CN2135205Y

CN2135205Y - 三相电器错相、缺相、欠压保护器

Info

Publication number: CN2135205Y
Application number: CN 92215312
Authority: CN
Inventors: 李谋忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-27
Filing date: 1992-03-27
Publication date: 1993-06-02
Anticipated expiration: 2002-03-27

Abstract

一种由半导体器件和光电耦合器件组成与门和或门电路的三相电器错相缺相欠压保护装置，把它和 CJ10接触器或装有电磁控制的空气开关组合或与可控硅组合成固态接触器，可以对功率0.1～500千瓦的三相电器实行错相缺相欠压等保护。由于采用光电技术，线路抗干扰能力强，安全可靠，稳定性好。当电源进线、熔断器、开关、继电器等任一部位发生缺相时，会立即停止输出信息，切断CJ10接触器吸合线圈电源，达到保护电机和电网安全。特别是与三相固态接触器组合时，由于没有触点动作，开关速度快，特别适应于快速频率启动及易燃、易爆场合。

Description

本实用新型是一个由半导体器件与光电偶合器件组成与门或或门电路的三相电器错相、缺相、欠压保护器，属配电设备类。

据有关资料统计表明：三相电机在使用过程中，由于缺相原因造成电机损坏的，在各种原因中约占70～80％，而在公开报导的缺相保护器专利文献中，有利用晶体管电路的，有采用机械式装置的，其缺陷有的易受外界干扰，在相电压击穿导致保护器损坏时引起误动作，有的则是对工作电源有限制，大多适用于低频电源。从而影响使用范围。

本实用新型是利用半导体、光电技术，通过电－光－电转换进行错相、缺相、欠压相息的传递。由于采用组合式偶合器件，其外壳具有良好的屏蔽作用，从而较好地解决了抗干扰问题。而器件内部的绝缘介质，又能有效地保证在光电传换过程中对电路的隔离要求，即使在前级电路击穿的情况下，本实用新型仍能发出正确的信息，使保护器正常工作。同时，由于本装置是和CJ10接触器或带有电磁控制的空气开关组合（或和光可控硅组合成固态接触器）使用，因此，本实用新型具有以下优点：1.在功率上的适用范围可以大大扩展；2.信息传递可靠，抗干扰性强；3.线路结构简单；4.输出输入之间、电源相与相之间在电路上能有效隔离，安全性好；5.采用光电偶合元件组成与门或或门电路的方案，不仅可适用于低频电源，亦可应用于中频电源，具有广泛的适用性。

本实用新型是这样来实现的，三相电源分别由电容C偶合降压，经全波整流、稳压分别为发光二极管、光敏三极管、开关电路、控制继电器J提供工作电源，主回路CJ10接触器吸合线圈受继电器J控制（或受光可控硅组合成固态接触器控制）。未接入电源时，线路不工作，控制继电器J触点处于常闭状态。此时主回路接触器CJ10吸合线圈无工作电源，设备不能运转。在三相电源被接通情况下，（即正常情况下），本装置开始工作。

本发明工作电路由光电偶合器件和开关电路构成亮通电路和暗通电路两类。亮通电路是由光电偶合器件次级组成与门电路和开关电路构成。当A、B、C三相正常供电时，B、C相的稳压源各自向发光二极管供电。发光管工作，当光照在光敏管（二极管、三极管、光电池、光可控硅、达林顿管、光电管）上时，（光子打在PN结附近，使PN结附近产生光电子一空穴时，他们在PN结处由电场作用下做定向运动，形成光电源，只有受到光照射时，光的能量变成电能，才产生光电流），PN结的反向电源大大增加。由于光照射在发射结产生的光电子流相当于三极管上的基极电流，开关管导通，缺相器正常工作。当三相之中缺一相时，该相发光管熄灭，开关管即被截止。而暗通电路是光电偶合器件错相保护电路和开关电路组成或门电路。当A、B、C三相正常时，光电偶合器不工作，开关电路正常工作。当三相缺相或某相超压、欠压时，三相之间失去平衡，发光管开始工作，光敏管导通，开关电路即截止，继电器J关闭，CJ₁₀接触器吸合线圈和电源触点脱开，CJ₁₀接触器处于常闭态，主回路电源被切断，达到保护电机和电网安全。下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

