UR的4脚。

进一步，所述缺相及短路保护电路包括电阻R1、R2、R6、R7、R8、R9、R10、R11，电位器RP1、RP2、RP3、RP4、RP5、RP6，电解电容C3、C4、C5，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6，稳压二极管DW1、DW2，发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6，三极管BG1、BG2、BG3，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4，继电器J1及其常开触点J1-1，继电器J2及其常开触点J2-1，继电器J3及其常开触点J3-1，继电器J4及其常开触点J4-1，继电器J5及其常开触点J5-1，扬声器SW，复位按钮N1、N2、N3；其中电阻R1与稳压二极管DW1串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW1的正极接地，电阻R2与稳压二极管DW2串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW2的正极接地，电阻R6与发光二极管LED1串联后接在双运算放大集成电路IC2的1脚和三极管BG1的基极之间，且发光二极管LED1的负极接三极管BG1的基极，电阻R7与发光二极管LED2串联后接在双运算放大集成电路IC2的7脚和三极管BG1的基极之间，且发光二极管LED2的负极接三极管BG1的基极，电阻R8与发光二极管LED3串联后接在双运算放大集成电路IC3的1脚和三极管BG2的基极之间，且发光二极管LED3的负极接三极管BG2的基极，电阻R9与发光二极管LED4串联后接在双运算放大集成电路IC3的7脚和三极管BG2的基极之间，且发光二极管LED4的负极接三极管BG2的基极，电阻R10与发光二极管LED5串联后接在双运算放大集成电路IC4的1脚和三极管BG3的基极之间，且发光二极管LED5的负极接三极管BG3的基极，电阻R11与发光二极管LED6串联后接在双运算放大集成电路IC4的7脚和三极管BG3的基极之间，且发光二极管LED6的负极接三极管BG3的基极，电解电容C3和电位器RP1、RP2的固定端并联后接在二极管D1的负极和电动机M的中性点N之间，二极管D1的正极接电动机M的A相，且电容C3的正极接二极管D1的负极；电解电容C4和电位器RP3、RP4的固定端并联后接在二极管D2的负极和电动机M的中性点N之间，二极管D2的正极接电动机M的B相，且电容C4的正极接二极管D2的负极；电容C5和电位器RP5、RP6的固定端并联后接在二极管D3的负极和电动机M的中性点N之间，二极管D3的正极接电动机M的C相，且电容C5的正极接二极管D3的负极；电位器RP1的滑动端接双运算放大集成电路IC2的3脚，双运算放大集成电路IC2的2脚接稳压二极管DW1的负极，电位器RP2的滑动端接双运算放大集成电路IC2的6脚，双运算放大集成电路IC2的5脚接稳压二极管DW2的负极，电位器RP3的滑动端接双运算放大集成电路IC3的3脚，双运算放大集成电路IC3的2脚接稳压二极管DW1的负极，电位器RP4的滑动端接双运算放大集成电路IC3的6脚，双运算放大集成电路IC3的5脚接稳压二极管DW2的负极，电位器RP5的滑动端接双运算放大集成电路IC4的3脚，双运算放大集成电路IC4的2脚接稳压二极管DW1的负极，电位器RP6的滑动端接双运算放大集成电路IC4的6脚，双运算放大集成电路IC4的5脚接稳压二极管DW2的负极，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的8脚接稳压集成电路IC1的3脚，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的4脚接地，二极管D4和继电器J1并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG1的集电极之间，且二极管D4的负极接稳压集成电路IC1的3脚，二极管D5和继电器J2并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG2的集电极之间，且二极管D5的负极接稳压集成电路IC1的3脚，二极管D6和继电器J3并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG3的集电极之间，且二极管D6的负极接稳压集成电路IC1的3脚，三极管BG1、BG2、BG3的发射极均接地，常开触点J1-1、J2-1、J3-1、J4-1、J5-1并联后接在稳压集成电路IC1的3脚和扬声器SW的一端之间，扬声器SW的另一端接地。

