CN2144361Y - 负逻辑单片集成化电动机保护器 - Google Patents

Abstract

一种负逻辑单片集成化电动机保护器，由单片集 成电路为核心，采用单电源供电、进行负逻辑运算，由 电流信号变送检测电路，断相控制电器、过载短路控 制电路，漏电控制电路，输出控制驱动电路、电源电路 组成，并配有记忆功能，整个装置线路简单，制作方便 能有效地保护电动机。由于配有故障显示和记忆功 能线路，为使用者带来方便。

Description

本实用新型涉及一种负逻辑单片集成化电动机保护器，适用于交流50赫兹电压至660伏的交流电机及各种线路中，对电动机作多功能保护。

电动机在运行中的保护，方式方法多样，保护装置各异，但近来趋向采用比较可靠的电子电器保护器。为了提高其保护性能，多采用集成化的电动机保护装置。如1986年中国《电器技术》第三期公开了一种《电子式电机保护装置》、1989年公开的专利号为89216690.8实用新型专利《一种单电源的集成化电动机保护器》。这两种保护装置大体上均有过载、断相、反相序等几种功能，后一种还增加了短路、过电压、电机外壳漏电保护及故障显示功能等。

上述装置能较好地实现对电动机的保护，但是线路比较复杂、制作工艺有一定难度，给大批量生产带来困难，产品的成本也比较高。其存在的主要问题是：1）断相保护电路由电流互感器、整流电路、滤波器、分压器组成，通过上述电路检出的信号直接加到三个电压比较器，再经或门输出直接驱动放大器，线路复杂，要求中心抽头的电流互感对称好，工艺复杂。2）电流整定刻度线性度差，使用不方便。3）缺少故障记忆功能。

本实用新型的任务是设计制作一种功能齐全、线路简单、刻度线性、具有故障显示与记忆功能的电动机保护器。适应各种电动机在多种工况条件下的保护要求。

本实用新型的任务是按下述要求完成的。在电气线路结构方面，其技术方案以单片集成电路为核心，用单一电源供电，进行负逻辑运算，对现有技术的多种功能电路进行重新设计，以达到本实用新型之目的。即：对过载短路控制电路采用负或逻辑信号输入，在正常状态下输出高电平，在过载状态下输出由高电平减少以至为零的同向运算放大器，外加R·C积分延时电路构成；断相电路的信号检测电路由三个单一绕组的电流互感器和正、反向整流电路构成。断相的三个相的检测信号通过负或电路直接加到一个比较器，线路比较简单、灵敏度高；为了提高刻度线性便于使用，本线路的整定调整采用大刻度波段开关并加电位器调整；本线路还采用正反馈，实现故障记忆。

本实用新型的线路构成和实施例以及工作过程，由以下附图并给予详细说明。

图1为现有技术《一种单电源的集成化电动机保护器》线路框图。

图2为本实用新型的线路框图。

图3为本实用新型的电气线路图。

参照图1，《一种单电源的集成化电动机保护器》的线路由信号检测电路、断相控制电路、过电流控制电路、运行、过流显示电路、保护器输出电路、短路控制电路、过电压控制电路、漏电控制电路、电源电路九部分组成。

参照图2，本实用新型的线路由以下几部分功能电路构成。这些电路是电流信号变送检测电路〔1〕、断相控制及记忆电路〔2〕、过载、短路控制及记忆电路〔3〕、漏电控制及记忆电路〔4〕、输出控制及驱动电路〔5〕、电源电路〔6〕（以下简称电路（1）、（2）………（6））。电源电路〔6〕供给电路（2）、电路（3）、电路（4）、电路（5）工作电源；电流信号变送检测电路［1］，将检测得到的信号分别送给断相控制及记忆电路［2］及过载、短路控制及记忆电路［3］，经过电路（2）、电路（3）的处理再分别送给输出控制及驱动电路［5］，漏电控制及记忆电路［4］在被保护的电动机外壳发生漏电时，直接将漏电信号送给输出控制及驱动电路［5］。

将图2和图1相比较，可以看出本实用新型的功能线路比较简单，并增加故障记忆功能。

参照图3，进一步说明以上各种功能电路的内部构成和接配关系。

1、电流信号变送检测电路［1］，由电流互感器DH₁～DH₃、二极管D₁～D₆和电容器C1～C₄组成。

2、断相控制及记忆电路［2］，由电阻R₁～R₁₀、电容器C₅、二极管D₇～D₁₃和1／4运算放大器LM324IC₁组成。

3、过载、短路控制及记忆电路［3］，由波段开关K、电位器W₁、电阻R₁₂～R₃₇、电容器C₈、C₉、二极管D₁₄～D₂₁、2／4运算放大器IC₂、IC₃组成。

4、漏电控制及记忆电路［4］，由电阻R₃₈～R₄₃、R₄₅、二极管D₂₂～D₂₅、D₃₅、电容器C₉和1／4运算放大器IC₄组成。

5、输出控制及驱动电路［5］，由二极管D₂₆～D₂₉、三极管T₁、T₂、继电器J、电阻R₁₁、电容器C₆组成。

6、稳压电源电路［6］，由变压器B、二极管D₃₀～D₃₄、电容器C₇、电阻R₄₄组成。

对于信号检测电路［1］，它的特点是电流互感器DH₁～DH₃只用一只线圈的普通型的产品代替线圈中心抽头的产品，使互感器制造简便；整流电路只用六支二极管就构成正、反向整流器。它的接配关系为电流互感器的一端接地，另一端分别接二极管D₁、D₆，D₂、D₅，D₃、D₄（D₁负极与D₆正极，D₂负极与D₅正极，D₃负极与D₄正极相接）相接，其输出分别接电容滤波器C₁～C₄的负极。

