CN1812217A - 电动机控制保护器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动机控制保护器，属于一种电动机的控制保护装置，它有外壳，外壳上有按钮和指示用的发光二极管，外壳内内的电路由断相及三相不平衡故障检测电路、负荷状态信号产生及指示电路、启动及复位信号产生电路、时间常数自动调整积分电路、延时控制逻辑电路、抢答器式记忆电路、停机信号产生电路、LED显示矩阵门、接触器控制电路、温敏稳压电源和欠压和初加电信号产生电路组成，这种电动机控制保护器，集电动机的控制、保护、故障记忆与状态显示于一体，不但对电动机具有全面的保护作用，而且对接触器具有全面保护作用，还具有显著的节能效果。

Description

电动机控制保护器

                           技术领域

本发明提供了一种异步电动机的控制保护装置，特别是具有人工智能的异步电动机的控制保护装置。

                           背景技术

目前，异步电动机的控制与保护装置，一般由保护部件(热继电器或者电子保护器)、执行部件(交流接触器)、指令部件(控制按钮)和状态显示部件(信号灯)等组成。这种控制保护装置的缺点是：保护功能欠佳，指示功能单一，接触器的运行噪声大，而且能耗高，接线复杂、消耗了大量的金属材料。它采用热继电器的过流保护方式，电流整定的准确度较低，因此影响了保护效果。这种控制保护装置上的电动机控制箱，安装在箱门上的信号灯和控制按钮通过软线与电路板连接。由于箱门的转动容易损坏连线的绝缘而导致箱体带电，因而安全等级较低。在安全等级要求较高的时候，需要使用控制变压器降压，因而成本很高。

                           发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种电动机控制保护器，以提高其控制和保护效果。

本发明是这样实现的，它有外壳，外壳上有控制按钮、指示用的发光二极管，外壳内的电路由负荷状态信号产生及指示电路、断相及三相不平衡故障检测电路、时间常数自动调整积分电路、延时控制逻辑电路、抢答器式记忆电路、LED显示矩阵门、接触器控制电路、温敏稳压电源、欠压和初加电信号产生电路、启动及复位脉冲产生电路、模式选择及报警电路、停机信号产生电路及三只电流互感器等组成。

本发明之电动机控制保护器，能够对电动机运行中出现的各种情况进行分析和判断，以决定是否实施断电保护。如要实施断电保护，则根据过流程度自动选择最佳的延时时间，保护停机后自动把故障原因记忆并显示出来。它还能够根据具体情况决定显示的方式和内容。发明之电动机控制保护器设有负荷状态指示及电流整定指示电路，从而使得电流整定的准确度大大提高。在电动机的启动过程中，它能够按照时序控制加在交流接触器吸引线圈上的电压，使得交流接触器的吸合时间和维持电压可以选取最佳的数值，避免了吸引线圈的烧坏。本发明之电动机控制保护器具有集电动机的控制、保护、故障自动诊断与状态显示于一体的特点，而且具有对交流接触器的保护作用，生产成本低，具有很高的性能价格比。

具体地说，本发明具有以下优点：

一、控制性能好

1、可使交流接触器节能、无声地运行。

2、可以直接采用微动开关、干簧管、水银导电温度表、水银开关、霍尔元件、气敏元件等敏感元件直接进行控制。

3、控制电路简单，节省线材。

4、控制方式多样。本发明之电动机控制保护器具有两种工作模式，按钮控制模式和钮子开关控制模式。在按钮控制模式下，它具有失压保护功能。在钮子开关控制模式下，它没有失压保护功能，但是仍具有欠压保护功能，而且具有来电报警延时自动启动的功能，适合用于水泵、风机和油田抽油机的控制。

5、具有点动、长动(自锁控制)和多地控制功能。

二、对电动机和交流接触器都具有完善的保护作用

1、具有对电动机的过载、短路、失压、欠压、漏电、缺相以及三相不平衡进行保护的功能。在过载、欠压、三相不平衡时，都能够根据过流程度自动调整延时时间，具有极佳的反时限延时保护特性。

2、具有对交流接触器触点的保护作用。启动时出现欠压，它拒绝给交流接触器的吸引线圈供电；运行中出现欠压，它中断吸引线圈的供电。从而能够消除了触点的抖动，延长了触点的寿命。

3、对交流接触器的吸引线圈具有保护作用。在运行状态下，采用限定功率供电的方法给交流接触器供电，绝对不会烧坏交流接触器的吸引线圈。

4、具有自身故障保护作用。在停止状态下，万一其内部出现故障，交流接触器也不会自行吸合，可避免发生意外机械事故发生。

三、显示功能强

1、能够显示电动机的运行与停止状态。

2、具有负荷显示的功能。能够即时显示出轻载、满载、过流状态，这样可以随时了解电动机的负荷状态。

3、具有整定指示功能。可以根据显示状况准确进行电流整定，从而克服了现有技术的电流整定不够准确的缺陷。

4、具有故障自动诊断功能。能够在实施保护动作后，将故障原因记忆并显示出来，以便于迅速的排除故障。

5、具有欠压和三相不平衡指示功能。

四、具有环境自适应功能

能自动根据环境温度调整整定电流，以充分发挥电动机的效能。

五、节能效果显著

本发明之控制保护器的总功耗在2W以下。比传统的热继电器保护信号灯指示方式节省5～15W的有功功率，可以减少10～90W的无功功率。

六、降低了相关低压电器的成本

由于不使用交流接触器上的辅助触点、不存在涡流问题，可取消交流接触器铁心上的短路环和辅助触点。采用弱电控制，可以用磁铁和磁敏元件组成的简易接近开关，取代现行的行程开关、电磁振荡式接近开关。

七、提高了安全等级

外接端口采用的是10V以下的直流弱电控制，因此，即使出现外接连线露芯或短路，也不会发生触电和跳火的事故。

八、强大的扩展功能

其外界控制端口带有直流稳压电源输出，可接入各种敏感开关及扩充功能盒，即可以实现简单的自动控制。

                         附图说明

图1是本发明的接线使用方式的示意图。

图2是本发明之控制保护器的控制保护电路的方框原理图。

图3是图2所示电路的逻辑电路原理图(负极接地)。

图4也是图2所示电路的逻辑电路原理图(正极接地)。

图5是实现图3所示的电路逻辑功能的一种具体电路图。

                       具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体结构和工作原理。

如附图所示，本发明之电动机控制保护器，它有外壳(1)，外壳上有按钮(2)和指示用的发光二极管(3)，在所述的控制保护器上，交流接触器KM的吸引线圈与接触器控制电路(11)的输出端连接，电流互感器TA₁、TA₂、TA₃的次级线圈的尾端连在一起接地、首端分别与负荷状态信号产生及指示电路(4)和断相及三相不平衡故障检测电路(5)的输入端连接，负荷状态信号产生及指示电路(4)输出的负荷状态信号送到时间常数自动调整积分电路(7)的输入端，时间常数自动调整积分电路(7)输出的过流信号和断相及三相不平衡故障检测电路(5)产生的三相不平衡信号送到延时控制逻辑电路(8)的输入端，断相及三相不平衡故障检测电路(5)产生的断相信号送到抢答器式记忆电路(12)的输入端，停机信号产生电路(9)的输入端接在欠压和初加电信号产生电路(15)的初加电宽脉冲输出端以及模式选择及报警电路(10)的输出端上，停机信号产生电路(9)输出端输出的停机信号送到接触器控制电路(11)和抢答器式记忆电路(12)的输入端上，延时控制逻辑电路(8)的输出端分别与抢答器式记忆电路(12)的置位端连接，抢答器式记忆电路(12)的复位端与启动及复位电路脉冲产生电路(6)的复位脉冲输出端相连，启动及复位脉冲产生电路(6)的输入端与欠压和初加电信号产生电路(15)的初加电窄脉冲输出端以及模式选择及报警电路(10)的输出端相连，其启动脉冲输出端接到接触器控制电路(11)的一输入端上，抢答器式记忆电路(12)的输出端分别与LED显示矩阵门(13)的输入端相连接，LED显示矩阵门(13)的输出端接到接触器控制电路(11)的另一输入端上，接触器控制电路(11)输出端输出的控制信号接到负荷状态信号产生及指示电路(4)的另一输入端上，欠压和初加电信号产生电路(15)输出的欠压信号分别与停机信号产生电路(9)的输入端、延时控制逻辑电路(8)的输入端、模式选择及报警电路(10)的输入端和启动及复位脉冲产生电路(6)的输入端连接，模式选择及报警电路(10)的另一输入端接到接触器控制电路(11)的一输出端上，温敏稳压电源(14)输出的两路电压中的一路随环境温度变化的直流电压接在延时控制逻辑电路(8)上，另一路不随环境温度变化的直流电压接在其它电路上。

图2的工作原理如下：

在附图所示的电路中，三只穿心式的电流互感器TA₁、TA₂、TA₃分别用于检测电动机的U、V、W三相的线电流。整定及负荷状态信号产生电路(4)对交流互感器TA₁、TA₂、TA₃次级输出的交流电压进行处理，产生能够反映电动机的负荷状态的电压信号和大于电动机启动电流的短路信号；并将负荷状态信号与延时控制逻辑电路(8)的阈值电平相关的给定电平比较、确定负荷状态，通过负荷状态显示电路将其显示出来。

时间常数自动调整积分电路(7)的作用是对负荷状态信号进行处理，输出反映电动机定子绕组温升情况的电信号。

延时控制逻辑电路(8)的作用是对输入的过载信号、短路信号、三相不平衡信号、欠压信号和断相信号等进行分析，根据具体的情况进行适当的延时处理。延时控制逻辑电路的阈值电平随温度的变化而变化，从而实现根据环境温度来确定电动机增额还是降额使用。

抢答器式记忆电路(12)的作用是对由延时控制逻辑电路输出的数字信号存储记忆。它的多路输入端分别与各状态信号端连接，它的输出端直接驱动LED显示矩阵工作，其互锁功能用于防止出现错误的显示。

LED显示矩阵门(13)是由发光二极管和电阻等组成的逻辑门电路。它可以将以上故障显示出来，又能够对于抢答器式记忆电路输出信号进行组合逻辑处理，产生接触器控制电路的所需的控制信号。

启动及复位脉冲产生电路(6)的作用是对输入的启动指令信号进行处理。它能够输出两种脉冲，一种是抢答器式记忆电路所需的复位脉冲，用于对于抢答器式记忆电路进行初始化处理，脉冲宽度只有3mS左右。另一种是接触器控制电路所需的启动脉冲，宽度100mS左右，用于控制交流接触器的高压吸合。该电路受欠压信号的控制，在欠压状态下即使按下启动按钮，也不产生启动脉冲和复位脉冲。

停机信号产生电路(9)的作用是输出停机信号到抢答器式记忆电路，以实现停机控制。该电路可以产生指令停机和保护停机两种信号。在系统初加电时，该电路利用初加电宽脉冲产生持续时间2～3秒钟的停机信号到抢答器式记忆电路和接触器控制电路，以保证在抢答器式记忆电路初始化过程中交流接触器不吸合、不抖动，并在初始化之后立即转为停机状态。

欠压和初加电信号产生电路(15)能够在电源出现欠压时，输出欠压信号到停机信号产生电路和延时控制逻辑电路，用于实现欠压保护。

温敏稳压电源(14)由输出电压非常接近的主、副两路稳压电源组成。副稳压电源输出随环境温度变化的电压V_OT给延时控制逻辑电路(8)供电；主稳压电源输出不随环境温度变化的直流电压V_OP给其它电路供电。

接触器控制电路(11)用于交流接触器的吸引线圈的供电控制，在启动时提供持续时间仅100毫秒的较高直流电压，在维持状态给吸引线圈提供10V左右的直流电压，这样接触器的维持功率仅有数十mW。