进一步，所述欠压保护电路包括电阻R3、R5、R12、R14、R15、R18、R19、R20，电位器RP7、RP9，电解电容C6、C7，二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14，发光二极管LED7、稳压二极管DW3、DW5，三极管BG4，电压比较电路IC5，复位按钮N4；其中电阻R3与稳压二极管DW3串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW3的正极接地，电阻R5与稳压二极管DW5串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW5的正极接地，电阻R12接在电压比较电路IC5的6脚和地之间，电阻R14与发光二极管LED7串联后接在电压比较电路IC5的1脚和地之间，且发光二极管LED7的负极接地，电阻R15接在电压比较电路IC5的2脚和三极管BG4的基极之间，电阻R18接在电动机的A相和二极管D7的正极之间，电阻R19接在电动机的C相和二极管D11的正极之间，电阻R20接在电动机的B相和二极管D9的正极之间，电位器RP7接在二极管D7的负极和电压比较电路IC5的6脚之间，电位器RP9接在稳压集成电路IC1的3脚和二极管D13的正极之间，电解电容C6的正极接二极管D7的负极，电解电容C6的负极接地，电解电容C7的正极接二极管D13的正极，电解电容C7的负极接地，二极管D7、D9、D11的负极接在一起，二极管D7的正极接二极管D8的负极，二极管D9的正极接二极管D10的负极，二极管D11的正极接二极管D12的负极，二极管D8、D10、D12的正极均接地，二极管D14和继电器J4并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG4的集电极之间，且二极管D14的负极接稳压集成电路IC1的3脚，三极管BG4的基极接电阻R15，三极管BG4的发射极接地，二极管D13的正极接电压比较电路IC5的5脚，二极管D13的负极接电压比较电路IC5的1脚，电压比较电路IC5的2脚接电阻R15，电压比较电路IC5的3脚接稳压集成电路IC1的3脚，电压比较电路IC5的4脚接稳压二极管DW5的负极，电压比较电路IC5的6脚接电位器RP7和电阻R12的公共点，电压比较电路IC5的7脚接稳压二极管DW4的负极，电压比较电路IC5的12脚接地。

进一步，所述过压保护电路包括电阻R4、R13、R16、R17，电位器RP8、RP10，电解电容C8，电压比较电路IC5、二极管D15、D16，发光二极管LED8、稳压二极管DW4，三极管BG5，复位按钮N5；其中电阻R4与稳压二极管DW4串联后接在稳压集成电路IC1的9脚和地之间，且稳压二极管DW4的正极接地，电阻R13接在电压比较电路IC5的6脚和地之间，电阻R16与发光二极管LED8串联后接在电压比较电路IC5的14脚和地之间，且发光二极管LED8的负极接地，电阻R17接在电压比较电路IC5的13脚和三极管BG5的基极之间，电位器RP8接在二极管D7的负极和电压比较电路IC5的9脚之间，电位器RP10接在稳压集成电路IC1的3脚和二极管D15的正极之间，电解电容C8的正极接二极管D15的正极，电解电容C8的负极接地，二极管D16和继电器J5并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG5的集电极之间，且二极管D16的负极接稳压集成电路IC1的3脚，三极管BG5的基极接电阻R17，三极管BG5的发射极接地，二极管D15的正极接电压比较电路IC5的11脚，二极管D15的负极接电压比较电路IC5的14脚，电压比较电路IC5的8脚接稳压二极管DW4的负极，电压比较电路IC5的9脚接电位器RP8和电阻R13的公共点，电压比较电路IC5的10脚接稳压二极管DW4的负极，电压比较电路IC5的13脚接电阻R17。

进一步，所述电机控制电路包括电动机M，交流接触器KM1，熔断器FU1、FU2、FU3，继电器J1的常开主触点KM1-1、辅助常开触点KM1-2，继电器J1的常闭触点J1-2，继电器J2的常闭触点J2-2，继电器J3的常闭触点J3-2，继电器J4的常闭触点J4-2，继电器J5的常闭触点J5-2，启动按钮SB1，停止按钮SB2，电源开关SA；其中A、B、C三相交流电经过电源开关SA和熔断器FU1、FU2、FU3后，经交流接触器KM1的常开主触点KM1接至电机M，启动按钮SB1和交流接触器KM1的常开辅助触点KM1-2进行并联，然后与停止按钮SB2、继电器J1的常闭触点J1-1，继电器J2的常闭触点J2-2，继电器J3的常闭触点J3-2，继电器J4的常闭触点J4-2，继电器J5的常闭触点J5-2和交流接触器KM1线圈串联后接三相异步电动机的A相和C相之间。

进一步，所述稳压集成电路IC1的型号为7812，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的型号为LM358，电压比较电路IC5的型号为LM339，所述三极管BG1、BG2、BG3、BG4、BG5为NPN管型，型号为3DG12，二极管D1～D16的型号为IN4007，稳压二极管DW1的稳压值为6V，稳压二极管DW2的稳压值为9V，稳压二极管DW3的稳压值为4V，稳压二极管DW4的稳压值为12V，稳压二极管DW1的稳压值为8V，继电器J1、J2、J3、J4、J5型号均为JRX-20F。

