CN219611335U - 一种控制电路及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控制电路及控制系统，控制电路包括主电路、连接电路、第一控制回路以及第二控制回路，主电路包括接触器和断路器；接触器与断路器连接外部电源和电动机，主电路与连接电路、第一控制回路以及第二控制回路均连接，连接电路、第一控制回路和第二控制回路通过故障电流与接触器和/或断路器的工作电流控制电动机启动运行或停止运行。本实用新型通过连接电路、第一控制回路和第二控制回路控制电动机启动运行或停止运行，能够有效且全面的保护电动机及其所属的回路。

Description

一种控制电路及控制系统

技术领域

本实用新型涉及电路保护的技术领域，特别涉及一种控制电路及控制系统。

背景技术

低压异步电动机由于结构简单、制造容易、运行可靠、维护方便、效率高、价格低的优点，在工业电气中得到广泛的应用。低压异步电动机通常选用热继电器作为过载保护元器件，选用断路器作为短路保护元器件，具体为：当出现过负荷故障时，热继电器的常闭触点联锁断开接触器主触点，电动机停止运行；当出现短路故障时，断路器的瞬时脱扣器断开，电动机停止运行。

但，断路器的动作值一般为其额定电流的10～12倍，即故障电流至少要大于额定电流的10～12倍时断路器才能动作；而接触器用于电动机启停时，应选用AC-3类别，该类别的接触器最大分断能力为其额定电流的8倍，即接触器无法分断超过8倍额定电流的故障电流。

通常，断路器的额定电流与接触器的额定电流的取值比较接近。当电动机回路中的故障电流超过接触器额定电流的8倍但小于断路器额定电流的10～12倍时，即故障电流超过接触器的最大分断能力但未达到断路器的动作值时，断路器不会动作；若此时控制接触器断开，将导致接触器触点烧死或拉弧现象，导致接触器甚至其他元器件损坏。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种控制电路及控制系统，能够有效且全面的保护电动机及其所属的回路。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种控制电路，包括主电路、连接电路、第一控制回路以及第二控制回路，所述主电路包括接触器和断路器；

所述接触器与所述断路器连接外部电源和电动机，所述主电路与所述连接电路、所述第一控制回路以及所述第二控制回路均连接；

所述连接电路、所述第一控制回路和所述第二控制回路通过故障电流与所述接触器和/或所述断路器的工作电流控制所述电动机启动运行或停止运行。

在一种可能的实施方式中，所述连接电路包括电流互感器和过电流继电器，所述电流互感器的一次线圈与所述主电路串联，所述电流互感器的二次线圈与所述过电流继电器串联，所述过电流继电器的一端接地。

在一种可能的实施方式中，所述过电流继电器的整定值为所述接触器的分断电流的预设倍数，所述预设倍数为0.95；

所述过电流继电器的返回电流与所述整定值之间的比值属于0.85～1。

在一种可能的实施方式中，所述第一控制回路包括顺次连接的手动启动开关、手动停止开关、中间继电器的常闭触点以及接触器线圈，通过所述手动启动开关和手动停止开关控制所述电动机启动运行或停止运行。

在一种可能的实施方式中，所述第一控制回路还包括所述接触器的常开触点，所述接触器的常开触点与所述手动启动开关并联，以实现所述接触器的自保持。

在一种可能的实施方式中，所述主电路还包括热继电器，所述第二控制回路包括顺次连接的热继电器的常开触点、所述过电流继电器的常闭触点以及中间继电器线圈，所述过电流继电器的常开触点与分励脱扣器线圈串联，所述过电流继电器的常开触点和所述分励脱扣器线圈与所述过电流继电器的常闭触点和所述中间继电器线圈并联。

在一种可能的实施方式中，在控制电路中产生的故障电流小于所述接触器的分断电流时，所述热继电器的常开触点闭合，所述中间继电器线圈得电，所述中间继电器的常闭触点断开，所述接触器线圈失电，所述接触器断开，控制所述电动机停止运行。

在一种可能的实施方式中，在控制电路中产生的故障电流大于或等于所述接触器的分断电流，以及小于所述断路器的动作电流时，所述热继电器的常开触点闭合，所述过电流继电器的常闭触点断开，所述过电流继电器的常开触点闭合，所述分励脱扣器线圈得电，所述断路器断开，控制所述电动机停止运行。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种控制系统，包括如上述第一方面中任一所述的控制电路、外部电源以及电动机。

在一种可能的实施方式中，所述外部电源为三相四线制电源，所述电动机为三相异步电动机。

本实用新型实施例中，连接电路、第一控制回路和第二控制回路通过故障电流与接触器和/或断路器的工作电流控制电动机启动运行或停止运行，能够有效且全面的保护电动机及其所属的回路。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型所提供的一种控制电路的示意图。