模式选择及报警电路(10)用于选择控制模式、产生控制指令及报警信号。它具有按钮控制和钮子开关控制两种模式。前者具有失压保护作用。后者没有失压保护作用，但具有来电报警、延时启动的功能。

图3和图4是实现上述功能的逻辑电路原理图。图中，G₂、G₃、G₄、G₁₆采用CMOS集成门电路。两原理图具有反逻辑和反极性的关系。在图3及图4所示的电路中，二极管V₇₆采用锗二极管，并利用CMOS集成门电路传输特性曲线具有较陡直的转折特性和阈值电平等于0.5V_DD的特点，并通过增加正反馈的方法，使得传输特性更为陡直，依此对时间常数自动调整积分电路的输出电压进行鉴别。

图3电路中主稳压电源的负极端接地，主副稳压电源的正极连在一起，抢答器式记忆电路由与非型RS触发器构成，输入信号在低电平时有效；LED显示矩阵门是由发光二极管和电阻组成的与门电路，其负荷状态信号V_P随着负荷的加重而下降，当V_P＞V_S时表示轻载，当V_P＜V_S时表示过流。

图4电路中主稳压电源的正极接地，主、副稳压电源的负极连在一起，抢答器式记忆电路由或非型RS触发器构成，输入信号在高电平时有效，LED显示矩阵门是由发光二极管与电阻组成的或门电路，其负荷状态信号V_P随着负荷的加重而升高，当着V_P＞V_S时表示过流，当着V_P＜V_S时表示轻载。

启动及复位脉冲产生电路(6)主要由单稳态触发器F₁、F₄和门G₁₃、G₂₀组成。

在所述的启动及复位脉冲产生电路(6)上，门G₁₃的b输入端与模式选择及报警电路(10)中的启动按钮SB₂一端相连并与开关K_2-2的一静触点连接，G₁₃的a输入端与欠压和初加电信号产生电路(15)中的反相器G₁₄的输出端相连，G₁₃的输出端与单稳态触发器F₁的输入端及单稳态触发器F₄的输入端相连并与抢答器式记忆电路(8)中的门G₁₈的a输入端连接，F₁的输出端输出的启动脉冲信号接在接触器控制电路(11)中的电阻R₈₀上，F₄的输出端与门G₂₀的a输入端相连，G₂₀的b输入端与欠压和初加电信号产生电路(15)中的单稳态触发器F₁₁的输出端连接，门G₂₀的输出端输出的复位脉冲接到抢答器式记忆电路(12)中的RS触发器F₆、F₇、F₈、F₉的置位端上。

在图3所示的电路中，G₁₃输出脉冲的上升沿触发F₄，F₄输出的正脉冲经过G₂₀倒相后形成负极性的复位脉冲；G₁₃输出脉冲的上升沿触发F₁，F₁输出负极性的启动脉冲；G₂₀是或非门；门G₂₀的输出端输出负极性的复位脉冲接到抢答器式记忆电路(12)中的RS触发器F₆、F₇、F₈、F₉的置1端上。图4所示的电路中，G₁₃输出脉冲的下降沿触发F₄，F₄输出负脉冲经过G₂₀倒相后形成正极性的复位脉冲；G₁₃输出脉冲的下降沿触发F₁，F₁输出正极性的启动脉冲；G₁₃和G₂₀是与非门；门G₂₀的输出端输出的正极性复位脉冲接到抢答器式记忆电路(12)中的RS触发器F₆、F₇、F₈、F₉的置0端上。

时间常数自动调整积分电路(7)主要由半ADC电路、多路模拟开关、等效可变电阻R_n和二极管V₂₄组成。半ADC电路(准模数转换器)能够将模拟信号转换成为一种特殊的数字信号。它与二进制的ADC电路相比省去了二进制编码电路，因此叫做半ADC电路。

在所述的时间常数自动调整积分电路(7)上，半ADC电路的输入端接在负荷状态信号产生及指示电路(4)中的电阻R₁₁和电阻R₃₁之间并且与二极管V₂₄的一端相连，排电阻R_n的一端与V₂₄的另一端连接，排电阻R_n的另一端与电容C₁₁的一端相连并与电阻R₅₅的一端连接，电阻R₅₅的另一端与延时控制逻辑电路(8)中的门G₂、G₃、G₄的a输入端相连，C₁₁的另一端与温敏稳压电源(14)中的整流桥堆DL₃的输出端相连，半ADC电路的输出端分别与多路模拟开关的控制端连接，多路模拟开关的输出端接在排电阻R_n上。

在图3所示电路中：V₂₄的负极与P点相连，C₁₁的正极接到DL₃的正输出端上。在图4所示电路中：V₂₄的正极与P点相连，C₁₁的负极接到DL₃的负输出端上。

延时控制逻辑电路(8)主要由门G₂、G₃、G₄、G₁₆及反相器G₁组成。

在所述的延时控制逻辑电路(8)中，门G₂、G₃、G₄的a输入端与时间常数自动调整积分电路(7)中的电阻R₅₅相连，G₂的c输入端与反相器G₁的输出端相连，G₂的b输入端与欠压和初加电信号产生电路(15)中的反相器G₁₄的输出端相连并与启动及复位脉冲产生电路(6)中的门G₁₃的a输入端相连，断相及三相不平衡故障检测电路(5)中的三极管V₂₇的集电极输出的三相不平衡信号接在反相器G₁的输入端及门G₃的b输入端上，门G₄的b输入端与欠压和初加电信号产生电路(15)中的反相器G₁₄的输入端相连，G₂的输出端与G₁₆的b输入端相连，从负荷状态信号产生及指示电路(4)中的电阻R₃₁和R₄₃之间输出的短路信号接到门G₁₆的a输入端上，G₁₆的输出端接到抢答器式记忆电路(12)中的集成RS触发器中F₆的输入端上，G₄的输出端与停机信号产生电路(9)中的门G₁₉的a输入端相连，门G₃的输出端接到抢答器式记忆电路(12)中的集成RS触发器中F₇的输入端上，G₂、G₃、G₄供电脚分别与温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃的输出端以及三极管V₇₄的发射极连接。

在图3所示的电路中：G₂、G₃、G₄为或门，G₁₆为与门，G₂、G₃、G₄取自同一CMOS或门芯片。图4所示的电路中：G₂、G₃、G₄是与门，G₁₆是或门，G₂、G₃、G₄取自同一CMOS与门芯片。

接触器控制电路(11)主要由门G₂₁，三极管V₅₉、V₆₉，维持继电器J₁、启动继电器J₂，高压整流桥堆DL₂和降压电容C₂₈等组成。

在所述的接触器控制电路(11)上，门G₂₁的a输入端与LED显示矩阵门(13)中的发光二极管V₅₁、V₅₂、V₅₃、V₅₄、V₅₅的一端相连并与停机信号产生电路(9)中的门G₂₂的b输入端连接，G₂₁的b输入端与G₂₂的输出端相连，欠压和初加电信号产生电路(15)中的单稳态触发器F₁₀的输出端输出的初加电宽脉冲接在G₂₁的c输入端上，G₂₁的输出端与电阻R₂的一端相连并与电阻R₇₅的一端连接，R₇₅的另一端接在三极管V₅₉的基极上，R₂的另一端与负荷状态信号产生及指示电路(4)中的三极管V₁的基极相连，V₅₉的集电极与三极管V₆₉的发射极及继电器J₁的吸引线圈的一端相连，并与负荷状态信号产生及指示电路(4)中的集成运算放大器A₁、A₂的电源端连接，V₅₉的发射极与温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃的一输出端相连，启动及复位脉冲产生电路(6)中的单稳态触发器F₁的输出端输出的启动脉冲经电阻R₈₀接到V₆₉的基极上，V₆₉的集电极与继电器J₂的吸引线圈的一端相连，继电器J₁的吸引线圈的另一端与继电器J₂的吸引线圈的另一端相连并与桥堆DL₃的另一输出端连接，交流电源的一端经过开关K₃接到桥堆DL₂的一输入端上，交流电源的另一端与熔断器FU₁的一端相连，FU₁的另一端与电容C₂₈的一端相连并经继电器J₂的常开触点组与电阻R₉₁的一端连接，R₉₁的另一端与C₂₈的另一端相连并与桥堆DL₂的另一输入端连接，DL₂的一输出端与交流接触器KM的吸引线圈的一端相连，DL₂的另一输出端经继电器J₁的常开触点组与接触器KM的吸引线圈的另一端连接，电阻R₉₅与电容C₃₀串联后并联在接触器KM的吸引线圈上。

在图3所示的电路中，G₂₁是与非门，V₅₉和V₆₉采用PNP型三极管，V₅₉的发射极接到DL₃的正输出端上，当F₁输出负极性的启动脉冲且V₅₉饱合时，J₂吸合；J₁、J₂的吸引线圈的另一端连在DL₃的负输出端上；在停止状态，LED与门输出低电平。图4所示的电路中，V₅₉、V₆₉采用NPN型三极管，G₂₁是或非门，G₂₁输出高电平时V₅₉饱合；当F₁输出正极性的启动脉冲且V₅₉饱合时，J₂吸合；J₁、J₂吸引线圈的一端接DL₃的正输出端；在停止状态，LED或门输出高电平。

负荷状态信号产生及指示电路(4)主要由二极管V₅、V₈、V₁₁和电容C₇组成的三相半波整流滤波电路，电阻R₁₀、电位器W₃、W₄组成的可调负载电路，R₄、R₁₁、R₃₁、R₄₃以及三极管V₁、二极管V₂组成电平转移电路，A₁、A₂组成的双差分电压比较器和由双色发光二极管DL₁构成的负荷指示电路组成。

在所述的负荷状态信号产生及指示电路(4)上，电流互感器TA₁、TA₂和TA₃首端分别与二极管V₅、V₈、V₁₁的一端相连，V₅、V₈、V₁₁的另一端连在一起与电容C₇的一端相连并与电阻R₁₀及电阻R₄的一端连接，R₁₀的另一端与电位器W₄的一端连接，R₄的另一端与电阻R₁₁的一端相连并与二极管V₂的一端连接，V₂的另一端与三极管V₁的集电极连接，R₁₁的另一端与电阻R₃₁的一端相连并与集成运算放大器A₁及集成运算放大器A₂的一输入端连接，电阻R₃₁和电阻R₄₃之间输出的短路信号接到延时控制逻辑电路(8)中的G₁₆的a输入端上，A₁及A₂的另一输入端与电阻R₂₅一端相连并与电阻R₁的一端连接，R₂₅的另一端及电阻R₄₃的另一端接到温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃的一输出端上，R₁的另一端接地，A₁及A₂的输出端分别与双色发光二极管DL₁的两个正极相连，DL₁的负极经电阻R₃接地，V₁的基极与电阻R₂的一端连接，电位器W₄、W₃的其余两端连在一起，R₂的另一端接到接触器控制电路(11)中的门G₂₁的输出端上，V₁的发射极及C₇的另一端接地。

在图3所示的电路中，TA₁、TA₂、TA₃的首端分别与二极管V₅、V₈、V₁₁的负极连接，V₁是NPN型三极管，V₂的负极与V₁的集电极连接，A₁的同相输入端与A₂的反相输入端接P点，A₁的反相输入端和A₂同相输入端接S点。当V_P＜V_S时，A₂输出高电平，驱动DL₁中的红色发光二极管发光，指示出现过流。当V_P＞V_S时为轻载，A₁输出高电平，DL₁中的绿色发光二极管导通指示轻载。

在图4所示的电路中，TA₁、TA₂、TA₃的首端分别与V₅、V₈、V₁₁的正极连接，V₁是PNP型三极管，V₂的正极与V₁的集电极连接，A₁的同相输入端与A₂的反相输入端接S点，A₁的反相输入端和A₂同相输入端接P点。当V_P＜V_S时，A₁输出高电平，DL₁中的绿色发光二极管导通指示轻载，当V_P＞V_S时，A₁输出低电平，DL₁中的红色发光二极管导通指示过流。