与现有技术相比，本发明采用整流滤波电路、缺相及短路保护电路、欠压保护电路、过压保护电路和电机控制电路相结合方式，当三相交流电动机的任一相发生缺相或是局部短路，相应集成电路的管脚输出高电平，相应发光二极管点亮，扬声器SW发出声音，提示人们是哪一相发生缺相或是局部短路。当发生欠压或是过压故障，相应集成电路的管脚输出高电平，相应发光二极管点亮，扬声器SW发出声音，同时延时保护电路能够使保护电路在一定时间内不起作用，防止三相交流电动机因短时间电压的升高或降低而导致频繁停机。因此本发明不仅能对三相交流电动机在发生缺相、局部短路、欠压、过压的故障时进行安全保护，同时能在故障发生时发出声光报警提示，使工作人员能及时知晓进行处理，从而有效提高了三相交流电动机安全运行的可靠性系数。

附图说明

图1是本发明中各个发光二极管所处面板的示意图；

图2是本发明的主电路图；

图3是本发明的电机控制电路图。

具体实施方式

下面将对本发明做进一步说明。

如图所示，本发明包括整流滤波电路、缺相及短路保护电路、欠压保护电路、过压保护电路和电机控制电路，整流滤波电路与电机控制电路连接，电机控制电路与缺相及短路保护电路、欠压保护电路、过压保护电路连接。

进一步，所述整流滤波电路包括电解电容C1、C2，变压器T，整流堆UR和稳压集成电路IC1；其中变压器T的两个输入端分别接电动机的A相和C相，变压器T的两个输出端分别接整流堆UR的1脚和2脚，电解电容C1的正极接整流堆UR的3脚，电解电容C1的负极接整流堆UR的4脚后接地，稳压集成电路IC1的1脚接整流堆UR的3脚，稳压集成电路IC1的2脚接地，稳压集成电路IC1的3脚接电解电容C2的正极，电解电容C2的负极接整流堆UR的4脚。

进一步，所述缺相及短路保护电路包括电阻R1、R2、R6、R7、R8、R9、R10、R11，电位器RP1、RP2、RP3、RP4、RP5、RP6，电解电容C3、C4、C5，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6，稳压二极管DW1、DW2，发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6，三极管BG1、BG2、BG3，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4，继电器J1及其常开触点J1-1，继电器J2及其常开触点J2-1，继电器J3及其常开触点J3-1，继电器J4及其常开触点J4-1，继电器J5及其常开触点J5-1，扬声器SW，复位按钮N1、N2、N3；其中电阻R1与稳压二极管DW1串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW1的正极接地，电阻R2与稳压二极管DW2串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW2的正极接地，电阻R6与发光二极管LED1串联后接在双运算放大集成电路IC2的1脚和三极管BG1的基极之间，且发光二极管LED1的负极接三极管BG1的基极，电阻R7与发光二极管LED2串联后接在双运算放大集成电路IC2的7脚和三极管BG1的基极之间，且发光二极管LED2的负极接三极管BG1的基极，电阻R8与发光二极管LED3串联后接在双运算放大集成电路IC3的1脚和三极管BG2的基极之间，且发光二极管LED3的负极接三极管BG2的基极，电阻R9与发光二极管LED4串联后接在双运算放大集成电路IC3的7脚和三极管BG2的基极之间，且发光二极管LED4的负极接三极管BG2的基极，电阻R10与发光二极管LED5串联后接在双运算放大集成电路IC4的1脚和三极管BG3的基极之间，且发光二极管LED5的负极接三极管BG3的基极，电阻R11与发光二极管LED6串联后接在双运算放大集成电路IC4的7脚和三极管BG3的基极之间，且发光二极管LED6的负极接三极管BG3的基极，电解电容C3和电位器RP1、RP2的固定端并联后接在二极管D1的负极和电动机M的中性点N之间，二极管D1的正极接电动机M的A相，且电容C3的正极接二极管D1的负极；电解电容C4和电位器RP3、RP4的固定端并联后接在二极管D2的负极和电动机M的中性点N之间，二极管D2的正极接电动机M的B相，且电容C4的正极接二极管D2的负极；电容C5和电位器RP5、RP6的固定端并联后接在二极管D3的负极和电动机M的中性点N之间，二极管D3的正极接电动机M的C相，且电容C5的正极接二极管D3的负极；电位器RP1的滑动端接双运算放大集成电路IC2的3脚，双运算放大集成电路IC2的2脚接稳压二极管DW1的负极，电位器RP2的滑动端接双运算放大集成电路IC2的6脚，双运算放大集成电路IC2的5脚接稳压二极管DW2的负极，电位器RP3的滑动端接双运算放大集成电路IC3的3脚，双运算放大集成电路IC3的2脚接稳压二极管DW1的负极，电位器RP4的滑动端接双运算放大集成电路IC3的6脚，双运算放大集成电路IC3的5脚接稳压二极管DW2的负极，电位器RP5的滑动端接双运算放大集成电路IC4的3脚，双运算放大集成电路IC4的2脚接稳压二极管DW1的负极，电位器RP6的滑动端接双运算放大集成电路IC4的6脚，双运算放大集成电路IC4的5脚接稳压二极管DW2的负极，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的8脚接稳压集成电路IC1的3脚，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的4脚接地，二极管D4和继电器J1并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG1的集电极之间，且二极管D4的负极接稳压集成电路IC1的3脚，二极管D5和继电器J2并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG2的集电极之间，且二极管D5的负极接稳压集成电路IC1的3脚，二极管D6和继电器J3并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG3的集电极之间，且二极管D6的负极接稳压集成电路IC1的3脚，三极管BG1、BG2、BG3的发射极均接地，常开触点J1-1、J2-1、J3-1、J4-1、J5-1并联后接在稳压集成电路IC1的3脚和扬声器SW的一端之间，扬声器SW的另一端接地。