附图标记：

1-主电路；11-接触器；12-断路器；13-热继电器；2-连接电路；21-电流互感器；22-过电流继电器；3-第一控制回路；31-手动启动开关；32-手动停止开关；33-中间继电器的常闭触点；34-接触器线圈；35-接触器的常开触点；4-第二控制回路；41-热继电器的常开触点；42-过电流继电器的常闭触点；43-中间继电器线圈；44-过电流继电器的常开触点；45-分励脱扣器线圈。

具体实施方式

此处参考附图描述本实用新型的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本实用新型的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与上面给出的对本实用新型的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本实用新型的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本实用新型的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本实用新型进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本实用新型的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本实用新型的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本实用新型的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本实用新型的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本实用新型模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本实用新型。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本实用新型的相同或不同实施例中的一个或多个。

本实用新型实施例提供的控制电路中，连接电路、第一控制回路和第二控制回路通过故障电流与接触器和/或断路器的工作电流控制电动机启动运行或停止运行，能够有效且全面的保护电动机及其所属的回路。为便于对本实用新型进行理解，首先对本实用新型提供的一种控制电路进行详细介绍。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的控制电路的示意图。参照图1可知，该控制电路包括主电路1、连接电路2、第一控制回路3以及第二控制回路4，主电路1包括接触器11和断路器12，其中，该接触器11为交流接触器，断路器12为低压断路器。

可选地，接触器11与断路器12连接外部电源和电动机，其中，外部电源为三相四线制电源，电动机为三相低压异步电动机。如图1示出的，L1、L2、L3为三相四线制电源中的相线，N为三相四线制电源中的中性线，PE为三相四线制电源中的保护线，U、V、W为三相低压异步电动机的三个输入端相线。本实用新型实施例中，外部电源的三个相线和电动机的三个相线通过接触器11和断路器12连接，以使得外部电源为电动机供电。

继续参照图1，主电路1与连接电路2、第一控制回路3以及第二控制回路4均连接。具体地，连接电路2包括电流互感器21和过电流继电器22，主电路1与所述连接电路2连接时，电流互感器21的一次线圈与主电路1串联，如图1示出的，该电流互感器21的一次线圈串联在外部电源的L3相线和电动机的W相线的连接线上，电流互感器21的二次线圈与过电流继电器22串联，也即电流互感器21的二次线圈的两端分别与过电流继电器22的两端连接，并且，过电流继电器22的一端接地。

本实用新型实施例中，过电流继电器22可以设置为电磁式电流继电器。也就是说，当电流升高至整定值或大于整定值时，过电流继电器22便执行第一预设动作，如动合触点闭合，动断触点断开；当电流下降到某一值时，过电流继电器22便执行第二预设动作，如动合触点断开，动断触点闭合，此时，过电流继电器22返回的电流值称为返回电流，并且，该过电流继电器22的返回电流与整定值之间的比值属于0.85～1。

其中，过电流继电器22的整定值为接触器11的分断电流的预设倍数，预设倍数为0.95，其中，该0.95为对历史数据进行分析得到的，其能够确保控制电路中产生故障电流时，即便故障电流大于接触器11的分断电流，接触器11也不进行动作。

继续参照图1，第一控制回路3包括顺次连接的手动启动开关31、手动停止开关32、中间继电器的常闭触点33以及接触器线圈34，主电路1与第一控制回路3连接时，手动启动开关31的一端与主电路1中外部电源的一个相线连接，手动启动开关31的另一端与手动停止开关32的一端连接，手动停止开关32的另一端与中间继电器的常闭触点33的一端连接，中间继电器的常闭触点33的另一端与接触器线圈34的一端连接，触点的另一端与接触器线圈34的另一端与外部电源的中性线连接，进而形成回路。通过该回路便能够通过手动启动开关31和手动停止开关32控制电动机启动运行或停止运行。

在具体实施中，第一控制回路3还包括接触器的常开触点35，该接触器的常开触点35与手动启动开关31并联，也即接触器的常开触点35的两端分别与手动启动开关31的两端连接，以实现接触器11的自保持。

作为其中一个示例地，主电路1还包括热继电器13，第二控制回路4包括顺次连接的热继电器的常开触点41、过电流继电器的常闭触点42以及中间继电器线圈43，主电路1与第二控制回路4连接时，热继电器的常开触点41的一端与主电路1中外部电源的一个相线连接，也即热继电器的常开触点41的一端与手动启动开关31的一端连接，热继电器的常开触点41的另一端与过电流继电器的常闭触点42的一端连接，过电流继电器的常闭触点42的另一端与中间继电器线圈43的一端连接，中间继电器线圈43的另一端与外部电源的中性线连接，进而形成第二控制回路4中的部分回路。