断相及三相不平衡故障检测电路(5)主要由二极管V₁₅、V₁₈、V₂₁、C₈组成的三相半波整流滤波电路；V₃和C₁、V₆和C₃、V₉和C₅组成三组单相整流滤波电路；三极管V₁₆、V₁₉、V₂₂、V₂₇构成的电压比较合成门电路组成。

在所述的断相及三相不平衡故障检测电路(5)上，电流互感器TA₁的首端经二极管V₃与电容C₁的一端相连并与门G₁₁的a输入端及电阻R₁₈的一端连接，电流互感器TA₂的首端经二极管V₆与电容C₃的一端相连并与门G₁₁的b输入端及电阻R₂₀的一端连接，电流互感器TA₃的首端经二极管V₉与电容C₅的一端相连并与门G₁₁的c输入端及电阻R₂₂的一端连接，门G₁₁的输出端输出的断相信号接到抢答器式记忆电路(12)中门G₁₇的a输入端上，C₁、C₃、C₅的另一端接地，电阻R₁₂与C₁并联，电阻R₁₃与C₃并联，电阻R₁₄与C₅并联，R₁₈的另一端接到三极管V₁₆的基极上，R₂₀的另一端接到三极管V₁₉的基极上，R₂₂的另一端接到三极管V₂₂的基极上，TA₁的首端还与二极管V₁₅一端相连，TA₂的首端还与二极管V₁₈一端相连，TA₃的首端还与二极管V₂₁的一端相连，V₁₅、V₁₈、V₂₁的另一端连在一起并与电容C₈的一端及电阻R₂₇一端连接，R₂₇的另一端与电阻R₂₈的一端相连并与三极管V₁₆、V₁₉、V₂₂的发射极连接，R₂₈的另一端与发光二极管V₂₆的一端相连，C₈另一端与V₂₆的另一端相连并接地，V₁₆、V₁₉、V₂₂的集电极连在一起并与电阻R₃₀的一端连接，R₃₀的另一端接到三极管V₂₇的基极上，V₂₇的发射极接地，V₂₇的集电极与发光二极管V₂₈的一端连接，V₂₈的另一端与电阻R₄₈的一端连接，R₄₈的另一端接到温敏稳压电源(14)中的DL₃一输出端上，V₂₇的集电极输出的三相不平衡信号接到延时控制逻辑(8)中的反相器G₁的输入端及门G₃的b输入端上。

电阻R₁₈的阻值比电阻R₁₂的阻值大的多，电阻R₂₀的阻值比电阻R₁₃的阻值大的多，电阻R₂₂的阻值比电阻R₁₄的阻值大的多，其目的是防止出现缺相时，由于三极管V₁₆、V₁₉、V₂₂当中有一只的发射结导通，使得G₁₁的相应输入脚的电位超过其阈值电平。在图3所示的电路中：V₃和C₁、V₆和C₃、V₉和C₅组成三组正输出的单相半波整流滤波电路，二极管V₁₅、V₁₈、V₂₁和电容C₈组成正输出的三相半波整流滤波电路，V₁₆、V₁₉、V₂₂选用PNP型晶体三极管，V₂₇选用NPN型晶体三极管，G₁₁是与非门。在图4所示电路中：V₃和C₁、V₆和C₃、V₉和C₅组成三组负输出的单相整流滤波电路，二极管V₁₅、V₁₈、V₂₁和电容C₈组成负输出的三相半波整流滤波电路，三极管V₁₆、V₁₉、V₂₂选用NPN型晶体三极管，V₂₇选用PNP型晶体三极管，G₁₁是或非门。

模式选择及报警电路(10)主要由单稳态触发器F₂、F₃、F₅，门G₁₂、G₁₃、G₁₅，控制按钮SB₁、SB₂，模式选择开关K₂，控制开关K₁等组成。K₂是拨动式双刀双掷开关，K₁是双刀双掷钮子开关。

在所述的模式选择及报警电路(10)上，双刀双掷开关K_2-2的一静触点与门G₁₂的输出端连接，K_2-2的另一静触点与其动触点短接并与启动按钮SB₂的一端及外接控制端口CN₁中的端口②连接，双刀双掷开关K_2-1的一静触点与双刀双掷开关K_1-1的动触点相连，K_2-1的动触点接地，K_2-1的另一静触点与门G₁₅的d输入端相连并与停止按钮SB₁的一端及启动按钮SB₂的另一端连接，K_1-1的一静触点与单稳态触发器F₃的输入端相连，K_1-1的另一静触点与SB₁的另一端相连并与停机信号产生电路(9)中的门G₁₉的d输入端连接，G₁₂的a输入端与单稳态触发器F₃的输出端相连，G₁₂的b输入端与单稳态触发器F₂的输出端相连，F₂的输入端与双刀双掷开关K_1-2的一静触点相连并与门G₁₅的a输入端连接，G₁₅的b输入端与F₅的输入端相连并与欠压和初加电信号产生电路(4)中的电阻R₁₀₀的一端连接，G₁₅的c输入端与接触器控制电路(11)中的门G₂₁的输出端相连，G₁₅的输出端与蜂鸣器DY的一端相连，DY的另一端与温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃输出端连接，K_1-2的动触点与单稳态触发器F₅的输出端相连。

在图3所示的电路中，F₂、F₃均在输入脉冲的下降沿触发，输出负脉冲；F₅为输入脉冲的下降沿触发，输出正脉冲；G₁₅为与非门，蜂鸣器DY与桥堆DL₃的正输出端连接。在图4所示的电路中：F₂、F₃均在输入脉冲的上升沿触发，输出正脉冲；F₅为输入脉冲的上升沿触发，输出负脉冲；G₁₅乃或非门，蜂鸣器DY与桥堆DL₃的负输出端连接。图3中，G₁₂为与门、G₁₃为或非门，图4中，G₁₂为或门、G₁₃为与非门。

欠压和初加电信号产生电路(15)主要由单稳态触发器F₁₀、F₁₁，集成运算放大器A₁₄构成的电压比较器及反相器G₁₄等组成。

在所述的欠压和初加电信号产生电路(15)上，单稳态触发器F₁₀与单稳态触发器F₁₁的输入端相连并与温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃的输出端连接，F₁₀输出的初加电宽脉冲接到接触器控制电路(11)中的门G₂₁的c输入端及停机信号产生电路(9)中的门G₁₉的c输入端上，F₁₁的输出端输出的初加电窄脉冲接到启动及复位脉冲产生电路(6)中的门G₂₀的b输入端上，集成运算放大器A₁₄的一输入端与电位器W₅的动臂连接，W₅的一定臂经电阻R₈₉接至温敏稳压电源(14)中的DL₃的一输出端上，W₅的另一定臂经电阻R₉₀接到温敏稳压电源(14)中的DL₃的另一输出端上，A₁₄的另一输入端与A₁₂的同相输入端相连并与温敏稳压电源(14)中的稳压二极管V_Z2的一端连接，A₁₄的输出端与电阻R₁₀₀的一端相连，G₁₄的输入端分别与R₁₀₀的另一端、二极管V₇₇的一端、延时控制逻辑电路(8)中门G₄的b输入端、停机信号产生电路(9)中的门G₂₂的a输入端、模式选择及报警电路(10)中的单稳态触发器F₅的输入端及门G₁₅的b输入端连接，G₁₄的输出端与延时控制逻辑(8)中的门G₂的b输入端相连并与启动及复位脉冲产生电路(6)中的门G₁₃的a输入端连接，V₇₇的另一端接地。

在图3所示电路中，A₁₄输出低电平有效的欠压信号，G₁₄输出高电平的欠压信号，F₁₀在输入脉冲的上升沿触发，输出宽度较宽的负脉冲，F₁₁在输入脉冲的上升沿触发，输出宽度较窄的正极性脉冲，R₈₉与DL₃的正输出端相连，R₉₀与DL₃的负输出端相连。在图4所示的电路中，A₁₄输出高电平有效的欠压信号，G₁₄输出高电平的欠压信号，F₁₀在输入脉冲的下降沿触发，输出宽度较宽的正极性脉冲，F₁₁在输入脉冲的下降沿触发，输出宽度较窄的负脉冲，R₈₉与DL₃的负输出端相连，R₉₀与DL₃的正输出端相连。

温敏稳压电源(14)主要由A₁₂与V₇₃组成的主稳压电源和A₁₃与V₇₄组成的副稳压电源组成。

在所述的温敏稳压电源(14)上，三极管V₇₄的基极与电阻R₉₃的一端相连并与二极管V₇₆的一端连接，R₉₃的另一端与集成运算放大器A₁₃的输出端相连，V₇₆的另一端与三极管V₇₃的基极相连并与集成运算放大器A₁₂的输出端连接，V₇₄的发射极输出电压V_OT到延时控制逻辑电路(8)中的门G₂、G₃、G₄的供电脚上，集成运算放大器A₁₃的同相输入端与电阻R₉₄及电阻R₉₂的一端连接，R₉₂的另一端与二极管V₇₂一端相连并与电阻R₈₈的一端连接，R₉₄的另一端与A₁₂的同相输入端及稳压二极管V_Z2的一端相连并与二极管V₇₀的一端连接，R₈₈的另一端接地，V₇₂的另一端与二极管V₇₁的一端相连、V₇₁的另一端与二极管V₇₀的另一端相连，A₁₃的反相输入端与电阻R₉₈及电阻R₉₉的一端连接，R₉₉的另一端与V₇₄的发射极相连，A₁₂的反相输入端与电位器W₆的两端相连并与电阻R₉₇的一端连接，R₉₇的另一端与三极管V₇₃的发射极相连并接地，W₆的另一端与电阻R₉₆的一端连接，V_Z2的另一端与R₉₆、R₉₈的另一端相连并与桥堆DL₃的输出端连接，三极管V₇₃的集电极与三极管V₇₄的集电极相连并与桥堆DL₃的另一输出端相连接。

在图3所示电路中，V₇₃和V₇₄是PNP型三极管，主、副两路稳压电源的正输出端接到DL₃的正输出端上，V₇₀的正极与V_Z2的正极连接，V₇₆的负极与V₇₄的基极连接，V₇₆的正极与V₇₃的基极连接。在图4所示的电路中，V₇₃和V₇₄采用NPN型三极管，V₇₆的正极与V₇₄的基极连接，V₇₆的负极与V₇₃的基极连接，两路稳压电源负极接DL₃的负输出端，V₇₀的负极V_Z2的负极连接。

停机信号产生电路(9)主要由门G₁₉及门G₂₂等组成。

在所述的停机信号产生电路(9)上，门G₁₉的a输入端与延时控制逻辑电路(8)中门G₄的输出端相连，G₁₉的d输入端与停止按钮SB₁一端相连并与外接控制端口CN₁的停机信号输入端③连接，G₁₉的c输入端与欠压和初加电信号产生电路(15)中的单稳态触发器F₁₀输出端连接，G₁₉的b输入端与门G₂₂的输出端相连并与接触器控制电路(11)中的门G₂₁的b输入端连接，G₂₂的a输入端与欠压和初加电信号产生电路(15)中的电阻R₁₀₀的一端相连，G₁₉的e输入端与LED显示矩阵门(13)中的发光二极管V₅₅的一端相连并与常闭按钮SB₃的一端连接，G₁₉的输出端与抢答器式记忆电路(12)中的门G₁₈的b输入端相连。

图3示的电路中，G₁₉是与门，G₂₂是或门，F₆、F₇、F₈、F₉均为与非型RS触发器。图4所示的电路中G₁₉是或门，G₂₂是与门，F₆、F₇、F₈、F₉均为或非型RS触发器。