进一步，所述欠压保护电路包括电阻R3、R5、R12、R14、R15、R18、R19、R20，电位器RP7、RP9，电解电容C6、C7，二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14，发光二极管LED7、稳压二极管DW3、DW5，三极管BG4，电压比较电路IC5，复位按钮N4；其中电阻R3与稳压二极管DW3串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW3的正极接地，电阻R5与稳压二极管DW5串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW5的正极接地，电阻R12接在电压比较电路IC5的6脚和地之间，电阻R14与发光二极管LED7串联后接在电压比较电路IC5的1脚和地之间，且发光二极管LED7的负极接地，电阻R15接在电压比较电路IC5的2脚和三极管BG4的基极之间，电阻R18接在电动机的A相和二极管D7的正极之间，电阻R19接在电动机的C相和二极管D11的正极之间，电阻R20接在电动机的B相和二极管D9的正极之间，电位器RP7接在二极管D7的负极和电压比较电路IC5的6脚之间，电位器RP9接在稳压集成电路IC1的3脚和二极管D13的正极之间，电解电容C6的正极接二极管D7的负极，电解电容C6的负极接地，电解电容C7的正极接二极管D13的正极，电解电容C7的负极接地，二极管D7、D9、D11的负极接在一起，二极管D7的正极接二极管D8的负极，二极管D9的正极接二极管D10的负极，二极管D11的正极接二极管D12的负极，二极管D8、D10、D12的正极均接地，二极管D14和继电器J4并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG4的集电极之间，且二极管D14的负极接稳压集成电路IC1的3脚，三极管BG4的基极接电阻R15，三极管BG4的发射极接地，二极管D13的正极接电压比较电路IC5的5脚，二极管D13的负极接电压比较电路IC5的1脚，电压比较电路IC5的2脚接电阻R15，电压比较电路IC5的3脚接稳压集成电路IC1的3脚，电压比较电路IC5的4脚接稳压二极管DW5的负极，电压比较电路IC5的6脚接电位器RP7和电阻R12的公共点，电压比较电路IC5的7脚接稳压二极管DW4的负极，电压比较电路IC5的12脚接地。

进一步，所述过压保护电路包括电阻R4、R13、R16、R17，电位器RP8、RP10，电解电容C8，电压比较电路IC5、二极管D15、D16，发光二极管LED8、稳压二极管DW4，三极管BG5，复位按钮N5；其中电阻R4与稳压二极管DW4串联后接在稳压集成电路IC1的9脚和地之间，且稳压二极管DW4的正极接地，电阻R13接在电压比较电路IC5的6脚和地之间，电阻R16与发光二极管LED8串联后接在电压比较电路IC5的14脚和地之间，且发光二极管LED8的负极接地，电阻R17接在电压比较电路IC5的13脚和三极管BG5的基极之间，电位器RP8接在二极管D7的负极和电压比较电路IC5的9脚之间，电位器RP10接在稳压集成电路IC1的3脚和二极管D15的正极之间，电解电容C8的正极接二极管D15的正极，电解电容C8的负极接地，二极管D16和继电器J5并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG5的集电极之间，且二极管D16的负极接稳压集成电路IC1的3脚，三极管BG5的基极接电阻R17，三极管BG5的发射极接地，二极管D15的正极接电压比较电路IC5的11脚，二极管D15的负极接电压比较电路IC5的14脚，电压比较电路IC5的8脚接稳压二极管DW4的负极，电压比较电路IC5的9脚接电位器RP8和电阻R13的公共点，电压比较电路IC5的10脚接稳压二极管DW4的负极，电压比较电路IC5的13脚接电阻R17。

