CN1359181A - 自控断路保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保护电路及其负载因缺相、欠压、过压、过流、漏电等断开主电路的自控断路保护电路。该保护电路包括将控制电源从主电路开关触点的输入端切换到输出端的电源切换电路和QG控制电路。该保护电路能够对主电路及其负载,尤其是电机在缺相、欠压、过压、过流等情况时起到可靠的安全保护作用,并且便于引入各种敏感信号来进行断路控制。

Description

自控断路保护电路

                               技术领域

本发明涉及一种及于保护电路及其负载因缺相、欠压、过流、漏电等断开主电路的自控断路保护电路。

                               技术背景

现行的主电路断路保护，采用继电器则保护功能不全，采用电子电路则成本高，使其不易普及应用。

本发明的目的是提供一种自控断路保护电路，在主电路运行过程中发生缺相、欠压、过压、过流等情况时，能对自控及其负载，特别是电机起到断路保护作用，并且便于引入各种敏感信号来进行断路保护，是一种功能较全、结构较简易而易于普及应用的自控断路保护电路。

                            发明内容

本发明的目的是这样实现的：该自控断路保护电路包括一控制电源切换电路，其将控制电源从主电路开关触点的输入端切换到输出端(参见本人已申请的专利《缺相、欠压、过压断路保护电路》，申请号为00128945.7)，该保护电路还包括一QG控制电路，其由自控断路保护信号输出电路QGS和开关电路构成。

本发明所述的自控断路保护电路，由于在其电路中设置了交流接触器或断路器以及QG控制电路，在运行过程中是将控制电源从主电路的开关触点的输入端切换到主电路开关触点的输出端，当出现开关触点接触不良等原因引起的电路缺相或电压波动引起电路欠压、过压以及过载、漏电等情况时，能够切断电源实现主电路断路保护功能，保护功能齐全，成本低，利于普及应用。

                              附图说明

图1为本发明所述的自控断路保护电路在以自控开关触点为单相电源的断路器保护方式实现发明目的时的电路结构图。

图2为本发明所述的自控断路保护电路在以自控开关触点为三相电源的交流接触器保护方式实现发明目的时的电路结构图。

图3为本发明所述的自控断路保护电路在以自控开关触点为三相电源的断路器保护方式实现发明目的时的电路结构图。

图4、图5是图1中单相二线制QGS的电路结构图。

图6是图2中三相三线制QGS的电路结构图。

图7是图3中三相四线制QGS的电路结构图。

                     具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明。

如图1所示，该自控断路保护电路包括一控制电源切换电路，其将控制电源从主电路开关触点的输入端切换到主电路开关触点的输出端。该保护电路还包括一QG控制电路，其由QG电路和开关电路构成。其中控制电源切换电路由外力控制断路器H闸刀的开、合实现。H闸刀一辅触点H、电阻R₁串联后，辅触点H接于中性线主触点H的输入端，R₁接于中性线主触点H的输出端；H闸刀的另一辅触点H、电阻R₂、试验按钮SA串联后，辅触点H接于相线主触点H的输入端，SA接于相线主触点H的输出端；二极管D₁的阴极接于脱扣器线圈H、线圈H接于晶闸管D₂的阳极构成串联后，D₁的阳极接于相线辅触点H与R₂的节点，D₂的阴极接于中性线辅触点H与R₁的节点；单相二线制QGS的第1端接于中性线主触点H的输出端，第2端接于SA与R2的节点，自控断路保护信号QG端接于D₂的控制极。

启动时，用外力闭合断路器H，其主触点闭合而启动电机D。在电机D运行期间，若出现欠压、过压、过流等，则QGS输出QG信号，晶闸管D₂导通，断路器的脱扣器线圈H通电吸合，使扣卡而断开电源，电机D停止运行。在电机D运行期间，若出现主触点H接触不良，则QGS的第1端或第2端串联R₁或R₂后引起欠压并输出QG，脱扣器线圈H通电吸合而切断电源。

如图2所示，该自控断路保护电路包括一控制电源切换电路，其将控制电源从主电路开关触点的输入端切换到主电路开关触点的输出端；该保护电路还包括QG控制电路，其由QGS电路和开关电路构成。其中控制电源切换电路由交流接触器S的吸合实现。交流接触器的吸合线圈S、继电器X的动断触点X、停止按纽TA、动合辅触点S延时动合辅触点S串联后，线圈S接于中性线，延时动合辅点S接于C相线主触点S的输出端；联动按纽QA的两个动合触点串联后，其节点与两个辅触点S的节点连在一起，其余两端中延时断开的一端接于C相线主触点S的输入端，另一端接于辅触点S与TA的节点；2)试验按组SA₁接于二极管D₁的阳极、D₁的阴极接于二极管D₂的阴极、D₂的阳极接于试验按纽SA₂构成串联后，SA₁接于B相线主触点S₁的输出端，SA₂接于A相线主触点S的输出端；继电器X接于晶闸管D₃的阳极构成串联后，X接于D₁与D₂的节点，D3的阴极接于C相线主触点S的输出端；三相三线制QGS的第1端接于C相线主触点S的输出端，第2端接于SA₁与D₁的节点，第3端接于SA₂与D₂的节点，QG端接于D₃的控制极。

