CN2195816Y

CN2195816Y - 电动机断相过载保护器

Info

Publication number: CN2195816Y
Application number: CN 94242334
Authority: CN
Inventors: 汪贤林; 杨香波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1994-08-02
Publication date: 1995-04-26
Anticipated expiration: 2004-08-02

Abstract

本实用新型涉及一种三相电动机的保护装置。它的信号监测判别电路能分别对电机三相回路中任一相或任几相的断相、过载故障作出反应，通过开关控制电路使常闭触点继电器断开，进而控制交流接触器切断三相电源，保护电动机。本实用新型设计的反时限延时电路和延时开门电路则有效地保障了电动机的正常使用。本实用新型能有效地对采用“星形” 或“三角形”接法的三相电动机实行断相、过载、短路保护。

Description

本实用新型涉及一种电动机断相过载保护装置。

三相交流电动机在全社会的方方面面应用极广，断相故障也极易发生，因缺相运行烧毁电机的事故很普遍。现有的电动机断相保护装置仅能适用于“星形”接法电动机，无法对“三角形”接法的电动机起到断相过载保护。

本实用新型的目的是提供一种能为三相电动机普遍适用的断相过载保护器。

为实现上述目的本实用新型的技术方案是这样的，它由信号监测判别电路、反时限延时电路、开关控制电路、延时开门电路、稳压电源电路以及三相交流接触器组成，（1）信号监测判别电路由相互并行且完全相同的三相电路组成，每组电路分别检测三相电动机中的每相回路，每一组信号监测判别电路还可细分为信号监测电路、断相判别电路、过载判别电路，现具体描述一组信号监测判别电路，（a）信号监测电路由互感线圈LH1、限流电阻Rf1、桥式全波整流D1－D4、滤波电容C1组成，互感线圈LH1两端并接Rf1后接至桥式全波整流电路的输入端，滤波电容C1则并接在桥式全波整流电路的输出端，而三相电机的某一相回路穿过互感线圈LH1，当电机正常运行时，一次电流通过互感器感应，在互感器的次极两端输出与电机电流成正比的交流感应电压；经桥式全波整流和滤波后输出直流监测控制信号，当电动机的负载增大时，互感器输出的电压增大，直流监测控制信号也随之升高；（b）断相判别电路由三极管T1分压偏置电阻R1、R2、R3和集电极负载电阻R4以及输出二极管D16组成，分压电阻R1、R2串接，两端接至整流滤波的输出端，R3一端接至R1、R2的连接点，另一端接至T1基极，T1的发射极接地，T1的集电极通过R4与电源E＋相接，输出二极管D16的正极与T1集电极相连，当电机正常运行时，由于R1和R2的串联分压，通过R3加到T1的基极，使T1饱和导通，T1集电极输出低电平，当电动机正常运行时突然断相，互感器的次级无电压输出，感应电压为零，T1基极无电压，T1截止，集电极输出高电平，经D16送反时限延时电路输入端；（c）过载判别电路由R30、W1和T2、R5、D15组成，固定电阻R30与电位器W1串连后接至整流滤波电路输出端，W1的动片则与T2的基极相连，T2的集电极与E＋相接，T2的发射极通过R5接地，输出二极管D15的正极与T2发射极相接，调整W1，可使电动机工作电流大于1.2倍额定电流值时，T2饱和导通，发射极输出高电平，经D15送至反时限延时电路；（2）反时限延时电路由稳压管CW1、CW2、R6和C4组成，R6和C4构成积分电路，CW1和CW2首尾端接，CW1的负极端作为反时限延时电路的输入端，与三组信号监测判别电路的6只输出二极管的负极相连，CW2的正极作为反时限延时电路的输出端，电阻R6并接在CW2两端，C4的一端与CW2的正极端相连，另一端接地，调整R6、C4的阻值、电容量，可与电动机过载特性相配合，当电动机工作时发生意外短路时，CW2直接击穿导通迅速切断电源；（3）开关控制电路由T7、T8、R7、R8、R9、R10、C5、D13、D14继电器J组成，T7的基极经R7与反时限延时电路输出端相接，T7的基极经R8接地，T7的发射极经D13接地，D13的正极与发射极相连，T7的集电极经R9接电源E＋、T7的集电极还经R10与T8的基极相连，T8的基极另经C5接T7、T8的发射极，T8的集电极经继电器J与E＋相接，二极管D14并接在继电器的输入输出两端，当电动机出现断相或过载故障时，反时限延时电路即可接受到D15－D20输出的高电平，通过R7加到T7的基极，T7饱和导通，T8则截止，T8集电极电流为零，电机正常运行时，处于闭合状态的继电器J因失去维持电流而释放断开，进而切断了三相交流接触器吸合回路，把三相交流电切断，达到保护电动机目的；（4）延时开关电路由三极管T9、T10、积分延时电路组成，T10的发射极接地，T10集电极经R23与稳压电源中整流器QL正极输出端相接，R21、C6串联后接至QL正极端与地线之间，D21并接在R21两端，R22和CW3串接，CW3的正极接至T10基极，R22的另一端接至R21和C6的连接点，T10的基极经R24接地，T10的集电极还经R25和D22的串接支路接至T9的基极，T9的基极经R26接地，T9的发射极接地，T9的集电极则接至开关控制电路的输入端，即CW2与R7的连接点处，由于电动机在起动过程中，有相当大的起动电流，当刚合上电源时，电容C6正极电流不能突变，T9饱和导通，此时，信号监测判别电路经反时限延时电路送至开关控制电路输入端的高电平不能立即加到T7的基极，因而继电器J处于常闭吸合，电机正常起动，随着C6充电，T10的基极电位逐渐升高，经过时间t后，T10饱和导通，集电极输出低电平，使T9截止，封门打开，调整R21和C6可改变封门打开时间；（5）稳压电源电路由变压器B、全波整流电路QL、三端稳压管μA7812和滤波电路组成，变压器B的次极两端接至全波整流器QL的输入端，QL的输出端先并接由C9、C10组成的滤波电路，三端稳压管的中心接地端接地，另外两端中的输入端接整流器QL的输出端，输出端作为电源的输出端E＋，在输出端，并接在输出端与地线之间的C7、C8组成了两次滤波电路。