进一步，所述电机控制电路包括电动机M，交流接触器KM1，熔断器FU1、FU2、FU3，继电器J1的常开主触点KM1-1、辅助常开触点KM1-2，继电器J1的常闭触点J1-2，继电器J2的常闭触点J2-2，继电器J3的常闭触点J3-2，继电器J4的常闭触点J4-2，继电器J5的常闭触点J5-2，启动按钮SB1，停止按钮SB2，电源开关SA；其中A、B、C三相交流电经过电源开关SA和熔断器FU1、FU2、FU3后，经交流接触器KM1的常开主触点KM1接至电机M，启动按钮SB1和交流接触器KM1的常开辅助触点KM1-2进行并联，然后与停止按钮SB2、继电器J1的常闭触点J1-1，继电器J2的常闭触点J2-2，继电器J3的常闭触点J3-2，继电器J4的常闭触点J4-2，继电器J5的常闭触点J5-2和交流接触器KM1线圈串联后接三相异步电动机的A相和C相之间。

进一步，所述稳压集成电路IC1的型号为7812，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的型号为LM358，电压比较电路IC5的型号为LM339，所述三极管BG1、BG2、BG3、BG4、BG5为NPN管型，型号为3DG12，二极管D1～D16的型号为IN4007，稳压二极管DW1的稳压值为6V，稳压二极管DW2的稳压值为9V，稳压二极管DW3的稳压值为4V，稳压二极管DW4的稳压值为12V，稳压二极管DW1的稳压值为8V，继电器J1、J2、J3、J4、J5型号均为JRX-20F。

本发明的工作原理如下：当三相交流电动机正常工作时，调整电位器RP1使得双运算放大集成电路IC2的3脚电压低于其2脚电压，调整电位器RP2使得双运算放大集成电路IC2的5脚电压低于6脚电压，双运算放大集成电路IC2的1脚和7脚输出低电平，三极管BG1截止，继电器J1失电，此时扬声器SW不工作。

当三相交流电动机缺相运行时，如果缺相的是A相，此时电解电容C3的电压将大幅降低，从而导致双运算放大集成电路IC2的5脚电压高于6脚电压，双运算放大集成电路IC2的7脚输出高电平，三极管BG1导通，继电器J1得电吸合，继电器J1的常开触点J1-1闭合，扬声器SW发出声音，并且发光二极管LED2导通点亮，提示电动机的故障是A相缺相。同时继电器J1的常闭触点J1-2断开，电动机M停止工作，进入保护工作状态。

如果缺相的是B相，此时电解电容C4的电压将大幅降低，从而导致双运算放大集成电路IC3的5脚电压高于6脚电压，双运算放大集成电路IC3的7脚输出高电平，三极管BG2导通，继电器J2得电吸合，继电器J2的常开触点J2-1闭合，扬声器SW发出声音，并且发光二极管LED4导通点亮，提示电动机的故障是B相缺相。同时继电器J2的常闭触点J2-2断开，电动机M停止工作，进入保护工作状态。

如果缺相的是C相，此时电解电容C5的电压将大幅降低，从而导致双运算放大集成电路IC4的5脚电压高于6脚电压，双运算放大集成电路IC4的7脚输出高电平，三极管BG3导通，继电器J3得电吸合，继电器J3的常开触点J3-1闭合，扬声器SW发出声音，并且发光二极管LED6导通点亮，提示电动机的故障是C相缺相。同时继电器J3的常闭触点J3-2断开，电动机M停止工作，进入保护工作状态。

如果A相发生局部短路故障，并未缺相时，电解电容C3的电压升高，从而导致双运算放大集成电路IC2的3脚电压高于2脚电压，双运算放大集成电路IC2的1脚输出高电平，三极管BG1导通，继电器J1得电吸合，继电器J1的常开触点J1-1闭合，扬声器SW发出声音，发光二极管LED1导通点亮，提示电动机的故障是A相局部短路。同时继电器J1的常闭触点J1-2断开，电动机M停止工作，进入保护工作状态。

如果B相发生局部短路故障，并未缺相时，电解电容C4的电压升高，从而导致双运算放大集成电路IC3的3脚电压高于2脚电压，双运算放大集成电路IC3的1脚输出高电平，三极管BG2导通，继电器J2得电吸合，继电器J2的常开触点J2-1闭合，扬声器SW发出声音，发光二极管LED3导通点亮，提示电动机的故障是B相局部短路。同时继电器J2的常闭触点J2-2断开，电动机M停止工作，进入保护工作状态。