附图为本实用新型电原理图。

如图：当A、B、C三相电源被接通，以A相来观察，A相通过电容C₁降压，将电压220V降至14～18V，通过桥式D₁～D₄整流。DW₁稳压和滤波电容C₄将A组输出电压稳定在12V左右，供光敏管和开关电路及继电器J使用。如该电容缺相时，该电路即停止工作，继电器J处于常闭点，主回路CJ₁₀接触器吸合线圈。由于无电源不能工作，故起保护作用。电路中B相，也通过电容C₂降压，将220V电压降至5V以下，通过桥式整流器D₅～D₈稳压管DW₂（ZCW52）进行稳压，对光电偶合器、发光二极管进行供电，发光二极管发光，光敏三极管组成与门导通。电路中C相原理同B相。通过电容C₃降压，D₉～D₁₂整流，DW₃（ZCW52）进行稳压，对光电偶合器、发光二极管BG₂供发光管发光，由电路B相和C相上的光电偶合器上的发光元件可以是电珠、发光二极管、白炽灯、氖泡、电子发光器件。光敏元件可以是光敏二极管、也可以是三极管、光可控管、达林顿管、光电管、集成光电偶合器组成了一个与门。所以，当A相C相处于正常时，A相正常供电，BG₁、BG₂与电阻R₆连接在电源与地之间结点与开关电路BG₃形成控制回路，当电源通过B相和C相中的光敏管到达开关电路导通，继电器J开始工作。继电器J常开触点闭合，使主回路CJ₁₀接触器吸合线圈和电源接通，主回路开始供电。如果A相缺相时，整个保护器不能工作，主回路也不通。强行按住启动开关，主回路虽接通，但松开启动开关时即停，继电器J触点在常闭点，主回路CJ₁₀接触器吸合线圈没电不能工作。同样道理，如果原来主回路在正常工作，A相由于某种原因突然缺相，整个保护器由于失去电源，继电器J回到常闭（串联在）主回路CJ₁₀接触器吸合线圈上的常开触点跳开，隔断电源，（主回路CJ₁₀接触器处于常闭，主回路电源被切断）。当B相或C相缺相时，光电偶合器发光管分别截止不发光，相应的B相或C相的光敏管反向电阻增大，通过PN结的仅仅是环境温度产生的微小暗电流及加反向偏压所产生的电流。开关电源处于截止状态，继电器J不能正常工作，触点处于常闭。（串联在）主回路CJ₁₀接触器吸合线圈上的常开触点跳开，隔断了电流，主回路CJ₁₀接触器处于常闭，主回路电源被切断。当A相受到高压击穿情况下，A相电路上即使所有元件被击穿，短路B相和C相电路由于采用光电偶合形式，发光管和光敏管处于绝缘状态，击穿电压大于500V以上，所以相电源之间不可能会产生短路，同理B相和C相电路击穿时，亦不会产生相电源之间短路，由于采用稳压电路，故在电源电压发生波动时，缺相保护器仍能正常工作，该电路较适用于电阻性负载。以上介绍是采用光电偶合器件亮通电路。下面再介绍采用光电偶合器件暗通电路。暗通是指光敏元件在无光照射时，开关管继电器吸合，和亮通电路相比，暗通电路比亮通电路优越性能更可靠，而且是在发生故障之后才工作，以逸待劳。让我们根据附图2、3、4来描述另几个实例解释发明。实施例1：如图1当AB、C三相电流被接通后，一路由A相一个电容桥式整流器和滤波电容稳压管组成一个12V稳压源，供光敏管、电阻、开关管、继电器开关电路使用，同前述。由三个相同容量的电容按（星形）接法接在A、B、C三相电源上。其中心点和电源中性线接在桥式整流器上，和稳压管、电容、限流电阻、发光管组成另一个电路。在正常情况下，A、B、C三相平衡时，由于三只电容的容量相同，中心点和中性点的电压为零，整个电路不工作。但在A、B、C三相之中，如果有某一相发生超压、欠压和缺相时，三相失去平衡。在中心点和中性点之间产生一个电压。通过整流，发光营工作，光敏管工作，开关管基极电压小于0.7V以下，开关管被开断（截止）。继电器停止工作，吸点回复到常闭触点，接触器CJ吸合线圈被开断，接触器停止工作。当A、B、C三相电源恢复正常时，整个电路自动恢复正常运转。