启动时，按下联动按纽QA，交流接触器线圈S通电吸合，主触点S和辅触点S均闭合；放开联动按纽QA，接于C相线主触点S输入端的QA动合触延时断开并在此断开之前延时动合辅触点S闭合，线圈S由C相线主触点S的输出端供电而维持主触点S闭合，电机D启动。在电机D运行期间，如果主触点接触不良而出现缺相或欠压等情况，则QGS输出QG信号，晶闸管D3导通，继电器X吸合，动断触点X断开，线圈S失压而断开电源，电机D停止运行。

如图3所示，该自控断路保护电路包括一控制电源切换电路，其将控制电源从自控开关触点的输入端切换到自控开关触点的输出端；该保护电路还包括一QG控制电路，其由QGS电路和开关电路构成。试验按组SA₁接于二极管D₁的阳极、试验按纽SA₂接于二极管D2的阳极、试验按组SA₃接于二极管D3的阳极，然后将SA₁、SA₂、SA₃依次接于C、B、A相线主触点H的输出端，并把D₁、D₂、D₃的阴极连在一起构成星形联接；脱扣器线圈H接于晶闸管D₄的阳极构成串联后，线圈H接于星点，D₄的阴极接于中性线；三相四线QGS的第1端接于中性线，第2端接于SA₁与D₁的节点，第3端接于SA₂与D₂的节点，第4端接于SA₃与D₃的节点，QG端接于D₄的控制极。

启动时，用外力闭合断路器H，其主触点闭合而启动电机D。在电机D运行期间，如果主触点接触不良而出现缺相或欠压等情况，则QGS输出QG信号，晶闸管D₄导通，脱扣器线圈H通电吸合而切断电源，电机D停止运行。

图1中单相二线制QGS的电路结构图4、图5所示。

在图4中，二极管D₁、D₂、电容C₁、C2构成倍压整流电源，稳压二极管Dq的阴极接于电阻Rq构成串联后，Dq的阳极接于电源负极，Rq接于电源正极；稳压二极管D′q的阳极接于电阻R′q构成串联后，D′q的阴极接于电源正极，R′q接于电源负极；稳压二极管Dg的阴极接于电阻Rg构成串联后，Dg的阳极接于电源负极，Rg接于电源正极；三极管Vq的基极接于Dq与Rq的节点，发射极接于二极管Db的阳极构成串联后，Db的阴极接于D′q与R′q的节点，集电极接于Dg与Rg的节点；三极管QGv的基极接于Dg与Rg的节点，发射极接于电源正极，集电极接于电阻QGr构成串联后，QGr接于电源负极。

图4的工作原理为：常城市区间，三极管Vq、三极管QGv截止，无QG输出；欠压状态，D′q与R′q的节点电压降低，三极管Vq导通引起三极管QGv的基极电位下降，三极管QGv导通而输出QG；过压状态，三极管Vq截止，全Rg的分压致使三极管QGv导通而输出QG。QGS电路，加入光敏、热敏、过流、漏电等外加信号致使三极管QGv导通，则可以输出复合QG。相发明中的QG，可以是例图中的QG，也可以是引入外加信号共同作用而输出的复合QG。