如果C相发生局部短路故障，并未缺相时，电解电容C5的电压升高，从而导致双运算放大集成电路IC4的3脚电压高于2脚电压，双运算放大集成电路IC4的1脚输出高电平，三极管BG3导通，继电器J3得电吸合，继电器J3的常开触点J3-1闭合，扬声器SW发出声音，发光二极管LED5导通点亮，提示电动机的故障是C相局部短路。同时继电器J3的常闭触点J3-2断开，电动机M停止工作，进入保护工作状态。

三相交流电动机的三相交流电压经过二极管D7～D12整流，电解电容C6滤波得到直流电压。电压比较电路IC5的7脚为欠压保护基准值，正常工作时调整电位器RP7使得电压比较电路IC5的6脚电压高于7脚电压。当三相电源低于欠压保护值时，电压比较电路IC5的6脚电压低于7脚电压，其1脚输出高电平，二极管D13截止，电源通过电位器RP9给电解电容C7充电，其充电电压不断升高，当充电电压使得电压比较电路IC5的5脚高于4脚电压，其2脚输出高电平，三极管BG4导通，继电器J4得电吸合，继电器J4的常开触点J4-1闭合，扬声器SW发出声音，发光二极管LED7导通点亮，提示电动机发生欠压故障，同时常闭触点J4-2断开，电动机M停止工作，进入保护工作状态。

电位器RP9和电容C7组成欠压保护延时电路，调整RP9可以改变电容C7的充电速度，使得延时时间在1s～10s调整，如果在延时时间内电路恢复正常，电压比较电路IC5的1脚输出低电平，二极管D13导通，电解电容C7通过二极管D13和电压比较电路IC5的1脚放电，欠压保护电路不工作。防止三相交流电动机因短时间电压的降低而导致频繁停机。

电压比较电路IC5的8脚为过压保护基准值，正常工作时调整电位器RP8使得电压比较电路IC5的8脚电压高于9脚电压。当三相电源高于额定值时，电压比较电路IC5的9脚电压高于8脚电压，其14脚输出高电平，二极管D15截止，电源通过电位器RP10给电解电容C8充电，其充电电压不断升高，当充电电压使得电压比较电路IC5的11脚高于10脚电压，电压比较电路IC5的13脚输出高电平，三极管BG5导通，继电器J5得电吸合，其常开触点J5-1闭合，扬声器SW发出声音，发光二极管LED8导通点亮，提示电动机发生过压故障，同时常闭触点J5-2断开，电动机M停止工作，进入保护工作状态。

电位器RP10和电容C8组成过压保护延时电路，调整电位器RP10可以改变电解电容C8的充电速度，使得延时时间在1s～10s调整，如果在延时时间内电路恢复正常，电压比较电路IC5的14脚输出低电平，二极管D14导通，电容C8通过二极管D14和电压比较电路IC5的14脚放电，过压保护电路不工作。防止三相交流电动机因短时间电压的升高而导致频繁停机。

当不能正常复位时，可分别按下复位按钮N1～N5，使得三极管BG1～BG5截止，安全电路不再报警，进入等待状态。

Claims (7)

1.一种用于三相交流电动机的安全保护电路，其特征在于，包括整流滤波电路、缺相及短路保护电路、欠压保护电路、过压保护电路和电机控制电路，整流滤波电路与电机控制电路连接，电机控制电路与缺相及短路保护电路、欠压保护电路、过压保护电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于三相交流电动机的安全保护电路，其特征在于，所述整流滤波电路包括电解电容C1、C2，变压器T，整流堆UR和稳压集成电路IC1；其中变压器T的两个输入端分别接电动机的A相和C相，变压器T的两个输出端分别接整流堆UR的1脚和2脚，电解电容C1的正极接整流堆UR的3脚，电解电容C1的负极接整流堆UR的4脚后接地，稳压集成电路IC1的1脚接整流堆UR的3脚，稳压集成电路IC1的2脚接地，稳压集成电路IC1的3脚接电解电容C2的正极，电解电容C2的负极接整流堆UR的4脚。