实施例2：如图3：由四个电阻、二个电容和桥式整流器、稳压管和光偶合管组成的相序鉴定电路，利用电阻R₁、R₂、R₃和电容C₅的一端分别和三相交流电源A、B、C相接。R₁及R₂和R₄相串联，电容C₅和R₃相连。然后再分别接在桥式整流器上，组成一个相序回路。当相序正常时，桥式整流器上无电压和电流输出；当相序不正常时，桥式整流器上有电压和电流输出，带动发光管，致使光敏三极管导通，而使开关管截止，使主回路不能工作。缺相保护器电路和相序鉴定电路可以组成或门电路进行说明，也可视不同需要、不同情况单独使用。

实施例3：如图4：本电路图是三相电力固态接触器，由主回路和控制回路电路组成。主回路电路分别为串在A、B、C三相线上的三个双向可控硅。三个阻容吸收电路及三个光偶晶闸管型光偶合器和电阻组成触发回路。三个触发回路上的光可控硅是光偶晶闸管型的输出部分，其输入部分是在图2或图3基础上将开关电路上的负载继电器改成光偶晶闸管型的输入部分，将三个输入部分串联在开关电路上。在正常情况下，当电源开关接通时，开关电路即导通，触发电路即工作，主回路也工作。当有错误、缺相情况发生时，开关电路即停止工作，主回路也随即同时停止工作。该电路和上述三个电路相比，有如下优点：1.无触点、无振动和噪音，可靠性高；2.开关速度快，特别适用于快速频繁启动及要求，自动化程度高，易燃易爆的场合使用；3.具有欠压、错相、缺相的保护功能。在特殊电路中还须加过压保护回路如防浪涌电压，阻容吸收回路和压敏电阻。由此可见，本实用新型为三相电器的安全使用提供了一个简单、可靠迅速、安全的保护装置。

Claims

1、一种由电子元件、光电偶合元件所组成的三相电器错相、缺相、欠压保护器，其特征在于：

1.工作电路由光电偶合器件和开关电路构成亮通电路和暗通电路，亮通电路是由光电偶合器件BG₁BG₂次级组成与门电路和BG₃组成开关电路，而暗通电路是由光电偶合器件组成或门，当A、B、C三相正常时，光电偶合不工作，开关电路正常工作，当三相缺相或某相超压，欠压时，三相之间失去平衡，发光管工作、光敏管导通，开关电路载止，而起到保护功能。

2.三相电源分别由电容器C₁C₂C₃偶合，降压即采用电容偶合采样方式和电容供电方式。

3.如图4所示，由四个电阻R～R，一个电容C₅和剂式整流器，稳压管、光偶合管组成相序鉴定电路，电阻R₁R₂R₃和电容C₃的一端分别和三相交流电源A、B、C相接，R₁R₂和R₄相串联，电容C₅和R₃相连，然后再分别接在桥式整流器上，组成一个相序回路。

2、一种由权利要求1所述的错相、缺相、欠压保护器，其特征在于光电偶合器中，发光元件可以是电珠、半导体发光二极管、氖泡、电致发光管、激光管；光敏元件可以是光太阳能电池、光敏二极管、三极管光可控硅、达林顿管、光电管。

3、一种由权利要求1所述的错相、缺相、欠压保护器其特征在于开关电路上的负载可采用继电器、发光管、光可控硅、光电偶合器件或报警器等。

4、一种由权利要求1所述的错相、缺相、欠压保护器其特征在于：光敏管BG1和BG2与电阻R₆相串联，连接在电源和地之间，光敏管和电阻相结点与开发电路BG3基极形成控制电路。