在图5中，二极管D₁、二极D₂、电容C₁、电容C₂构成倍压整流电源，稳压二极管Dq的阴极接于电阻Rq构成串联后，Dq的阳极接于电源负极，Rq接于电源正极；稳压二极管D′q的阳极接于电阻R′q构成串联后，D′q的阴极接于电源正极，R′q接于电源负极；三极管Vq的发射极接于Dq与Rq的节点，基极接于二极管Db的阳极构成串联后，Db的阴极接于D′q与R′q节点，集电极接于电阻R′vq、R′vq接于电阻Rvq构成串联后，Rvq接于电源负极；二极管Dvq的阴极接于电阻Rz构成串联后，Dvq的阳极接于R′vq与Rvq的节点，Rz接于电源负极；稳压二极管Dg的阴极接于D′q与R′q的节点，Dg的阳极接于Dvq与R₂的节点；三极管QG′v的基极接于Dvq与Rz的节点，发射极接于电源负极，集电极接于三极管QGv的基极；QGv的发射极接于Dq与Rq的节点，集电极接于电阻QGr构成串联后，QGr接于电源负极；稳压二管Dz的阳极接于QG′v的基极，Dz的阴极接于QGv的集电极；电阻Ra一端接于Vq的发射击极，另一端接于Vq的基极，漏电变压器等处来信号一端接于二极管Da的阴极、Da的阳极接于电位器Wa构成串联后，Wa接于Vq的基极，外来信号的另一Vq的发射极；电容Cc一端接于QG′v的基极，另一端接于电源负极；过流变压器等外来信号一端接于二极管Dc的阳极，Dc的阴极接于电位器Wc构成串联后，Wc接于QG′v的基极，外来信号的另一端接于电源负极。

图5的工作原理为：常压区间三极管Vq、三极管QG*v、QGv截止，无QG输出；欠压状态，D′q与R′q的节点电压降低，三极管Vq导通并经Dvq使三极管QG′v、QGv导通而输出QG；过压状态，三极管Vq截止，但Dg反向击穿引起三极管QG′v、QGv导能而输出QG；漏电信号经Da整流通过三极管Vq、三极管QG′v、QGv放大，三极管QGv集电极电位升高使D₂反向击穿，D₂反向击穿致使三极管QG′v、QGv导通而QG，调整Wa可以校正对地动作电流值；过流信号经Dc整流通过三极管QG′v、QGv放大并经D₂反馈致使三极管QG′v、QGv导通而输出QG，过流信号经Dc整流后给延时电容Cc充电，调整Wc可以改变最大负载电流值。

图2中，三相三线QGS的电路结构图如图6所示。

图6是在图4所示的单相二线制QGS电路的基础上，加入二极管D1，D1的阴极接于Rg与QGv发射极的节点，D1的阳极接于电源正极；加入二极管Dt，Dt的阳极接于QGv的基极，Dt的阴极接于电源正极；将两个这样的电路并联来作为三相三线制QGS电路。

图6的工作原理为：第1端断路，则因欠压而输出QG；第二端或第3端断路，则二极管D_t导通而输出QG信号。

图3中，三相四线制QGS的电路结构图如图7所示。

图7是在图6所示的三相三线制QGS电路的基础上，由三相三线制QGS电路的两个并联单元增加为三个并联单元来作为三相四线QGS电路。

图7的工作原理为：第2端基第3端基第4端断路，则二极管Dt导通而输出QG信号。

Claims (8)

1、一种自控断路保护电路，其特征在于：1)该保护电路包括一控制电源切换电路，其将控制电源从主电路开关触点的输入端切换到主电路开关触点的输出端；2)该保护电路还包括一QG控制电路，其由自控断路保护信号输出电路QGS和开关电路构成。

2、根据权利要求1所述的自控断路保护电路，其特征在于：1)所述的控制电源切换电路是由外力控制断路器H闸刀的开、合实现；2)H闸刀一辅触点H、电阻R₁串联后，辅触点H接于中性线主触点H的输入端，R₁接于中性线主触点H的输出端；H闸刀的另一辅触点H、电阻R₂、试验按钮SA串联后，辅触点H接于相线主触点H的输入端，SA接于相线主触点H的输出端；二极管D₁的阴极接于脱扣器线圈H、线圈H接于晶闸管D₂的阳极构成串联后，D₁的阳极接于相线辅触点H与R₂的节点，D₂的阴极接于中性线辅触点H与R₁的节点；单相二线制QGS的第1端接于中性线主触点H的输出端，第2端接于SA与R2的节点，自控断路保护信号QG端接于D₂的控制极。

3、根据权利要求1所述的自控断路保护，其特征在于：1)所述的控制电源切换电路是由交流接触器S的吸合实现；交流接触器的吸合线圈S、继电器X的动断触点X、停止按纽TA、动合辅触点S延时动合辅触点S串联后，线圈S接于中性线，延时动合辅点S接于C相线主触点S的输出端；联动按纽QA的两个动合触点串联后，其节点与两个辅触点S的节点连在一起，其余两端中延时断开的一端接于C相线主触点S的输入端，另一端接于辅触点S与TA的节点；2)试验按组SA₁接于二极管D₁的阳极、D₁的阴极接于二极管D₂的阴极、D₂的阳极接于试验按纽SA₂构成串联后，SA₁接于B相线主触点S₁的的输出端，SA₂接于A相线主触点S的输出端；继电器X接于晶闸管D₃的阳极构成串联后，X接于D₁与D₂的节点，D3的阴极接于C相线主触点S的输出端；三相三线制QGS的第1端接于C相线主触点S的输出端，第2端接于SA₁与D₁的节点，第3端接于SA₂与D₂的节点，QG端接于D₃的控制极。

