CN2152333Y

CN2152333Y - 异步电动机全功能保护器

Info

Publication number: CN2152333Y
Application number: CN 93225360
Authority: CN
Inventors: 姚光耀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-20
Filing date: 1993-03-20
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2003-03-20

Abstract

一种包含由传感元件、二极管、三极管、电阻、电容、稳压管、放大器、比较器和可控硅等电子元件构成的过载、过压和欠压信号电路、漏电短路信号电路和缺相信号电路、执行电路和稳压电路的异步电动机全功能保护器。其特征在于所述的过载、过压和欠压信号电路，漏电短路信号电路和缺相信号电路均由取样放大电路和与该取样放大电路输出端相连的比较输出电路两部分组成，设置有将上述三种信号电路输出端与执行电路相连的与门/与非门逻辑运算电路。

Description

本实用新型是关于异步电动机的保护装置。

异步电动机常因过载、超压、欠压、缺相、漏电短路等原因而烧毁，为此出现了各种类型的异步电动机保护装置。这些电动机的保护装置一般均为单功能的，如过载（包含超压和欠压）保护器、缺相保护器和漏电短路保护器。虽然因缺相引起的电动机烧毁事故约占60％，但过载和漏电短路引起的电动机烧毁事故也不少。为了全面地保护异步电动机，必须至少安装具有防过载、缺相和漏电短路功能的保护装置。随着二极管、三极管、电容、电阻等电子元件的微型化和集成电路的出现，上述各种单功能的电动机保护装置也日趋小型。但各个单功能的保护器本身虽小，可它们必须通过各自的继电器来控制电动机的电源电路，这一来结构就显庞大，安装也不便，且意味着成本的增加。

本实用新型的目的在于提供一种由各种电子元件构成的具有防过载、过压、欠压、缺相和漏电短路多种保护功能，並只有一个共同执行电路的异步电动机保护装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种包含由传感元件、二极管、三极管、电阻、电容、稳压管、放大器、比较器和可控硅等电子元件构成的过载、过压和欠压信号电路，缺相信号电路，漏电短路信号电路，执行电路和稳压电源电路的异步电机全功能保护器，其特征在于所述的过载、过压和欠压信号电路，漏电短路信号电路和缺相信号电路均由取样放大电路和与该取样放大电路输出端相连的比较输出电路两部分组成，设置有将上述三种信号电路输出端与执行电路相连的与门／与非门逻辑运算电路。

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的电路框图。

图2是实施例1的线路图。

图3是实施例2的线路图。

本实用新型的电路框图如图1所示。图中标号1——过载、过压和欠压的取样放大电路12——过载、过压和欠压的比较输出电路；4——漏电短路的取样放大电路；5——漏电短路的比较输出电路；6——缺相的取样放大电路；7——缺相的比较输出电路；8——与门／与非门逻辑电路；9——执行电路；3——稳压电源电路。