本实用新型优点在于：它是通过互感器来分别监测三相回路的，当采用“星形”或“三角形”接法的三相电动机中任一相或任几相发生断相、过载均能起到保护作用。本实用新型设计的延时开关电路有效保障了三相电动机的正常使用，反时限延时电路有效防止了严重过载对电机造成的损坏。

下面结合附图介绍本实用新型的一个最佳实施例。

附图1是本实用新型电气原理图。

实施例：给出了适用于7.5千瓦三相电动机的断相过载保护器，电气原理图见附图1，其中，各元器件参数值为：

磁环（LH1－LH3）：R2K 31×18×7；

续电器（J）：JQX－16F2ZC12；

三端稳压块（UA）：μA7812；

整流元桥（QL）：W02F1A50V；

三极管（T1－T10）：S9013；

稳压管（CW3）：2CW370、0.5W、7.5V；

稳压管（CW1、CW2）：2CW2861W、2.4V、5.1V；

二极管（D1－D12）：2AP9；

二极管（D13、D14、D21）：1N4001；

二极管（D15－D20、D22）：N4148；

电容（C1－C3）：330μ／16V；

电容（C4、C6、C7）：470μ／16V；

电容（C4）：2200μF；

电容（C10）：470μ／25V；

电容（C5）：10μ／16V；

电容（C8、C9）：0.33μ／63V；

电位器（W1－W3）：SW20、1K；

电阻（R1、R11、R7、R16、R22、R27－R32）：RT1／4、1K；

电阻（R2－R4、R12－－R14、R17－R19、R23、R25）：RT1／4、10K；

电阻（R5、R9、R10、R15、R20）：RT1／4、5.1K；

电阻（R6、R8、R24、R26）：RT1／4、100K；

电阻（R21）：RT1／4、10K；

发光管（LED1－LED3，三色）：

5；

本实例中，反时限延时电路的时间常数t＝180秒，延时开门电路的时间常数t＝5－7秒。具体操作步骤使用过程为：通电后，按下带锁停止按钮TA，电源指示灯（黄色）LED3发光，这时按启动按钮QA，即可启动电机，此时正常运行指示灯（绿色）LED2发光，如果按下启动按钮，交流接触器不吸合，表明封门时间已过。这时需重新按停止按钮，使黄灯灭，然后再按停止按钮，此时黄灯又亮，随即按启动按钮，使电动机启动。电动机正常运行时，A、B、C三相任意断掉某相即出现断相故障时，在5秒钟内，电源被切断，跳闸指示灯（红色）LDE2发光。当出现电动机过载即负载超过额定电流值的1.2倍情况，持续180秒钟，电源被切断，LED2发光。当电动机发生意外短路故障时，反时限延时电路中CW2被击穿，电源被迅速切断，LED2发光，避免电动机的烧坏。

Claims

1、一种电动机断相过载保护器，它由信号监测判别电路、反时限时延电路、开关控制电路、延时开门电路、稳压电源电路以及三相交流接触器组成，

(1)信号监测判别电路由相互并行且完全相同的三组电路组成，每组电路分别检测三相电动机中的每相回路，每一组信号监测判别电路还可细分为信号监测电路、断相判别电路、过载判别电路，现具体描述一组信号监测判别电路，