4、根据权利要求1所述的自控断路保护电路，其特征在于：1)所述的控制电源切换电路是由外力控制断路器H闸刀的开、合实现；2)试验按组SA₁接于二极管D₁的阳极、试验按纽SA₂接于二极管D2的阳极、试验按组SA₃接于二极管D3的阳极，然后将SA₁、SA₂、SA₃依次接于C、B、A相线主触点H的输出端，并把D₁、D₂、D₃的阴极连在一起构成星形联接；脱扣器线圈H接于晶闸管D₄的阳极构成串联后，线圈H接于星点，D₄的阴极接于中性线；三相四线QGS的第1端接于中性线，第2端接于SA₁与D₁的节点，第3端接于SA₂与D₂的节点，第4端接于SA₃与D₃的节点，QG端接于D₄的控制极。

5、根据权利要求2所述的自控断路保护电路，其特征在于：所述的单相二线制QGS电路由二极管D₁、D₂、电容C₁、C₂构成的倍压整流电源供电，稳压二极管Dq的阴极接于电阻Rq构成串联后，Dq的阳极接于电源负极，Rq接于电源正极；稳压二极管D′q的阳极接于电阻R′q构成串联后，D′q的阴极接于电源正极，R′q接于电源负极；稳压二极管Dg的阴极接于电阻Rg构成串联后，Dg的阳极接于电源负极，Rg接于电源正极；三极管Vq的基极接于Dq与Rq的节点，发射极接于二极管Db的阳极构成串联后，Db的阴极接于D′q与R′q的节点，集电极接于Dg与Rg的节点；三极管QG_v的基极接于Dg与Rg的节点，发射极接于电源正极，集电极接于电阻QGr构成串联后，QGr接于电源负极。

6、根据权利要求2所述的自控断路保护电路，其特征在于：所述的单相二线制QGS电路二极管D₁、D₂、电容C₁、C₂构成的倍压整流电源供电，稳压二极管Dq的阴极接于电阻Rq构成串联后，Dq的阳极接于电源负极，Rq接于电源正极；稳压二极管D′q的阳极接于电阻R′q构成串联后，D′q的阴极接于电源正极，R′q接于电源负极；三极管Vq的发射极接于Dq与Rq的节点，基极接于二极管Db的阳极构成串联后，Db的阴极接于D′q与R′q节点，集电极接于电阻R′vq、R′vq接于电阻Rvq构成串联后，Rvq接于电源负极；二极管Dvq的阴极接于电阻Rz构成串联后，Dvq的阳极接于R′vq与Rvq的节点，Rz接于电源负极；稳压二极管Dg的阴极接于D′q与R′q的节点，Dg的阳极接于Dvq与R₂的节点；三极管QG′v的基极接于Dvq与Rz的节点，发射极接于电源负极，集电极接于三极管QGv的基极；QGv的发射极接于Dq与Rq的节点，集电极接于电阻QGr构成串联后，QGr接于电源负极；稳压二管Dz的阳极接于QG′v的基极，Dz的阴极接于QGv的集电极；电阻Ra一端接于Vq的发射击极，另一端接于Vq的基极，漏电变压器等处来信号一端接于二极管Da的阴极、Da的阳极接于电位器Wa构成串联后，Wa接于Vq的基极，外来信号的另一Vq的发射极；电容Cc一端接于QG′v的基极，另一端接于电源负极；过流变压器等外来信号一端接于二极管Dc的阳极，Dc的阴极接于电位器Wc构  串联后，Wc接于QG′v的基极，外来信号的另一端接于电源负极。

7、根据权利要求3所述的自控断路保护电路，其特征在于：所述的三相三线制QGS电路，是在权利要求5所述单相二线制QGS电路的基础上，加入二极管D1，D1的阴极接于Rg与QGv发射极的节点，D1的阳极接于电源正极；加入二极管Dt，Dt的阳极接于QGv的基极，Dt的阴极接于电源正极；将两个这样的电路并联来作为三相三线制QGS电路。

8、根据权利要求4所述的自控断路保护电路，其特征在于：所述的三相四线制QGS电路，是在权利要求7所述的三相三线制QGS电路的基础上，由三相三线制QGS电路的两个并联单元增加为三个并联单元来作为三相四线制QGS电路。

Images