抢答器式记忆电路(12)主要由RS触发器F₆、F₇、F₈、F₉、晶闸管V₄₅、门G₁₇、G₁₈等组成。

在所述的抢答器式记忆电路(12)上，集成RS触发器中的F₆的输入端与延时控制逻辑电路(8)中的门G₁₆的输出端相连，F₆的输出端与LED显示矩阵门(13)中的发光二极管V₅₁的一端相连，集成RS触发器中的F₇的输入端与延时控制逻辑电路(8)中的门G₃的输出端相连，F₇的输出端与LED显示矩阵门(13)中的发光二极管V₅₂的一端相连，集成RS触发器中的F₈的输入端与门G₁₇的输出端连接，G₁₇的b输入端接到接触器控制电路(11)中的三极管V₅₉的集电极上，F₇的输出端与LED显示矩阵门(13)中的发光二极管V₅₃的一端相连，断相及三相不平衡故障检测电路(5)中的门G₁₁的输出端输出的断相信号接到G₁₇的a输入端上，集成RS触发器中的F₉的输入端与门G₁₈的输出端相连，G₁₈的a输入端与启动及复位脉冲产生电路(6)中的门G₁₃的输出端相连，F₉的输出端与LED显示矩阵门(13)中的发光二极管V₅₄的一端相连，G₁₈的b输入端与停机信号产生电路(9)中的门G₁₉的输出端相连。

该电路与一般的抢答器电路相比不够完整，主要是互锁电路进行了简化，只设置了G₁₇。图3所示的电路中G₁₇是与非门，图4所示的电路中G₁₇是或非门，这是由本发明之控制保护器的工作特点决定的。图3中的G₁₈为或门，图4中的G₁₈为与门。该电路还可以选用各种形式的触发器组成，如RS、D、T、JK等各种触发器或者锁存器和随即读写存储器RAM，或者使用由晶闸管、晶体管组成抢答器式的电路实现。

LED显示矩阵门(13)主要由发光二极管V₅₁、V₅₂、V₅₃、V₅₄、V₅₅和电阻R₇₄组成。

在所述的LED显示矩阵门(13)上，发光二极管V₅₁、V₅₂、V₅₃、V₅₄的一端分别与抢答器式记忆电路(12)中的集成RS触发器中的F₆、F₇、F₈、F₉输出端连接，V₅₅的一端与按钮SB₃的一端相连，V₅₁、V₅₂、V₅₃、V₅₄、V₅₅的另一端连在一起后与电阻R₇₄及电容C₁₃相连并与接触器控制电路(11)中的门G₂₁的a输入端及停机信号产生电路(9)中的门G₂₂的b输入端连接。

在图3所示的电路中，发光二极管V₅₁、V₅₂、V₅₃、V₅₄的负极分别和F₆、F₇、F₈、F₉的输出端连接，V₅₅的负极与SB₃的一端连接，V₅₁、V₅₂、V₅₃、V₅₄、V₅₅的正极连在一起与R₇₄组成LED与门电路。图4所示的电路中，发光二极管V₅₁、V₅₂、V₅₃、V₅₄的正极分别与F₆、F₇、F₈、F₉的输出端相连，V₅₅的正极与SB₃的一端连接，V₅₁、V₅₂、V₅₃、V₅₄、V₅₅的负极连在一起后和R₇₄组成LED或门电路。

下面以图3所示的电路为例说明本发明之电动机控制保护器的工作原理。

本发明之电动机控制保护器的两种工作模式，由功能开关K₂控制。当功能开关K₂置于按钮控制模式(动触点与静触点1接通)时，使用按钮进行控制，具有失压保护功能。当功能开关K₂置于钮子开关控制模式时(动触点与静触点2接通)，使用钮子开关K₁进行控制，没有失压保护作用。当K₂置于如图所示的位置时，本发明之电动机控制保护器处于按钮控制模式。

下面首先介绍按钮控制模式下的工作情况。

在正常的停机状态下，集成RS触发器F₉的输出端输出低电平，使得LED显示矩阵门电路(12)中的发光二极管V₅₄导通发光，指示正常的停机状态。LED显示矩阵门电路输出低电平，门G₂₁输出高电平，迫使PNP型三极管V₅₉截止，维持继电器J₁处于释放状态。

启动：在停机状态、市电电压基本正常的情况下，门G₁₃的a输入端为低电平。如按下启动按钮SB₂，G₁₃的b输入端为低电平，于是G₁₃输出高电平加到单稳态触发器F₄的输入端上，F₄受触发输出一个窄正脉冲(复位脉冲)加到门G₂₀的a输入端上，G₂₀输出负脉冲加到集成RS触发器的各置1端，使得集成RS触发器中的各触发器均置1，LED显示矩阵门电路中的发光二极管V₅₁～V₅₄熄灭。LED显示矩阵门电路输出高电平，使得门G₂₁输出低电平，V₅₉饱合，驱动维持继电器J₁吸合，并且置V₆₉的发射极为高电平。单稳态触发器F₁受G₁₃输出的高电平(启动信号)的触发，输出输出宽度100mS左右的负启动脉冲，经R₈₀加到V₆₉的基极上。V₆₉将启动脉冲放大后加到启动继电器J₂上，启动继电器J₂吸合，使得降压电容C₂₈被电阻R₉₁短路。维持继电器J₁吸合后，交流接触器吸合，电动机启动。此后，电流互感器TA₁、TA₂、TA₃的次级输出交流电压，经过三极管V₁₅、V₁₈、V₂₁三相半波整流，并经C₈滤波后，再经R₂₇、R₂₈给发光二极管V₂₆提供正向电流。V₂₆导通发光，一方面用做电动机的运行指示之用，另一方面还可通过亮度的变化指示电动机工作电流的大小。如果没有接入电动机，V₂₆将不发光，以提醒用户注意。两个继电器同时吸合时，市电经过整流后产生的较高的直流电压加到交流接触器的吸引线圈上，使其迅速吸合。启动脉冲过后，启动继电器J₂释放，降压电容C₂₈接入，仅给交流接触器提供10V左右的直流维持电压，限制并降低了交流接触器的维持电流，实现了交流接触器的节能无声运行。电路中R₉₁的作用主要是防止J₂闭合时，C₂₈经过J₂的触点放电而造成J₂触点的烧蚀，而且具有对吸引线圈的保护作用。

按下启动按钮SB₂时，G₁₃输出的高电平还加到或门G₁₈的a输入端，一是可以防止启动时G₁₁输出缺相信号而导致F₉置0；二是防止两继电器同时吸合，导致温敏稳压电源输出的直流电压的降落而造成欠压保护的错误动作；三是用于实现点动控制。如果先按下停止按钮，然后按住启动按钮，G₁₃输出的高电平可以阻止停机信号加到F₉的置0端，因此可以启动。当按住停机按钮不放而松开启动按钮后，停机信号立即加到F₉的置0端，交流接触器释放，从而实现了点动控制。

失压保护：初加电时，单稳态触发器F₁₀输出宽度2秒左右的负脉冲加到门G₁₉的c输入端产生自动停机信号，并加到门G₂₁的c输入端以防止出现交流接触器误动。G₁₉输出的自动停机信号经门G₁₈加到RS触发器F₉的置0端；同时单稳态触发器F₁₁产生正脉冲(复位脉冲)加到G₂₀的b输入端，G₂₀输出宽度数mS的负脉冲加到F₆、F₇、F₈、F₉的置1端；这样使得F₉置0，F₆、F₇、F₈置1，G₂₁输出低电平，使得J₁处于释放状态，V₅₄导通指示处于正常的待机状态，从而实现了失压保护。

欠压保护：市电电压正常时，集成运算放大器A₁₄的反相输入端电位低于其同相输入端，因此A₁₄输出高电平，门G₂₂输出高电平，打开了门G₁₉，并迫使G₁₄输出低电平打开了G₂门。当市电电压下降时，A₁₄的反相输入端的电位随之上升，当上升到超过其同相输入端电位时，A₁₄输出低电平，使得G₁₄输出高电平，驱动发光二极管V₆₀导通发光指示出现欠压。如电动机处于运行状态，G₂₂的b输入端输入高电平，因而G₂₂输出高电平，打开了门G₁₉和门G₂₁。如果欠压没有导致过流，G₂、G₃、G₄的a输入端维持高电平输出，电动机继续运转。如果电动机出现了过流，P点电位下降，电源经R_n给电容C₁₁充电，排电阻R_n中串入的电阻个数可根据P点电位自动调整，随着C₁₁的充电，Q点电位逐渐由高电平下降为低电平。当Q点的电位下降到接近CMOS集成门电路的电源电压的一半时，CMOS集成门电路进入放大状态，LED显示矩阵门输出电位下降，通过R₅₆与C₁₃串联形成的RC电路引入了适量的正反馈，反馈到Q点，使之迅速降为低电平，电阻R₅₅起隔离作用。由于欠压信号经过G₁₄倒相，使得或门G₂的b输入端维持高电平，因此封锁了门G₂，但是低电平的欠压信号也加到门G₄的b输入端上。当门G₄的a输入端电位下降到其阈值电平以下时，G₄输出低电平加到门G₁₉的a输入端，G₁₉输出低电平加到门G₁₈的b输入端，G₁₈的a输入端在运行状态下为低电平，因而G₁₈输出低电平加到F₉上，使其置0。于是，LED显示矩阵门输出低电平，使得维持继电器J₁释放，从而实现了欠压保护。V₅₉的集电极输出的低电平加到门G₁₇的b输入端，封锁了G₁₇，可以防止停机后G₁₁输出高电平导致F₈置0，而出现错误的断相指示。调节W₅，可以实现欠压保护的电压整定。

在停止状态，LED显示矩阵门输出低电平。如电源出现欠压，欠压和初加电信号产生电路中的电压比较器A₁₄的反相输入端电位高于其同相输入端，因而输出低电平有效的欠压信号，通过G₁₄倒相后驱动发光二极管V₆₀导通，指示出现欠压。由于G₁₄输出高电平，因而封锁了门G₁₃，而且两低电平信号加到门G₂₂的a、b输入端上，G₂₂输出低电平，封锁了门G₁₉、G₂₁。因此，即使按下启动按钮，也没有复位脉冲产生，门G₂₁仍然输出高电平，V₅₉截止，使得维持继电器不能够吸合，交流接触器吸引线圈得不到供电，电动机不能启动。

过流保护：由V₅、V₈、V₁₁、C₇组成负极性输出的三相半波整流滤波电路的输出电压V_N与电动机的工作电流成正比(因为R₁₀与W₃、W₄串联，阻值较小)。整定完成后，V_N基本上和整定电流与电动机实际工作电流的比值成正比，从而保证该电路在整定电流不同的情况下，具有相同的延时特性。在电动机满载运行时，P点的电位等于Q点的电位。如果在电动机的运行过程中出现了过流，电容C₇两端的电压增大，N点电位出现较大的降落，导致P点的电位低于Q点电位，电容C₁₁经过R_n充电，使得Q点的电位下降，当下降到门G₂的阈值电平(0.5V_DD)时，在三相电流基本对称和电源没有欠压的情况下，门G₂的a、b、c端均为低电平，G₂输出低电平，于是G₁₆输出低电平，F₆置0。G₃、G₄的b端均为高电平，F₇、F₈、F₉都输出维持不变的高电平。LED显示矩阵门电路中的发光二极管V₅₁导通发光，指示出现过流，维持继电器J₁释放，实现了过流自动保护。G₂₁输出的高电平封锁了G₁₇，防止出现错误的断相指示。

短路保护：如果在启动或者运行的过程中出现了短路故障，P点电位低于8倍整定电流对应的电位，通过合理地选择电阻R₃₁和R₄₉的阻值，使得M点的电位也低于门G₁₆的阈值电平，因而输出低电平，于是F₆置0。LED显示矩阵门电路中的发光二极管V₅₁导通，维持继电器释放，实现了短路自动保护。V₅₉集电极输出的低电平封锁了G₁₇，防止出现错误的断相指示。