实施例1（见图2）。过载、过压和欠压信号电路由取样放大电路1和比较输出电路2两部分组成。取样放大电路1包含传感元件RD，二极管D₂、D₃和D₄，电阻R₂、R₃、R₄和R₅，电容C，电位器W₁和放大器A₁。传感元件RD由康铜线构成，它串接在异步电动机电源电路中。电容C和电阻R₂串接在传感元件RD一端和放大器A₁的正相输入端之间。电阻R₅两端分别与放大器A₁的负相输入端和输出端相连。电阻R₄一端与放大器A₁负相输入端相连，其另一端与传感元件RD的另一端共同与稳压电源电路3的负极相连。反向设置的二极管D₂和D₃、以及与电阻R₃串联的电位器W₁的一端分别与相连在电容C和电阻R₂间的连线上。二极管D₂和D₃，以及电阻R₃的另一端与稳压电源电路3的负极相连。二极管D₄正向设置在放大器输出端。比较输出电路2包含电阻R₆、R₇、R₈和R₉电容C₁和比较器A₂。电阻R₆一端与二极管D₄正向输出端相连，另一端与比较器A₂负相输入端相连。电容C₁和电阻R₇一端与比较器A₂负相输入端相连，它们的另一端接稳压电源负极。电阻R和R₈串接在稳压电源电路3的正负极之间。电阻R和R₃中间连线与比较器A₂正相输入端相连。电阻R与被保护的电机功率大小有关。为扩大本实用新型对电机功率大小的适应性，可並联设置若干不同阻值的电阻R，由选择开关K₁将其与电阻R₈及比较器A₂的正相输入相连。稳压电源电路3包含电容C₄和C₅、二极管D₁、稳压管DW₁和DW₂、电阻R₁。稳压电源电路3的两输入端a和b分别接一相火线。漏电短路信号电路包含取样放大电路4和比较输出电路5。取样放大电路4包含感应线圈L₁，二极管D₅、D₆和D₇，电阻R₉、R₁₀、R₁₁和R₁₂，放大器A₃，感应线圈L₁为环形互感器的一部份，它一端通过电阻R₁₀与放大器正相输入端相连，另一端接稳压电源负极。反向设置的二极管D₅和D₆、以及电阻R₉的一端分别与感应线圈L₁和电阻R₁₀的连线相连，它们的另一端分别与稳压电源负极相连。电阻₁₂两端分别与放大器A₃的输出端和负相输入端相连。二极管D₇正向与放大器A₃输出端相连。比较输出电路5包含电阻R₁₃、R₁₄、R₁₅和R₁₆，电容C₂和比较器A₄。电阻R₁₃一端与取样放大电路4的二极管D₇输出端相连，另一端与比较器A₄负相输入输相连。电容C₂和电阻R₁4的一端连于电阻R₁₃至比较器A₄负相输入端的连线上，它们的另一端与稳压电源负极相连。电阻R₁₅和R₁₆串接在稳压电源的正负极之间。比较器A₄的正相输入端与电阻R₁₅和R₁₆的连线相连。缺相信号电路由取样放大电路6和比较输出电路7两部分。取样放大电路6由三个结构相同的独立电路构成。每个独立电路包含一个电感线圈L₂（L₃或L₄）、一个二极管D₈（D₉或D₁₀）、三个电阻R_17～19（R_21～23或R_25～27）和一个放大器A₅（A₆或A₇）。电感线圈L₂、L₃和L₄分别为三个饱和型互感器的次级线圈。电感线圈L₂、电阻R₁₇和R₁₉的一端与稳压电源负极相连。电感线圈L₂另一端通过正向设置的二极管D₈和电阻R₁₈与放大器A₅正相输入端相连。电阻R₁₇的另一端连接于二极管D₈和电阻R₁₈之间。电阻R₁₉的另一端与放大器A₅负相输入端相连。比较输出电路7为与门逻辑运算电路Y₁。设置有将过载、过压和欠压信号电路、漏电短路信号电路和缺相信号电路输出端与执行电路9相连的与门逻辑运算电路Y₂。与门逻辑运算电路Y₂的三个进口端分别与比较器A₂和A₄、以及与门逻辑运算电路Y₁的输出端相连，其输出端与执行电路9中的电阻R₂₉一端相连。执行电路9包含电阻R₂₉和₃₀，电容C₃，三极管BG，双向可控硅KG。电阻R₂₉的另一端分别与三极管BG的基极和电容C₃正端相连。电容C₃的负端连稳压电源负极。三极管BG的集电极分别与双向可控硅KG的控制极和电阻R₃₀的一端相连，其发射极与稳压电源负极相连。电阻R₂₉另一端与稳压电源正极相连。双向可控硅KG和继电器丁串接在二相火线之间。异步电动机正常工作时，放大器A_5～6均输出高电平经与门逻辑运算电路Y₁比较后输出高电平；比较器A₂和A₄输出的也是高电平。同样，与门逻辑运算电路Y₂也输出高电平。三极管BG导通，而双向可控硅KG截止，继电器J不通电。当电动机缺相时，该相取样放大电路输出低电平，则与门逻辑运算电路Y₁输出低电平。同理，与门逻辑运算电路Y₂也输出低电平，三极管BG截止，双向可控硅KG导通，继电器J通电，吸开闸刀，切断电动机电源。可见，三种信号电路中，只要有一个信号电路输出低电平（即有故障因素出现），与门逻辑运算电路Y₂就输出低电平，使继电器J动作，以保护电动机。与门逻辑运算电路Y₂和Y₁可采用现有的集成电路或由二极管、三极管和电阻等独立元件组成。