(a)信号监测电路由互感线圈LH1、限流电阻Rf1、桥式全波整流D1-D4、滤波电容C1组成，互感线圈LH1两端并接Rf1后接至桥式全波整流电路的输入端，滤波电容C1则并接在桥式全波整流电路的输出端，而三相电机的某一相回路穿过互感线圈LH1，当电机正常运行时，一次电流通过互感器感应，在互感器的次极两端输出与电机电流成正比的交流感应电压，经桥式全波整流和滤波后输出直流监测控制信号，当电动机的负载增大时，互感器输出的电压增大，直流监测控制信号也随之升高；

(b)断相判别电路由三极管T1分压偏置电阻R1、R2、R3和集电极负载电阻R4以及输出二极管D16组成，分压电阻R1、R2串接，两端接至整流滤波的输出端，R3一端接至R1、R2的连接点，另一端接至T1基极，T1的发射极接地，T1的集电极通过R4与电源E+相接，输出二极管D16的正极与T1集电极相连，当电机正常运行时，由于R1和R2的串联分压，通过R3加到T1的基极，使T1饱和导通，T1集电极输出低电平，当电动机正常运行时突然断相，互感器的次级无电压输出，感应电压为零，T1基极无电压，T1截止，集电极输出高电平，经D16送反时限延时电路输入端；

(c)过载判别电路由R30、W1和T2、R5、D15组成，固定电阻R30与电位器W1串连后接至整流滤波电路输出端，W1的动片则与T2的基极相连，T2的集电极与E+相接，T2的发射极通过R5接地，输出二极管D15的正极与T2发射极相接，调整W1，可使电动机工作电流大于1.2倍额定电流值时，T2饱和导通，发射极输出高电平，经D15送至反时限延时电路；

(2)反时限延时电路由稳压管CW1、CW2、R6和C4组成，R6和C4构成积分电路，CW1和CW2首尾端接，CW1的负极端作为反时限延时电路的输入端，与三组信号监测判别电路的6只输出二极管的负极相连，CW2的正极作为反时限延时电路的输出端，电阻R6并接在CW2两端，C4的一端与CW2的正极端相连，另一端接地，调整R6、C4的阻值、电容量，可与电动机过载特性相配合，当电动机工作时发生意外短路时，CW2直接击穿导通迅速切断电源；

(3)开关控制电路由T7、T8、R7、R8、R9、R10、C5、D13、D14继电器J组成，T7的基极经R7与反时限延时电路输出端相接，T7的基极经R8接地，T7的发射极经D13接地，D13的正极与发射极相连，T7的集电极经R9接电源E+、T7的集电极还经R10与T8的基极相连，T8的基极另经C5接T7、T8的发射极，T8的集电极经继电器J与E+相接，二极管D14并接在继电器的输入输出两端，当电动机出现断相或过载故障时，反时限延时电路即可接受到D15-D20输出的高电平，通过R7加到T7的基极，T7饱和导通，T8则截止，T8集电极电流为零，电机正常运行时，处于闭合状态的继电器J因失去维持电流而释放断开，进而切断了三相交流接触器吸合回路，把三相交流电切断，达到保护电动机目的；

(4)延时开关电路由三极管T9、T10、积分延时电路组成，T10的发射极接地，T10集电极经R23与稳压电源中整流器QL正极输出端相接，R21、C6串联后接至QL正极端与地线之间，D21并接在R21两端，R22和CW3串接，CW3的正极接至T10基极，R22的另一端接至R21和C6的连接点，T10的基极经R24接地，T10的集电极还经R25和D22的串接支路接至T9的基极，T9的基极经R26接地，T9的发射极接地，T9的集电极则接至开关控制电路的输入端，即CW2与R7的连接点处，由于电动机在起动过程中，有相当大的起动电流，当刚合上电源时，电容C6正极电流不能突变，T9饱和导通，此时，信号监测判别电路经反时限延时电路送至开关控制电路输入端的高电平不能立即加到T7的基极，因而继电器J处于常闭吸合，电机正常起动，随着C6充电，T10的基极电位逐渐升高，经过时间t后，T10饱和导通，集电极输出低电平，使T9截止，封门打开，调整R21和C6可改变封门打开时间；

(5)稳压电源电路由变压器B、全波整流电路QL、三端稳压管μA7812和滤波电路组成，变压器B的次极两端接至全波整流器QL的输入端，QL的输出端先并接由C9、C10组成的滤波电路，三端稳压管的中心接地端接地，另外两端中的输入端接整流器QL的输出端，输出端作为电源的输出端E+，在输出端，并接在输出端与地线之间的C7、C8组成了两次滤波电路。