断相保护：在电动机的运行状态，G₁₇的b输入端为高电平。出现断相故障时(如U相断相)，则门G₁₁的a输入端出现低电平，G₁₁输出高电平加到门G₁₇的a输入端，使得G₁₇输出低电平将F₈置0，与F₈的输出端连接的发光二极管V₅₃导通发光，指示出现断相。G₂₁输出高电平，V₅₉截止，维持继电器J₁释放，实现了断相故障的记忆显示和自动保护。

三相不平衡保护：在电动机的运行过程中出现三相电流不平衡时，譬如U相电流偏小，将导致三极管V₁₆的基极电位低于其发射极电位，V₁₆导通使三极管V₂₇饱合。于是V₂₇的集电极输出低电平的三相不平衡信号，发光二极管V₂₈导通指示出现三相不平衡。改变分压电阻R₂₇、R₂₈的分压比，就可以改变三相不平衡保护的设定值。V₂₇的集电极输出的低电平有效的三相不平衡信号加到了门G₃的b输入端，打开了门G₃，经过G₁倒相后加到G₂的c输入端，封锁了门G₂。如果电动机没有出现过流，则Q点始终维持高电平，电动机可以继续运行。如果在三相不平衡的情况下，电动机出现了过流，R_n阻值根据过流程度变化，选择合适的延时时间常数，经过一段时间后，Q点变为低电平，G₃门输出低电平的三相不平衡信号加到F₇的置0端使其置0，发光二极管V₅₂导通，V₅₉截止，J₁释放，实现三相不平衡记忆显示和停机保护。

漏电保护：在外接控制端口CN₁的⑤脚和晶闸管V₄₅门极之间接入漏电检测电路，晶闸管V₄₅的门极与漏电检测电路的输出端连接，漏电检测可以采用剩余电流检测方法，也可以采用零序电压检测法。如果出现漏电，V₄₅受触发而导通，晶闸管V₄₅的阳极输出的高电平变为低电平后加到G₁₈的e输入端，自动产生停机信号，发光二极管V₅₄、V₅₅都导通发光，指示漏电。一旦漏电保护电路动作后，按下启动按钮SB₂则不能启动。如要重新启动，需要按一下常闭按钮SB₃，使得V₄₅恢复关断后，方可启动。

指令停机：在电动机的运行过程中按下停止按钮SB₁，G₁₉的d输入端输入低电平，G₁₉输出低电平，使得G₁₈输出低电平加到F₉的置0端，F₉的输出端输出低电平，驱动发光二极管V₅₄发光，V₅₉截止使得J₁释放，从而实现了停机。

整定值自动调整：环境温度35℃时，通过调节W₆使得两路稳压电源的输出电压相等，G₂、G₃、G₄的阈值电平等于S点的电位。如果环境温度低于35℃，二极管V₇₂、V₇₁、V₇₀的正向压降大于35℃时的数值，三极管V₇₄的发射极电位低于V₇₃的发射极电位，G₂、G₃、G₄的供电电压也大于35℃时的数值，其阈值电平低降低，过流时的充电时间比35℃时长，达到了增额使用的目的。当温度下降到一定程度时，二极管V₇₆导通，限制了V₇₄的发射极电位的继续下降，使得增额幅度不大于20％。当环境温度高于35℃时，二极管V₇₀、V₇₁、V₇₂的正向压降减小，V₇₄的发射极电位高于V₇₃的发射极电位，G₂、G₃、G₄的供电电压减小，其阈值电平升高，达到了降额使用的目的。R_t选用的是临界型热敏电阻，当环境温度高于45℃时，阻值急剧减小，加快了V₇₄的发射极电位的上升速度，使得降额幅度增大。当环境温度高于45℃，降额幅度为1％以上。

负荷状态显示：在负荷状态信号产生及指示电路(4)中选取电阻R₂₅与R₁的阻值，使得P点电位V_P＝V_S＝0.525V_C(DL₃的正极对地电压)。当P点电位等于S点电位时，A₂与A₁输出电位相等，DL₁中的两只发光二极管都导通，发出黄色光，指示满载。当出现过流时，P点电位低于S点，A₂的输出电位高于A₁的输出电位，DL₁中红色的发光二极管导通，指示出现过流。轻载时，P点电位高于S点，A₂的输出电位低于A₁的输出电位，DL₁中绿色的发光二极管导通，指示出现轻载。

下面介绍钮子开关控制模式下的工作情况。

如果将K₂置于其动触点与静触点2接通的位置，本发明之电动机控制保护器处于钮子开关控制模式，该模式主要用于希望来电自动启动的场合。

当控制开关K₁由停止状态拨置运行状态时(动触点由与静触点1接通变为与静触点2接通)，单稳态触发器F₃的输入端电位发生由高到低的变化，F₃输出负脉冲经G₁₂、K_2-2加到G₁₃的输入端。在电源电压基本正常的情况下，由G₁₃输出的正脉冲一路加到G₁₈的a输入端，另一路触发F₄产生复位脉冲，F₄输出的复位脉冲经门G₂₀加到F₆、F₇、F₈、F₉的置1端，将其置1，这样使得G₂₁输出低电平，三极管V₅₉饱和，维持继电器J₁吸合；F₁也受G₁₃的触发，输出的启动脉冲经V₆₉放大后控制J₂短暂吸合，实现了交流接触器的高压吸合、低压维持。如果电源出现欠压，G₁₃的a输入端输入高电平，电路不会立即启动，等待电源电压恢复正常后会立即报警，然后延时自动启动。

如果在运行状态发生掉电，当供电恢复后，电路首先自动进入待机状态(工作原理与按钮模式相同)，A₁₄输出端电位发生由低到高的变化，触发单稳态触发器F₅，F₅输出宽度100S左右的正脉冲。当F₅输出高电平时，由于K_1-2接通，给G₁₅的a输入端施加高电平。在待机状态，门G₂₁输出的高电平加到G₁₅的c输入端。当发生欠压时，G₁₅的b输入端为低电平，只有在电压刚刚恢复的1～2分钟的时间里，F₅输出正脉冲，门G₁₅的四个输入端均为高电平，于是G₁₅输出低电平控制蜂鸣器DY发出声音报警，指示来电。F₅输出脉冲过后，G₁₅输出高电平，蜂鸣器DY停止报警。F₅输出正脉冲的后沿通过K_1-2触发F₂产生的负脉冲，经G₁₂、K_2-2加到G₁₃的输入端和F₁、F₄的输入端，触发F₁和F₄产生延时启动脉冲和复位脉冲，实现了电路的自动延时启动。

在电动机的运行状态下，如果将K₁扳至停止位置，K_1-2断开，G₁₅的a输入端置为低电平，报警电路不能工作；K_1-1将门G₁₉的d输入端置低电平，使得门G₁₈输出低电平，F₉置0，发光二极管V₅₄导通发光，指示停机。维持继电器J₁释放，交流接触器的吸引线圈失电。

在钮子开关控制模式下，其过载、短路、欠压、断相、三相不平衡、漏电保护与按钮控制模式相同。但是在按钮控制模式下，开关K_2-1的动触点与其静触点2接通，将G₁₅的d输入端接地，G₁₅始终输出高电平，因此来电报警和延时启动电路电路不工作，具有失压保护作用。

电阻R₉₅和电容C₃₀组成的RC电路与交流接触器的吸引线圈并联。这样，当吸引线圈掉电时，它产生的自感电动势给电容C₃₀充电，从而形成阻尼衰减振荡，消除剩磁，使得交流接触器迅速释放，克服了交流接触器有时出现按下停止按钮不立即释放的缺点。在运行中如果本发明之控制保护器内部出现故障，导致停止按钮不起作用，可以断开钮子开关K₃实施强停。

使用外接控制端口CN₁进行控制时，应将K₂置于按钮控制模式。CN₁的①脚为外接控制电源正极输出，电阻R₅₉用于防止输出短路。④脚为接地端。在③与①之间接入停止按钮，在②与①之间接入启动按钮，可以实现两地控制。外接扩充功能盒，接在CN₁端口上。

图4所示电路的工作原理与图3相似。

下面说明图5所示电路的工作原理。

图5所示电路与图3所示电路具有对应关系。图3电路中的F₁由图5电路中的电容C₂₀、电阻R₇₉和施密特反相器G₈构成。图3电路中的F₂由图5电路中的电阻R₈₃、电容C₂₃等组成。图3电路中的F₃由图5电路中的电阻R₇₀、R₇₁、电容C₁₆等组成。图3电路中的F₁₁由图5电路中的电容C₁₄、电阻R₆₁构成。C₁₄、R₆₁配合G₆产生初加电窄负脉冲。图3电路中的F₁₀由图5电路中的电容C₁₅、电阻R₆₂和施密特反相器G₅构成。图3电路中的门G₁₂由图5电路中的二极管V₆₂、V₄₉等组成。图3电路中的门G₁₃由图5电路中的二极管V₆₅、电阻R₇₂、R₇₈和施密特反相器G₇组成。图3电路中的反相器G₁₄由图5电路中的三极管V₆₆、电阻R₈₂、R₇₆、R₅₇和发光二极管V₆₀等组成。图3电路中的门G₂₀由图5电路中的二极管V₃₉、V₄₇电阻R₆₈及施密特反相器G₆组成。图3电路中的门G₁₅由图5电路中的电阻R₈₁、二极管V₅₀、V₅₈、V₇₅及三极管V₆₄等组成。图3电路中的门G₁₆由图5电路中的电阻R₆₃及二极管V₃₇组成。图3电路中的门G₁₈由图5电路中的二极管V₄₈和电阻R₆₄组成。图3电路中的门G₁₉由图5电路中的二极管V₃₈、V₄₀、V₄₄、V₅₆和电阻R₆₅组成。图3电路中的门G₂₂由图5电路中的二极管V₄₃、V₄₆电阻R₆₉以及集成运算放大器A₁₀等组成。图3电路中的门G₂₁由图5电路中的电阻R₇₄、二极管V₄₁、V₅₇及反相器G₉等组成。在图5电路中，三极管V₁₂与电阻R₇、R₁₉组成一反相器，三极管V₁₃与电阻R₈、R₂₁组成一反相器，三极管V₁₄与电阻R₉、R₂₃组成一反相器，二极管V₁₇、V₂₀、V₂₃与电阻R₂₉、R₄₁等组成或门电路，组合起来相当一个与非门(由摩根定律得Y＝ A+ B+ C＝ ABC)，与图3电路中的门G₁₁的作用、功能相同。图5电路中的三极管V₂₉、V₃₀及电阻R₅₀、R₅₈等构成与非门电路，与图3电路中的门G₁₇的作用、功能相同。图3电路中的半DAC电路由图5电路中的集成运算放大器A₄～A₉构成的电压比较器和由R₃₃、R₃₄、R₃₅、R₃₆、R₃₇、R₃₈、R₄₅组成的基准电压产生电路组成。图5电路中，A₄～A₉的输出端对多路模拟开关中的S₁～S₄的控制端和三极管V₃₁、V₃₂的基极进行控制，V₃₁、V₃₂起模拟开关的作用；排电阻R_n由电阻R₃₂、R₄₂、R₄₄、R₅₁、R₅₂、R₅₃、R₅₄串联构成，R₃₂、R₄₂、R₄₄、R₅₁分别与模拟开关S₁、S₂、S₃、S₄并联，R₅₂、R₅₃分别接在V₃₁、V₃₂的集电极与发射极之间。在图5所示的电路中，集成运算放大器A₃接成跟随器，目的在于提高半DAC电路的输入阻抗。发生短路时，P点的电位可能低于地电位，为此接入二极管V₂₅和电阻R₂₆，用于对A₃的输入保护。稳压二极管V_Z1的稳定电压参数选取得大一点，以保证在A₁₁输出低电平时，V_Z1不能击穿，在A₁₁输出高电平时，V_Z1能够反向击穿并使得V₆₄饱和。为了减轻G₉的负载电流，R₈₁、R₅₁的阻值较大，V₅₉、V₆₄选用高放大倍数三极管或达林顿管。主副稳压电源的输出电压选取8V左右，DL₃的输出电压正常在14V左右。半DAC电路由多级分压基准电路产生电路和多个电压比较器组成，它输出数据的表达形式为：000000、000001、000011、000111、001111、011111、111111，而且多级分压基准电路产生电路的分压比根据电动机的延时特性的要求确定。