实施例2（见图2）。本实施例的稳压电源电路3，执行电路9、过载、过压和欠压信号电路，漏电短路信号电路均如实施例1所述。缺相信号电路由取样放大电路10和比较输出电路11两部分组成。取样放大电路10由三个结构相同的独立电路构成。每个独立电路包含一个电感线圈L₂（L₃或L₄）、一个二极管D₈（D₉／D₁₀）、四个电阻R_17～20（R_21～24／R₂₅～28）和一个放大器A₅（A₆／A₇）。电感线圈L₂、L₃和L₄分别为三个饱和型互感器的次级线圈。电感线圈L₂、电阻R₁₇和R₁₉的一端与稳压电源负极相连。电感线圈L₂另一端通过正向设置的二极管D₈和电阻R₁₈与放大器A₅正相输入端相连。电阻R₁₇的另一端连接于二极管D₈和电阻R₁₈之间。电阻R₁₉的另一端与放大器A₅负相输入端相连。电阻R₂₀的二端分别与放大器A₅的负相输入端和输入端相连。比较输出电路11包含与非门逻辑运算电路Y₃、非门逻辑运算电路Y₄、二极管D₁₁和D₁₂、或非门逻辑运算电路Y₅。与非门逻辑运算电路Y₃的三个输入端分别与放大器A₅、A₆和A₇的输出端相连，其输出端则与非门逻辑运算电路Y₄输入端相连。非门逻辑运算电路Y₄的输出端正向连接二极管D₁₁，或非门逻辑运算电路Y₅的三个输入端分别与放大器A₅、A₆和A₇的输出端相连，其输出端正向连接二极管D₁2。二极管D₁₁和D₁₂的正向输出端并联后作为比较输出电路11的输出。在过载、过压和欠压信号电路、漏电信号电路、缺相信号电路与执行电路9之间设置有与非门逻辑运算电路Y₆。与非门逻辑运算电路Y₆的三个输入端分别与比较器A₂和A₄、以及比较输出电路11的输出端相连，其输出端则与执行电路9中的电阻R₂₉的一端相连。当接通稳压电源电路3的输入端a和b时，比输器A₂和A₄输出高电平，而电动机尚未接通三相电源，放大器A_5～7则输出低电平。虽然经与非门逻辑运算电路Y₃、非门逻辑运算电器Y₄和二极管D₁₁输出的是低电平，但或非门逻辑运算电路Y₅输出的是高电平，故比较输出电路11输出的是高电平，与非门逻辑运算电路Y₆将输出低电平，三极管BG截止，双向可控硅KG导通，继电器J通电吸合电动机开关使其运转。电动机正常运转时，放大器A_5～7输出的虽是高电平，但经比较输出电路11后仍输出高电平。继电器J始终通电吸合电动机开关。比较输出电路11只有在三个放大器A_5～7的输出不一致时才会输出低电平。同样三输入与非逻辑运算电路Y₆只要三个输入不相一致时才输出低电平，使三极管BG导通，双向可控硅KG截止，继电器J失电，电动机开关断开。非门逻辑运算电路Y₄可用与非门／或非门逻辑运算电路替代。与非门逻辑运算电路Y₃和非门逻辑运算电路Y₄可合并为与门逻辑运算电路Y₁代替。与非门逻辑运算电路Y₃和Y₆采用MOS型集成电路。或非门逻辑运算电路Y₅可采用集成电路，也可用二极管、三极管和电阻等独立元件构成。

本实用新型具有体积小、功能全的优点，不仅价格低廉，而且安装方便，对电动机自动进行保护。

Claims

1、一种包含有由传感元件、二极管、三极管、电阻、电容、稳压管、放大器、比较器和可控硅等电子元件构成的过载、过压、欠压信号电路，缺相信号电路，漏电短路信号电路，执行电路和稳压电源的异步电机全功能保护器，其特征在于上述三种信号电路均由取样放大电路和与该取样放大电路输出端相连的比较输出电路两部分组成，设置有将上述三种信号电路输出端与执行电路相连的与门/与非门逻辑运算电路。

2、根据权利要求1所述的异步电动机全功能保护器，其特征在于所述的过载、过压和欠压信号电路的比较输出电路包含比较器A₂、一端与取样放大电路的二极管D₄相连另一端与比较器A₂负相输入端相连的R₆、并联在比较器A₂负相输入端和稳压电源负极之间的电容C₁和电阻R₇、串接在稳压电源正负极之间，并以其中间接点与比较器A₂正相输入端相连的电阻R和R₈。

3、根据权利要求1所述的异步电动机全功能保护器，其特征在于所述的漏电短路信号电路的比较电输出电路包含比较器A₄、一端与取样放大电路的二极管D₇相连另一端与比较器A₄负相输入端相连的电阻R₁₃、并联在比较器A₄负相输入端和稳压电源负极之间的电容C₂和电阻R₁₄、串接在稳压电源正负极之间並以其中间接点与比较器A₄正相输入端相连的电阻R₁₅和R₁₆。

4、根据权利要求1所述的异步电动机全功能保护器，其特征在于所述的缺相信号电路的比较输出电路是与门逻辑电路。

5、根据权利要求1所述的异步电动机全功能保护器，其特征在于所述的缺相信号电路的比较输出电路包含串联的与非门逻辑运算电路、非门／与非门／或非门逻辑运算电路和二极管D₁₁，串联的或非门逻辑运算电路和二极管D₁₂；二极管D₁₁和D₁₂输出端相连。