对于断相（及三相不平衡）控制电路［2］，它的特点是线路简单，由于采用了负逻辑运算其核心电路电压比较器仅用运算放大器集成块的1／4。其接配关系为由R₁～R₆构成的分压器中点与D₇～D₉、R₇构成的负或门相接，并将检测到的断相（及三相不平衡）信号经电容C₅滤波二极管D₁₀、11送给电压比较器。在被保护的电动机处于正常运行的情况下，分压器的电阻R₁～R₆设计得当中的分压值为0伏，以保证电压比较器IC₁输出为高电平；当断相（及三相不平衡）发生时，对应的分压点之值变得小于0伏，IC₁输出由高电平降为低电平，一方面驱动断相显示灯亮，另一方面推动驱电路（5）中继电器J动作。

对于过载、短路控制电路（3），它的特点是刻度线性、线路简化，与反向整流器的输出端连接配有多个电阻的波段开关K，波段开关的输出端经电位器W₁连接同相运算放大器，与同相运算放大器的输出相连的，一路到延时积分电路和故障记忆电路，另一路到过载和运行状态指示电路。在正常情况下，经D₁、D₂、D₃负或门检出的信号经R₁₂……R₂₂与Vcc分压得到的多载信号偏“正”值，故同相运放IC₂输出高电平；当发生过载时，该负或门检出的信号“绝对值”增大，分压得到的负载信号偏负值运放IC₂输出由高电平经过反向积分电路积分延时后降低，使故障记忆电路中的比较器IC₃输出由“高”变“低”，经由R₃₆、R₃₇、T₂（PNP三极管）驱动，其输出由“高”跟随变“低”，从而推动继电器J动作。

对于漏电控制电路［4］，它的特点是除有一个由二极管和电阻电容构成的漏电检测电1路外，在它的输出端接有一个故障记忆电路和运放IC₄构成的电压比较器。在正常情况下，IC₄上没有信号电压，Vcc经R₄₁使IC₄输出高电平；发生漏电，交流漏电信号经D₂₂反向整流，在C₁₀上产生负极性信号电压，使IC₄“＋”端变得低于V（－），IC₄输出低电平，驱动电路继电器J动作。同时经二极管D₂₅实现故障记忆功能。

对于输出驱动电路［5］，由二极管、三极管、电阻、电容构成的负或门和继电器J组成，是断相、过载、短路、漏电保护的执行电路。

该种负逻辑单片集成化电动机保护器，可以广泛用于多种工况条件下的电动机保护。由于它采用负逻辑、单片集成电路，使得线路简单、成本低，制造工艺简单，保护器使用时功耗低、寿命长、可靠性较高，必将产生显著的经济效益。

Claims (4)

1、一种负逻辑单片集成化电动机保护器，由信号检测控制电路[1]、断相控制电路[2]、过载、短路控制电路[3]、漏电控制电路[4]、输出、驱动电路[5]、电源电路[6]所组成，其特征在于：

①信号检测电路[1]，由三个电流互感器、正反向整流电路、滤波器构成，

②断相控制电路[2]，由分压器、负或门、电压比较器和比较器保护电路构成，

③过载、短路控制电路[3]，由波段开关电位器组合电路、同相运算放大器、反向积分电路、过载和运行指示电路、故障记忆电路所构成，

④漏电控制电路[4]，由信号检测电路和故障记忆保护电路所构成，

⑤输出、驱动电路[5]，由负或门电路和驱动电路所构成，

⑥构成多个电路的集成电路为一片运算放大器，

电源电路[6]分别接上述功能电路(1)～(5)，信号检测控制电路[1]的输出端与过载、短路控制电路[3]的波段开关及断相控制电路[2]的分压器输入端相连电路(2)和电路(3)输出端，与输出控制驱动电路[5]相连，漏电控制电路[4]有单独的检测电路，直接检测漏电信号，经过故障记忆和运放器翻转使电路[5]输出、驱动。

2、根据权利要求1所述保护器，其特征在于信号检测控制电路［1］中的电流互感器DH₁～DH₃的线圈为单一绕组，正、反向整流器由D₁～D₆组成，电流互感器DH₁～DH₃一端接地，另一端分别与正负向整流器D₁～D₃的负极、D₄～D₆的正极相接，D₁～D₆的另一端与滤波器相连。

3、根据权利要求1所述的保护器，其特征在于断相控制电路［2］中由R₁～R₆组成的分压器、二极管D₇～D₉和电阻R₇组成的断相信号检测的负或门，一个电压比较器和断相指示灯组成，负或门前接分压器，后接电压比较器，其输出端与电路（5）输入端相接。

4、根据权利要求1所述的保护器，其特征在于过载、短路控制电路［3］中的开关电路是多档电阻切换的波段开关K与电位器W₁组成，由1／4的运算放大器IC₂、R₂₄～R₂₆构成的同相运算放大器、由D₁₅、D₁₆、R₃₁～R₃₃、C₉组成的反向积分电路、由D₁₈～D₂₀、R₂₇～R₃₀、T₃组成的过载和运行状态指示电路、由D₁₇、IC₃、R₃₄、R₃₅组成的故障记忆电路所构成，波段开关K的输出端连接同相运算放大器，与同相运算放大器的输出端相连的有二路，一路到反相积分电路和故障记忆电路，另一路和过载、运行状态指示电路相连。

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