在图5所示的电路中，集成运算放大器A₁、A₂由一片LM358集成块提供，其电源端V_CC接到三极管V₅₉的集电极上。门G₂、G₃、G₄由一片CC4075集成块提供，其V_SS电源端接到三极管V₇₄的发射极上。集成运算放大器A₃、A₄、A₅、A₆由一片LM324集成块提供，集成运算放大器A₇、A₈、A₉、A₁₀由一片LM324集成块提供。集成运算放大器A₁₁、A₁₂、A₁₃、A₁₄由一片LM324集成块提供。施密特反相器G₁、G₅、G₆、G₇、G₈、G₉由一片CC40106集成块提供。与非型RS触发器选用CC4044集成块，集成多路模拟开关选用CC4066集成块。

在图5所示的电路中，W₃是电流整定粗调旋钮，W₄电流整定细调旋钮(W₄的阻值取W₃的1/10)，W₃旋钮上绘制电流刻度。整定时，在电动机满载运行的情况下，调节W₃捕捉负荷指示的黄色发光临界点，然后通过调节W₄使得负荷指示准确显示黄色。这样可以实现准确整定。

在图5所示的电路中，在所述的可变时间常数积分电路(7)中的半ADC电路上，电阻R₂₆的一端接在负荷状态信号产生及指示电路(4)中的电阻R₁₁和电阻R₂₄之间，R₂₆的另一端与集成运算放大器A₃的同相输入端及二极管V₂₅的负极连接，V₂₅的正极接地，A₃的反相输入端与其输出端相连并与集成运算放大器A₄、A₅、A₆、A₇的反相输入端及集成运算放大器A₈、A₉的同相输入端连接，A₉的反相输入端与电阻R₃₈的一端相连并与电阻R₃₇的一端连接，A₉的输出端经过电阻R₄₇与模拟开关电路中的三极管V₃₂的基极连接，R₃₈的另一端接地，A₈的反相输入端与R₃₇的另一端相连并与电阻R₃₆的一端连接，A₈的输出端经过电阻R₄₆与模拟开关电路中的三极管V₃₁的基极连接，A₇的同相输入端与R₃₆的另一端相连并与电阻R₃₅的一端连接，A₇的输出端与模拟开关电路中的模拟开关S₄的控制端连接，A₆的同相输入端与R₃₅的另一端相连并与电阻R₃₄的一端连接，A₆的输出端与模拟开关电路中的模拟开关S₃的控制端连接，A₅的同相输入端与R₃₄的另一端相连并与电阻R₃₃的一端连接，A₅的输出端与模拟开关电路中的模拟开关S₂的控制端连接，A₄的同相输入端与R₃₃的另一端相连并与电阻R₄₅的一端连接，A₄的输出端与模拟开关电路中的模拟开关S₁的控制端连接，R₄₅的另一端接到温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃的输出端上。

在图5所示的电路中，所述的可变时间常数积分电路(7)中的多路模拟开关中的模拟开关S₁与电阻R₃₂并联，模拟开关S₂与电阻R₄₂并联，模拟开关S₃与电阻R₄₄并联，模拟开关S₄与电阻R₅₁并联，多路模拟开关中的三极管V₃₁的发射极与电阻R₅₂的一端相连，V₃₁的集电极与R₅₂的另一端连接，多路模拟开关中的三极管V₃₂的发射极与电阻R₅₃的一端相连，V₃₂的集电极与R₅₃的另一端相连并与电阻R₅₄的一端连接。

在停机状态，IC₂的输出端Q₄输出低电平，发光二极管V₅₄导通，指示处于正常的停机状态。施密特反相器G₉输入低电平，输出高电平，使得三极管V₅₉截止。维持继电器J₁处于释放状态，因此交流接触器处于释放状态。

在运行状态，集成RS触发器的所有输出端均为高电平，施密特反相器G₉输入高电平，使得三极管V₅₉饱和，V₃₀也随之饱和。维持继电器J₁处于吸合状态。

在按钮控制模式下，当开关K₂置于按钮控制模式时，K_2-1的静触点1与动触点接通，将静触点1接地，使得按钮SB₁、SB₂起控制作用，钮子开关K₁不起控制作用；K_2-2的动触点与静触点2断开。在A₁₁输出高电平期间，二极管V₅₀导通，稳压二极管V_Z1不能反向击穿，三极管V₆₄始终处于截止状态，来电报警电路不工作。

在待机状态按下启动按钮SB₂时，施密特反相器G₇的输入端变为低电平，因而输出高电平。G₇输出的高电平，一路经过电阻R₇₇给电容C₁₈充电，由此产生的正尖脉冲经二极管V₄₇加到施密特反相器G₆的输入端上，经G₆整形倒相后，输出负的复位脉冲加到集成RS触发器的置1端 上，使得各触发器均置1(因为在待机状态IC₂的

均为高电平)，IC₂的各输出端输出高电平加到G₉的输入端(在电压正常情况下，二极管V₅₇、V₄₁均截止)，G₉输出低电平，使得三极管V₅₉饱和，维持继电器J₁闭合。G₇输出的高电平的另一路经过二极管V₄₈加到IC₂的

端，一是用于防止启动时造成的电压降落而导致出现停机动作，二是用于实现点动控制。G₇输出的高电平还经过电阻R₇₉给电容C₂₀充电，在G₈的输入端形成一正脉冲，使得G₈输出负的启动脉冲。此脉冲经过电阻R₈₀加到三极管V₆₉的基极。由于V₆₉的发射极接到V₅₉的集电极上，因此只有V₅₉饱合后，V₆₉才能够导通，从而使得启动继电器J₂闭合。在启动的瞬间，两继电器都闭合，使得市电经过整流后产生的脉动直流电压全加在交流接触器的吸引线圈上，实现了高压吸合(R₉₁的阻值较小，其压降忽略)。随着C₂₀的充电，G₈的输入端的电位逐渐降低，当低于其阈值电平时，其输出变为高电平，使得V₆₉截止，启动继电器J₂释放。这时经过电容C₂₈降压后整流输出仅10V左右的直流电压加到KM的吸引线圈上。由于吸引线圈的电感储能作用，使其电流比较平滑，从而降低了噪声，减少了交流接触器的维持功率，实现了交流接触器的节能无声运行。只要合理地选择C₂₀的充电时间常数，就能使得J₂的吸合时间适当(与按动按钮的时间无关)。在初加电时，电源经C₁₇给G₇施加一正脉冲，保证G₈能够可靠地输出高电平。因此C₁₇和R₇₈起抗干扰作用，防止出现误动。这种由G₇、G₈构成的反馈式微分型单稳态触发器，具有消除SB₂的触点抖动的作用。

如要实施点动控制，只要按住停止按钮SB₁不放，再按下启动按钮SB₂，由于V₄₈的导通阻止了停机信号加到IC₂的置0端 上，交流接触器就可以吸合。而当按住停止按钮SB₁，释放启动按钮SB₂后，IC₂的

端由高电平转化为低电平的停止信号，交流接触器立即释放，从而实现了点动控制。

在电动机的运行过程中，如果按下停止按钮SB₁，IC₂的

端变为低电平，其Q₄输出端输出低电平，驱动发光二极管V₅₄导通发光，指示处于待机状态，G₉输出端由低电平变为高电平，三极管V₅₉由导通变为截止，维持继电器J₁释放，交流接触器释放。

在钮子开关控制模式下，当开关K₂置于钮子开关控制模式时，K_2-1的静触点2与动触点接通并接地，使得按钮SB₁、SB₂不起控制作用，二极管V₅₀截止，钮子开关K₁起控制作用；K_2-2的动触点与静触点2接通，这样在A₁₁输出高电平期间，在待机状态下，来电报警电路即可工作，并且具有延时自动启动的功能。在上述控制模式下，通过K₁控制电动机的工作状态。K₁置于2的位置，电动机立即启动。K₁置于1的位置，电动机会立即停止。

启动：在待机状态，将K₁置于运行状态(位置2)时，电源经过R₇₁给电容C₁₆充电，二极管V₄₉导通，G₇输入端得到一个负脉冲，电路启动。

初加电时，G₆产生的复位脉冲和G₅产生的初加电宽脉冲使得电路首先自动处于停机状态。在没有出现欠压的情况下，电源经C₂₆充电使得A₁₄立即输出高电平，电容C₂₁经过R₈₇充电，A₁₁的反相输入端的电位逐渐上升。在A₁₁的反相输入端的电位低于其同相输入端的电位之前，A₁₁输出高电平。由于二极管V₅₀、V₅₈、V₇₅均处于截止状态，所以三极管V₆₄饱和，蜂鸣器发出响声，表示来电。当C₂₁充电至其两端的电压高于A₁₁的同相输入端电位后，A₁₁输出低电平，三极管V₆₄截止，蜂鸣器发出的响声停止。A₁₁输出低电平，使得电容C₂₃被充电，二极管V₆₂导通，给G₇的输入端施加一个负极性启动脉冲，实现了电动机的自动延时启动。

将K₁置于运行状态(动触点与静触点2接通时)，在实施了欠压保护之后，虽然C₂₁放电之后使得A₁₁的反向输入端电位低于其同相输入端而输出高电平，但是由于A₁₄输出低电平，使得二极管V₇₅导通，因而V₆₄仍不能饱和导通，所以蜂鸣器不能发出响声。在电压恢复正常，A₁₄输出高电平后，由于C₂₁充电很慢，在其两端电压低于同相输入端之前，V₆₄饱和，蜂鸣器发音。

在运行状态，G₉输出低电平，即使A₁₁输出高电平，由于二极管V₅₈导通，使得V_Z1不能击穿，V₆₄不能导通，所以报警电路不能工作。只有在待机状态而且电源电压正常的情况下，由于V₅₈、V₇₅截止，在A₁₁输出高电平期间，V₆₄能够饱和导通。在A₁₄输出低电平期间，二极管V₇₅导通，使得V₆₄也不能导通。只有K_1-2的动触点与静触点2接通的情况下，在掉电后电压恢复正常的开始一段时间里，A₁₄输出端由低电平跳变为高电平，此时V₇₅、V₅₈、V₅₀都截止，同时A₁₄输出的高电平经过电阻R₈₇和R₁₀₀给电容C₂₁充电，当A₁₁的反向输入端电位低于其同相输入端时，A₁₁输出高电平，V_Z1击穿使得V₆₄饱和，蜂鸣器DY发出响声。延时时间由R₈₇、C₂₁组成的RC电路的时间常数决定。电路中A₁₁～A₁₄取自同一片LM324集成块中的4只运算放大器，该芯片采用双电源供电，其负电源取自DL₃的负输出端。