3.根据权利要求1所述的一种用于三相交流电动机的安全保护电路，其特征在于，所述缺相及短路保护电路包括电阻R1、R2、R6、R7、R8、R9、R10、R11，电位器RP1、RP2、RP3、RP4、RP5、RP6，电解电容C3、C4、C5，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6，稳压二极管DW1、DW2，发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6，三极管BG1、BG2、BG3，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4，继电器J1及其常开触点J1-1，继电器J2及其常开触点J2-1，继电器J3及其常开触点J3-1，继电器J4及其常开触点J4-1，继电器J5及其常开触点J5-1，扬声器SW，复位按钮N1、N2、N3；其中电阻R1与稳压二极管DW1串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW1的正极接地，电阻R2与稳压二极管DW2串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW2的正极接地，电阻R6与发光二极管LED1串联后接在双运算放大集成电路IC2的1脚和三极管BG1的基极之间，且发光二极管LED1的负极接三极管BG1的基极，电阻R7与发光二极管LED2串联后接在双运算放大集成电路IC2的7脚和三极管BG1的基极之间，且发光二极管LED2的负极接三极管BG1的基极，电阻R8与发光二极管LED3串联后接在双运算放大集成电路IC3的1脚和三极管BG2的基极之间，且发光二极管LED3的负极接三极管BG2的基极，电阻R9与发光二极管LED4串联后接在双运算放大集成电路IC3的7脚和三极管BG2的基极之间，且发光二极管LED4的负极接三极管BG2的基极，电阻R10与发光二极管LED5串联后接在双运算放大集成电路IC4的1脚和三极管BG3的基极之间，且发光二极管LED5的负极接三极管BG3的基极，电阻R11与发光二极管LED6串联后接在双运算放大集成电路IC4的7脚和三极管BG3的基极之间，且发光二极管LED6的负极接三极管BG3的基极，电解电容C3和电位器RP1、RP2的固定端并联后接在二极管D1的负极和电动机M的中性点N之间，二极管D1的正极接电动机M的A相，且电容C3的正极接二极管D1的负极；电解电容C4和电位器RP3、RP4的固定端并联后接在二极管D2的负极和电动机M的中性点N之间，二极管D2的正极接电动机M的B相，且电容C4的正极接二极管D2的负极；电容C5和电位器RP5、RP6的固定端并联后接在二极管D3的负极和电动机M的中性点N之间，二极管D3的正极接电动机M的C相，且电容C5的正极接二极管D3的负极；电位器RP1的滑动端接双运算放大集成电路IC2的3脚，双运算放大集成电路IC2的2脚接稳压二极管DW1的负极，电位器RP2的滑动端接双运算放大集成电路IC2的6脚，双运算放大集成电路IC2的5脚接稳压二极管DW2的负极，电位器RP3的滑动端接双运算放大集成电路IC3的3脚，双运算放大集成电路IC3的2脚接稳压二极管DW1的负极，电位器RP4的滑动端接双运算放大集成电路IC3的6脚，双运算放大集成电路IC3的5脚接稳压二极管DW2的负极，电位器RP5的滑动端接双运算放大集成电路IC4的3脚，双运算放大集成电路IC4的2脚接稳压二极管DW1的负极，电位器RP6的滑动端接双运算放大集成电路IC4的6脚，双运算放大集成电路IC4的5脚接稳压二极管DW2的负极，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的8脚接稳压集成电路IC1的3脚，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的4脚接地，二极管D4和继电器J1并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG1的集电极之间，且二极管D4的负极接稳压集成电路IC1的3脚，二极管D5和继电器J2并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG2的集电极之间，且二极管D5的负极接稳压集成电路IC1的3脚，二极管D6和继电器J3并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG3的集电极之间，且二极管D6的负极接稳压集成电路IC1的3脚，三极管BG1、BG2、BG3的发射极均接地，常开触点J1-1、J2-1、J3-1、J4-1、J5-1并联后接在稳压集成电路IC1的3脚和扬声器SW的一端之间，扬声器SW的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的一种用于三相交流电动机的安全保护电路，其特征在于，所述欠压保护电路包括电阻R3、R5、R12、R14、R15、R18、R19、R20，电位器RP7、RP9，电解电容C6、C7，二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14，发光二极管LED7、稳压二极管DW3、DW5，三极管BG4，电压比较电路IC5，复位按钮N4；其中电阻R3与稳压二极管DW3串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW3的正极接地，电阻R5与稳压二极管DW5串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间，且稳压二极管DW5的正极接地，电阻R12接在电压比较电路IC5的6脚和地之间，电阻R14与发光二极管LED7串联后接在电压比较电路IC5的1脚和地之间，且发光二极管LED7的负极接地，电阻R15接在电压比较电路IC5的2脚和三极管BG4的基极之间，电阻R18接在电动机的A相和二极管D7的正极之间，电阻R19接在电动机的C相和二极管D11的正极之间，电阻R20接在电动机的B相和二极管D9的正极之间，电位器RP7接在二极管D7的负极和电压比较电路IC5的6脚之间，电位器RP9接在稳压集成电路IC1的3脚和二极管D13的正极之间，电解电容C6的正极接二极管D7的负极，电解电容C6的负极接地，电解电容C7的正极接二极管D13的正极，电解电容C7的负极接地，二极管D7、D9、D11的负极接在一起，二极管D7的正极接二极管D8的负极，二极管D9的正极接二极管D10的负极，二极管D11的正极接二极管D12的负极，二极管D8、D10、D12的正极均接地，二极管D14和继电器J4并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG4的集电极之间，且二极管D14的负极接稳压集成电路IC1的3脚，三极管BG4的基极接电阻R15，三极管BG4的发射极接地，二极管D13的正极接电压比较电路IC5的5脚，二极管D13的负极接电压比较电路IC5的1脚，电压比较电路IC5的2脚接电阻R15，电压比较电路IC5的3脚接稳压集成电路IC1的3脚，电压比较电路IC5的4脚接稳压二极管DW5的负极，电压比较电路IC5的6脚接电位器RP7和电阻R12的公共点，电压比较电路IC5的7脚接稳压二极管DW4的负极，电压比较电路IC5的12脚接地。

5.根据权利要求1所述的一种用于三相交流电动机的安全保护电路，其特征在于，所述过压保护电路包括电阻R4、R13、R16、R17，电位器RP8、RP10，电解电容C8，电压比较电路IC5、二极管D15、D16，发光二极管LED8、稳压二极管DW4，三极管BG5，复位按钮N5；其中电阻R4与稳压二极管DW4串联后接在稳压集成电路IC1的9脚和地之间，且稳压二极管DW4的正极接地，电阻R13接在电压比较电路IC5的6脚和地之间，电阻R16与发光二极管LED8串联后接在电压比较电路IC5的14脚和地之间，且发光二极管LED8的负极接地，电阻R17接在电压比较电路IC5的13脚和三极管BG5的基极之间，电位器RP8接在二极管D7的负极和电压比较电路IC5的9脚之间，电位器RP10接在稳压集成电路IC1的3脚和二极管D15的正极之间，电解电容C8的正极接二极管D15的正极，电解电容C8的负极接地，二极管D16和继电器J5并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG5的集电极之间，且二极管D16的负极接稳压集成电路IC1的3脚，三极管BG5的基极接电阻R17，三极管BG5的发射极接地，二极管D15的正极接电压比较电路IC5的11脚，二极管D15的负极接电压比较电路IC5的14脚，电压比较电路IC5的8脚接稳压二极管DW4的负极，电压比较电路IC5的9脚接电位器RP8和电阻R13的公共点，电压比较电路IC5的10脚接稳压二极管DW4的负极，电压比较电路IC5的13脚接电阻R17。

6.根据权利要求1所述的一种用于三相交流电动机的安全保护电路，其特征在于，所述电机控制电路包括电动机M，交流接触器KM1，熔断器FU1、FU2、FU3，继电器J1的常开主触点KM1-1、辅助常开触点KM1-2，继电器J1的常闭触点J1-2，继电器J2的常闭触点J2-2，继电器J3的常闭触点J3-2，继电器J4的常闭触点J4-2，继电器J5的常闭触点J5-2，启动按钮SB1，停止按钮SB2，电源开关SA；其中A、B、C三相交流电经过电源开关SA和熔断器FU1、FU2、FU3后，经交流接触器KM1的常开主触点KM1接至电机M，启动按钮SB1和交流接触器KM1的常开辅助触点KM1-2进行并联，然后与停止按钮SB2、继电器J1的常闭触点J1-1，继电器J2的常闭触点J2-2，继电器J3的常闭触点J3-2，继电器J4的常闭触点J4-2，继电器J5的常闭触点J5-2和交流接触器KM1线圈串联后接三相异步电动机的A相和C相之间。

7.根据权利要求1所述的一种用于三相交流电动机的安全保护电路，其特征在于，所述稳压集成电路IC1的型号为7812，双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的型号为LM358，电压比较电路IC5的型号为LM339，所述三极管BG1、BG2、BG3、BG4、BG5为NPN管型，型号为3DG12，二极管D1～D16的型号为IN4007，稳压二极管DW1的稳压值为6V，稳压二极管DW2的稳压值为9V，稳压二极管DW3的稳压值为4V，稳压二极管DW4的稳压值为12V，稳压二极管DW1的稳压值为8V，继电器J1、J2、J3、J4、J5型号均为JRX-20F。