过载保护：过载时P点的电位低于正常值，根据P点电位的高低，集成运算放大器A₄～A₉的输出电位相应发生变化，如过流系数小于1.2时，则A₄～A₇均输出低电平，只有A₈、A₉输出高电平，C₁₁经二极管V₂₄以及排电阻R_n中的R₃₂、R₄₂、R₄₄、R₅₁、R₅₂、R₅₃、R₅₄充电，充电时间常数较大，延时时间较长；如过流系数大于1.2并小于1.5时，只有A₄、A₈、A₉输出高电平，模拟开关S₁闭合，将电阻R₃₂短路，C₁₁经二极管V₂₄以及排电阻R_n中的R₄₂、R₄₄、R₅₁、R₅₂、R₅₃、R₅₄充电，延时时间较短；如过流系数大于1.5并小于2.0时，只有A₄、A₅、A₈、A₉输出高电平，模拟开关S₁闭合将电阻R₃₂短路，模拟开关S₂闭合将电阻R₄₂短路，C₁₁经二极管V₂₄以及排电阻R_n中的R₄₄、R₅₁、R₅₂、R₅₃、R₅₄充电，延时时间进一步缩短；如过流系数大于2.0并小于3.0时，只有A₄、A₅、A₆、A₈、A₉输出高电平，模拟开关S₁闭合将电阻R₃₂短路，模拟开关S₂闭合将电阻R₄₂短路，模拟开关S₃闭合将电阻R₄₄短路，C₁₁经二极管V₂₄以及排电阻R_n中的R₅₁、R₅₂、R₅₃、R₅₄充电，延时时间进一步缩短；如过流系数大于3.0并小于4.0时，只有A₄、A₅、A₆、A₇、A₈、A₉输出高电平，模拟开关S₁闭合将电阻R₃₂短路，模拟开关S₂闭合将电阻R₄₂短路，模拟开关S₃闭合将电阻R₄₄短路，模拟开关S₄闭合将电阻R₅₁短路，C₁₁经二极管V₂₄以及排电阻R_n中的R₅₂、R₅₃、R₅₄充电，延时时间进一步缩短；如过流系数大于4.0并小于5.0时，只有A₄、A₅、A₆、A₇、A₉输出高电平，模拟开关S₁闭合将电阻R₃₂短路，模拟开关S₂闭合将电阻R₄₂短路，模拟开关S₃闭合将电阻R₄₄短路，模拟开关S₄闭合将电阻R₅₁短路，三极管V₃₁饱和，电阻R₅₂被短路，C₁₁经二极管V₂₄以及排电阻R_n中的R₅₃、R₅₄充电，延时时间进一步缩短；如过流系数大于5.0并小于6.0时，A₄、A₅、A₆、A₇、A₈、A₉全部输出高电平，模拟开关S₁闭合将电阻R₃₂短路，模拟开关S₂闭合将电阻R₄₂短路，模拟开关S₃闭合将电阻R₄₄短路，模拟开关S₄闭合将电阻R₅₁短路，三极管V₃₁饱和，电阻R₅₂被短路，三极管V₃₂饱和，电阻R₅₃被短路，C₁₁经二极管V₂₄以及排电阻R_n中的R₅₄充电，延时时间进一步缩短。总之，接入电阻的个数由P点电位的高低决定，C₁₁经V₂₄及排电阻R_n中的R₃₂、R₄₂、R₄₄、R₅₁、R₅₂、R₅₃、R₅₄中的部分电阻充电，二极管V₂₄的直流等效电阻也会随着P点电位变化，尤其是在轻微过流的情况下V₂₄的动态电阻可达5兆欧以上，能够满足在过流系数为1.1时，延时时间在2个小时以上，从而获得了良好反时限延时保护。Q点的电位逐渐下降，当降低到门G₂的阈值电平时，G₂输出的低电平经R₅₈加到集成RS触发器的 端，使得Q₁为低电平，发光二极管V₅₁导通发光，指示过流，G₉输入低电平、输出高电平，V₅₉截止，维持继电器J₁释放，实现了过载的保护和显示。

如果按钮控制模式下出现欠压，A₁₄的反相输入端的电位高于同相输入端，A₁₄输出低电平，使得三极管V₆₆饱合，封锁门G₂，打开了门G₄，发光二极管V₆₀导通指示出现欠压。在停止状态，IC₂必然有一个输出端为低电平，于是二极管V₄₆截止。如出现欠压则A₁₄输出低电平，二极管V₄₃截止，集成运算放大器A₁₀的同相输入端电位低于其反相输入端，因而输出低电平。二极管V₅₆导通将IC₂的 端置低电平，二极管V₅₇导通，迫使G₉输出高电平，V₅₉不能导通，使得维持继电器J₁不能吸合；V₆₆饱和，V₆₅导通，阻止低电平加到G₇的输入端。此时，即使按下启动按钮SB₂，G₇的输入端也维持高电平不变，因而没有启动和复位脉冲产生，交流接触器KM不能吸合。如果在电动机的运行过程中出现欠压：由于集成RS触发器的所有输出端均为高电平，所以二极管V₄₆导通，使得A₁₀的同相输入端电位高于其反相输入端，因而输出高电平，对于G₉的输入电平没有影响，因此电动机不会立即停止运行。但是由于A₁₄输出低电平，使得三极管V₆₆饱和，给G₄的b输入端输入低电平，给门G₂的b输入端施加高电平。这样封锁了门G₂，打开了门G₄。只要Q点的电位高于门G₄的阈值电平，G₄就维持高电平输出，电动机可以继续运转。如果因欠压而导致出现过流，启动可变时间常数积分电路，实现反时限延时保护。当Q点的电位低于G₄门的阈值电平时，G₄输出低电平将IC₂的输出端Q₄置0，G₉输入低电平而输出高电平，三极管V₅₉截止，J₁释放，实现了欠压自动断电保护，三极管V₃₀随之截止，使得V₂₉不能饱和，可以防止出现错误的缺相指示。

如果在钮子开关控制模式下，电动机在运行状态出现欠压，A₁₄输出低电平，电容C₂₁经电阻R₈₇、R₁₀₀放电，使得A₁₄的反相输入端的电位逐渐下降，当下降到其同相输入端电位以下时，A₁₄输出高电平。在运行状态下V₅₈导通，V₆₄仍截止，蜂鸣器DY不工作。A₁₁输出低电平，使得V₆₆饱和，V₆₅导通，封锁了G₇。如果欠压没有导致出现过流，电动机继续运转。如果出现了过流，则根据过流程度，自动选择合适延时时间停机保护。欠压保护动作后，如果电源电压仍低于设定值，电动机一直处于停止状态。当电压恢复正常后，电路仍会先报警，然后自动延时启动。

漏电保护：图5所示电路的地与地线或者零线连接，电阻R₆₀与电动机的外壳连接。出现漏电时增强型场效应晶体管V₄₂的部分源极电流流入晶闸管V₄₅的门极，V₄₅导通驱动发光二极管V₅₅导通发光指示出现漏电，G₉输入低电平、输出高电平，V₅₉截止，维持继电器J₁释放，实现了漏电自动保护。V₄₅导通后使得二极管V₄₄导通，迫使IC₂的

输入端输入低电平，IC₂的Q₄输出端输出低电平驱动发光二极管V₅₄导通发光，指示停机状态。一旦V₄₅导通，按下启动按钮时，电路不能启动。如要再次启动，必须按一下复位按纽SB₃，使得晶闸管V₄₅恢复关断后，电路才能启动。电路中二极管V₃₅、V₃₆对场效应管栅极起保护作用。

失压保护、欠压保护、负荷状态显示、断相保护、短路保护的原理与图3所示电路中的原理基本相同。

所说的过流包括过载、欠压、三相不平衡及短路造成的过流。

Claims (10)

1、电动机控制保护器，它有外壳(1)，外壳上有按钮(2)和指示用的发光二极管(3)，其特征在于，在所述的控制保护器上，交流接触器KM的吸引线圈与接触器控制电路(11)的输出端连接，电流互感器TA₁、TA₂、TA₃的次级线圈的尾端连在一起接地、首端分别与负荷状态信号产生及指示电路(4)和断相及三相不平衡故障检测电路(5)的输入端连接，负荷状态信号产生及指示电路(4)输出的负荷状态信号送到时间常数自动调整积分电路(7)的输入端，时间常数自动调整积分电路(7)输出的过流信号和断相及三相不平衡故障检测电路(5)产生的三相不平衡信号送到延时控制逻辑电路(8)的输入端，断相及三相不平衡故障检测电路(5)产生的断相信号送到抢答器式记忆电路(12)的输入端，停机信号产生电路(9)的输入端接在欠压和初加电信号产生电路(15)的初加电宽脉冲输出端以及模式选择及报警电路(10)的输出端上，停机信号产生电路(9)输出端输出的停机信号送到接触器控制电路(11)和抢答器式记忆电路(12)的输入端上，延时控制逻辑电路(8)的输出端分别与抢答器式记忆电路(12)的置位端连接，抢答器式记忆电路(12)的复位端与启动及复位电路脉冲产生电路(6)的复位脉冲输出端相连，启动及复位脉冲产生电路(6)的输入端与欠压和初加电信号产生电路(15)的初加电窄脉冲输出端以及模式选择及报警电路(10)的输出端相连，其启动脉冲输出端接到接触器控制电路(11)的一输入端上，抢答器式记忆电路(12)的输出端分别与LED显示矩阵门(13)的输入端相连接，LED显示矩阵门(13)的输出端接到接触器控制电路(11)的另一输入端上，接触器控制电路(11)输出端输出的控制信号接到负荷状态信号产生及指示电路(4)的另一输入端上，欠压和初加电信号产生电路(15)输出的欠压信号分别与停机信号产生电路(9)的输入端、延时控制逻辑电路(8)的输入端、模式选择及报警电路(10)的输入端和启动及复位脉冲产生电路(6)的输入端连接，模式选择及报警电路(10)的另一输入端接到接触器控制电路(11)的一输出端上，温敏稳压电源(14)输出的两路电压中的一路随环境温度变化的直流电压接在延时控制逻辑电路(8)上，另一路不随环境温度变化的直流电压接在其它电路上。

2、如权利要求1所述的电动机控制保护器，其特征在于，在所述的时间常数自动调整积分电路(7)上，半ADC电路的输入端和二极管V₂₄的一端相连、并且接在负荷状态信号产生及指示电路(4)中的电阻R₁₁和R₃₁之间，排电阻R_n的一端与V₂₄的另一端连接，排电阻R_n的另一端与电容C₁₁和电阻R₅₅的一端相连，电阻R₅₅的另一端与延时控制逻辑电路(8)中的G₂、G₃、G₄的a输入端相连，C₁₁的另一端与温敏温压电源(14)中的整流桥堆DL₃的输出端相连，半ADC电路的输出端分别与多路模拟开关的控制端连接，多路模拟开关的输出端接在排电阻R_n上。

3、如权利要求1所述的电动机控制保护器，其特征在于，在所述的延时控制逻辑电路(8)上，门G₂、G₃、G₄的a输入端与时间常数自动调整积分电路(7)中的电阻R₅₅相连，G₂的c输入端与反相器G₁的输出端相连，G₂的b输入端与欠压和初加电信号产生电路(15)中的反相器G₁₄的输出端相连并与启动及复位脉冲产生电路(6)中的门G₁₃的a输入端相连，断相及三相不平衡故障检测电路(5)中的三极管V₂₇的集电极输出的三相不平衡信号接在反相器G₁的输入端及门G₃的b输入端上，门G₄的b输入端与欠压和初加电信号产生电路(15)中的反相器G₁₄的输入端相连，G₂的输出端与G₁₆的b输入端相连，从负荷状态信号产生及指示电路(4)中的电阻R₃₁和R₄₃之间输出的短路信号接到门G₁₆的a输入端上，G₁₆的输出端接到抢答器式记忆电路(12)中的集成RS触发器中F₆的输入端上，G₄的输出端与停机信号产生电路(9)中的门G₁₉的a输入端相连，门G₃的输出端接到抢答器式记忆电路(12)中的集成RS触发器中F₇的输入端上，G₂、G₃、G₄供电脚分别与温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃的输出端以及三极管V₇₄的发射极连接。

4、如权利要求1所述的电动机控制保护器，其特征在于，在所述的接触器控制电路(11)上，门G₂₁的a输入端与LED显示矩阵门(13)中的发光二极管V₅₁、V₅₂、V₅₃、V₅₄、V₅₅的一端相连并与停机信号产生电路(9)中的门G₂₂的b输入端连接，G₂₁的b输入端与G₂₂的输出端相连，欠压和初加电信号产生电路(15)中的单稳态触发器F₁₀的输出端输出的初加电宽脉冲接在G₂₁的c输入端上，G₂₁的输出端与电阻R₂的一端相连并与电阻R₇₅的一端连接，R₇₅的另一端接在三极管V₅₉的基极上，R₂的另一端与负荷状态信号产生及指示电路(4)中的三极管V₁的基极相连，V₅₉的集电极与三极管V₆₉的发射极及继电器J₁的吸引线圈的一端相连，并与负荷状态信号产生及指示电路(4)中的集成运算放大器A₁、A₂的电源端连接，V₅₉的发射极与温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃的一输出端相连，启动及复位脉冲产生电路(6)中的单稳态触发器F₁的输出端输出的启动脉冲经电阻R₈₀接到V₆₉的基极上，V₆₉的集电极与继电器J₂的吸引线圈的一端相连，继电器J₁的吸引线圈的另一端与继电器J₂的吸引线圈的另一端相连并与桥堆DL₃的另一输出端连接，交流电源的一端经过开关K₃接到桥堆DL₂的一输入端上，交流电源的另一端与熔断器FU₁的一端相连，FU₁的另一端与电容C₂₈的一端相连并经继电器J₂的常开触点组与电阻R₉₁的一端连接，R₉₁的另一端与C₂₈的另一端相连并与桥堆DL₂的另一输入端连接，DL₂的一输出端与交流接触器KM的吸引线圈的一端相连，DL₂的另一输出端经继电器J₁的常开触点组与接触器KM的吸引线圈的另一端连接，电阻R₉₅与电容C₃₀串联后并联在接触器KM的吸引线圈上。

5、如权利要求1所述的电动机控制保护器，其特征在于，在所述的负荷状态信号产生及指示电路(4)上，交流互感器TA₁、TA₂和TA₃首端分别与二极管V₅、V₈、V₁₁的一端相连，V₅、V₈、V₁₁的另一端连在一起与电容C₇的一端相连并与电阻R₁₀及电阻R₄的一端连接，R₁₀的另一端与电位器W₄的一端连接，R₄的另一端与电阻R₁₁的一端相连并与二极管V₂的一端连接，V₂的另一端与三极管V₁的集电极连接，R₁₁的另一端与电阻R₃₁的一端相连并与集成运算放大器A₁及集成运算放大器A₂的一输入端连接，电阻R₃₁和电阻R₄₃之间输出的短路信号接到延时控制逻辑电路(8)中的G₁₆的a输入端上，A₁及A₂的另一输入端与电阻R₂₅的一端相连并与电阻R₁的一端连接，R₂₅的另一端及电阻R₄₃的另一端接到温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃的一输出端上，R₁的另一端接地，A₁及A₂的输出端分别与双色发光二极管DL₁的两个正极相连，DL₁的负极经电阻R₃接地，V₁的基极与电阻R₂的一端连接，电位器W₄、W₃的其余两端连在一起，R₂的另一端接到接触器控制电路(11)中的门G₂₁的输出端上，V₁的发射极及C₇的另一端接地。

6、如权利要求1所述的电动机控制保护器，其特征在于，在所述的断相及三相不平衡故障检测电路(5)上，电流互感器TA₁的首端经二极管V₃与电容C₁的一端相连并与门G₁₁的a输入端及电阻R₁₈的一端连接，电流互感器TA₂的首端经二极管V₆与电容C₃的一端相连并与门G₁₁的b输入端及电阻R₂₀的一端连接，电流互感器TA₃的首端经二极管V₉与电容C₅的一端相连并与门G₁₁的c输入端及电阻R₂₂的一端连接，门G₁₁的输出端输出的断相信号接到抢答器式记忆电路(12)中门G₁₇的a输入端上，C₁、C₃、C₅的另一端接地，电阻R₁₂与C₁并联，电阻R₁₃与C₃并联，电阻R₁₄与C₅并联，R₁₈的另一端接到三极管V₁₆的基极上，R₂₀的另一端接到三极管V₁₉的基极上，R₂₂的另一端接到三极管V₂₂的基极上，TA₁的首端还与二极管V₁₅一端相连，TA₂的首端还与二极管V₁₈一端相连，TA₃的首端还与二极管V₂₁的一端相连，V₁₅、V₁₈、V₂₁的另一端连在一起并与电容C₈的一端及电阻R₂₇一端连接，R₂₇的另一端与电阻R₂₈的一端相连并与三极管V₁₆、V₁₉、V₂₂的发射极连接，R₂₈的另一端与发光二极管V₂₆的一端相连，C₈另一端与V₂₆的另一端相连并接地，V₁₆、V₁₉、V₂₂的集电极连在一起并与电阻R₃₀的一端连接，R₃₀的另一端接到三极管V₂₇的基极上，V₂₇的发射极接地，V₂₇的集电极与发光二极管V₂₈的一端连接，V₂₈的另一端与电阻R₄₈的一端连接，R₄₈的另一端接到温敏稳压电源(14)中的DL₃一输出端上，V₂₇的集电极输出的三相不平衡信号接到延时控制逻辑(8)中的反相器G₁的输入端及门G₃的b输入端上。

7、如权利要求1所述的电动机控制保护器，其特征在于，在所述的模式选择及报警电路(10)上，双刀双掷开关K_2-2的一静触点与门G₁₂的输出端连接，K_2-2的另一静触点与其动触点短接并与启动按钮SB₂的一端及外接控制端口CN₁中的端口②连接，双刀双掷开关K_2-1的一静触点与双刀双掷开关K_1-1的动触点相连，K_2-1的动触点接地，K_2-1的另一静触点与门G₁₅的d输入端相连并与停止按钮SB₁的一端及启动按钮SB₂的另一端连接，K_1-1的一静触点与单稳态触发器F₃的输入端相连，K_1-1的另一静触点与SB₁的另一端相连并与停机信号产生电路(9)中的门G₁₉的d输入端连接，G₁₂的a输入端与单稳态触发器F₃的输出端相连，G₁₂的b输入端与单稳态触发器F₂的输出端相连，F₂的输入端与双刀双掷开关K_1-2的一静触点相连并与门G₁₅的a输入端连接，G₁₅的b输入端与F₅的输入端相连并与欠压和初加电信号产生电路(4)中的电阻R₁₀₀的一端连接，G₁₅的c输入端与接触器控制电路(11)中的门G₂₁的输出端相连，G₁₅的输出端与蜂鸣器DY的一端相连，DY的另一端与温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃输出端连接，K_1-2的动触点与单稳态触发器F₅的输出端相连。

8、如权利要求1所述的电动机控制保护器，其特征在于，在所述的欠压和初加电信号产生电路(15)上，单稳态触发器F₁₀与单稳态触发器F₁₁的输入端相连并与温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃的输出端连接，F₁₀输出的初加电宽脉冲接到接触器控制电路(11)中的门G₂₁的c输入端及停机信号产生电路(9)中的门G₁₉的c输入端上，F₁₁的输出端输出的初加电窄脉冲接到启动及复位脉冲产生电路(6)中的门G₂₀的b输入端上，集成运算放大器A₁₄的一输入端与电位器W₅的动臂连接，W₅的一定臂经电阻R₈₉接至温敏稳压电源(14)中的DL₃的一输出端上，W₅的另一定臂经电阻R₉₀接到温敏稳压电源(14)中的DL₃的另一输出端上，A₁₄的另一输入端与A₁₂的同相输入端相连并与温敏稳压电源(14)中的稳压二极管V_Z2的一端连接，A₁₄的输出端与电阻R₁₀₀的一端相连，G₁₄的输入端分别与R₁₀₀的另一端、二极管V₇₇的一端、延时控制逻辑(8)中门G₄的b输入端、停机信号产生电路(9)中的门G₂₂的a输入端、模式选择及报警电路(10)中的单稳态触发器F₅的输入端及门G₁₅的b输入端连接，G₁₄的输出端与延时控制逻辑(8)中的门G₂的b输入端相连并与启动及复位脉冲产生电路(6)中的门G₁₃的a输入端连接，V₇₇的另一端接地。

9、如权利要求1所述的电动机控制保护器，其特征在于，在所述的温敏稳压电源(14)上，三极管V₇₄的基极与电阻R₉₃的一端相连并与二极管V₇₆的一端连接，R₉₃的另一端与集成运算放大器A₁₃的输出端相连，V₇₆的另一端与三极管V₇₃的基极相连并与集成运算放大器A₁₂的输出端连接，V₇₄的发射极输出电压V_OT接到延时控制逻辑电路(8)中的门G₂、G₃、G₄的供电脚上，集成运算放大器A₁₃的同相输入端与电阻R₉₄及电阻R₉₂的一端连接，R₉₂的另一端与二极管V₇₂一端相连并与电阻R₈₈的一端连接，R₉₄的另一端与A₁₂的同相输入端及稳压二极管V_Z2的一端相连并与二极管V₇₀的一端连接，R₈₈的另一端接地，V₇₂的另一端与二极管V₇₁的一端相连、V₇₁的另一端与二极管V₇₀的另一端相连，A₁₃的反相输入端与电阻R₉₈及电阻R₉₉的一端连接，R₉₉的另一端与V₇₄的发射极相连，A₁₂的反相输入端与电位器W₆的两端相连并与电阻R₉₇的一端连接，R₉₇的另一端与三极管V₇₃的发射极相连并接地，W₆的另一端与电阻R₉₆的一端连接，V_Z2的另一端与R₉₆、R₉₈的另一端相连并与桥堆DL₃的输出端连接，三极管V₇₃的集电极与三极管V₇₄的集电极相连并与桥堆DL₃的另一输出端相连接。

10、如权利要求2所述的电动机控制保护器，其特征在于，在所述的时间常数自动调整积分电路(7)中的半ADC电路上，电阻R₂₆的一端接在负荷状态信号产生及指示电路(4)中的电阻R₁₁和电阻R₂₄之间，R₂₆的另一端与集成运算放大器A₃的同相输入端及二极管V₂₅的负极连接，V₂₅的正极接地，A₃的反相输入端与其输出端相连并与集成运算放大器A₄、A₅、A₆、A₇的反相输入端及集成运算放大器A₈、A₉的同相输入端连接，A₉的反相输入端与电阻R₃₈的一端相连并与电阻R₃₇的一端连接，A₉的输出端经过电阻R₄₇与模拟开关电路中的三极管V₃₂的基极连接，R₃₈的另一端接地，A₈的反相输入端与R₃₇的另一端相连并与电阻R₃₆的一端连接，A₈的输出端经过电阻R₄₆与模拟开关电路中的三极管V₃₁的基极连接，A₇的同相输入端与R₃₆的另一端相连并与电阻R₃₅的一端连接，A₇的输出端与模拟开关电路中的模拟开关S₄控制端连接，A₆的同相输入端与R₃₅的另一端相连并与电阻R₃₄的一端连接，A₆的输出端与模拟开关电路中的模拟开关S₃的控制端连接，A₅的同相输入端与R₃₄的另一端相连并与电阻R₃₃的一端连接，A₅的输出端与模拟开关电路中的模拟开关S₂的控制端连接，A₄的同相输入端与R₃₃的另一端相连并与电阻R₄₅的一端连接，A₄的输出端与模拟开关电路中的模拟开关S₁的控制端连接，R₄₅的另一端接到温敏稳压电源(14)中的桥堆DL₃的输出端上。

Images