同时，第二控制回路4还包括电流继电器的常开触点与分励脱扣器线圈45，并且，过电流继电器的常开触点44与分励脱扣器线圈45串联，过电流继电器的常开触点44和分励脱扣器线圈45与过电流继电器的常闭触点42和中间继电器线圈43并联，也就是说，过电流继电器的常开触点44的一端与热继电器的常开触点41的另一端、过电流继电器的常闭触点42的一端均连接，过电流继电器的常开触点44的另一端与分励脱扣器线圈45的一端连接，分励脱扣器线圈45的另一端与外部电源的中性线连接，进而形成第二控制回路4中的又一部分回路。

本实用新型实施例通过设置主电路1与连接电路2、第一控制回路3以及第二控制回路4均连接，连接电路2、第一控制回路3和第二控制回路4通过故障电流与接触器和/或断路器的工作电流控制主电路1中电动机的启动运行或停止运行。

在实际应用中，存在电动机过负载或短路等情况，此时控制电路便会产生故障电流，本实用新型实施例提供的控制电路会针对不同的故障电流来保护电动机等元器件。

在具体实施中，手动控制手动启动开关31闭合，接触器线圈34得电，接触器的常开触点35闭合，主电路1中的接触器11导通，电动机得电并启动运行。在电动机发生过负载或短路等情况时，获取控制电路中产生的故障电流，并对比该故障电流与接触器11的分断电流之间的大小。

作为其中一个示例地，在控制电路中产生的故障电流小于接触器11的分断电流时，热继电器的常开触点41闭合，中间继电器线圈43得电，中间继电器的常闭触点33断开，接触器线圈34失电，接触器11断开，控制电动机停止运行。

在又一示例地，在控制电路中产生的故障电流大于或等于接触器11的分断电流，以及小于断路器12的动作电流时，热继电器的常开触点41闭合，过电流继电器的常闭触点42断开，过电流继电器的常开触点44闭合，分励脱扣器线圈45得电，断路器12断开，控制电动机停止运行。

在又一示例地，在控制电路中产生的故障电流大于断路器12的动作电流时，断路器12直接断开，控制电动机停止运行。

由上，通过连接电路2、第一控制回路3和第二控制回路4控制电动机启动运行或停止运行，能够有效且全面的保护电动机及其所属的回路。具体为通过过电流继电器的常闭触点42以及过电流继电器的常开触点44来控制电动机停止运行，使得即便在控制电路中产生的故障电流大于或等于接触器11的分断电流，以及小于断路器12的动作电流时，也能够控制电动机停止运行，避免接触器11甚至其他元器件损坏，达到了保护元器件的目的。

为了确保电动机及其所属回路的安全性，控制电路中的每个元器件需要适配于电动机的属性参数。作为其中一个示例地，在电动机的功率为37kW，功率因数为0.85时，接触器11选用AC-3型，其额定电压为AC-380V，额定电流为95A，线圈电压为AC-220V；断路器12选用塑壳断路器，其额定电压为AC-380V，额定电流为100A；热继电器13的电流整定值的范围为63～80A；电流互感器21的一次线圈与二次线圈的变比为100/1；过电流继电器2的额定电压为AC-220V，返回系数也即返回电流与整定值之间的比值为0.85～1，电流整定值为7.2A；手动启动开关31的额定电压为AC-220V；手动停止开关32的额定电压为AC-220V；中间继电器线圈43的额定电压为AC-220V；分励脱扣器线圈45的额定电压为AC-220V。值得说明的是，上述仅为一个示例，在实际应用中可以根据实际需求来选取每个元器件，以使控制电路中的每个元器件均能够起到最佳效果来有效且全面的保护电动机及其所属的回路。

当然，为了进一步确保电路中元器件免受过载和短路电流的损坏，还可以在控制电路中设置熔断器，如图1中示出的，熔断器FU与第一控制回路3和第二控制回路4均连接，以辅助第一控制回路3和第二控制回路4保护电路中的元器件。

本实用新型实施例还提供了一种控制系统，包括如上述第一方面中任一的控制电路、外部电源以及电动机。并且，本实用新型实施例中的外部电源为三相四线制电源，电动机为三相异步电动机。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本实用新型的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本实用新型的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

本申请的权利要求和实施例中涉及到的方法步骤为现有技术，本申请的主要发明点在于结构和连接关系。以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本实用新型。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本实用新型的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本实用新型的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上对本实用新型多个实施例进行了详细说明，但本实用新型不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本实用新型构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本实用新型所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种控制电路，其特征在于，包括主电路、连接电路、第一控制回路以及第二控制回路，所述主电路包括接触器和断路器；

所述接触器与所述断路器连接外部电源和电动机，所述主电路与所述连接电路、所述第一控制回路以及所述第二控制回路均连接；

所述连接电路、所述第一控制回路和所述第二控制回路通过故障电流与所述接触器和/或所述断路器的工作电流控制所述电动机启动运行或停止运行。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述连接电路包括电流互感器和过电流继电器，所述电流互感器的一次线圈与所述主电路串联，所述电流互感器的二次线圈与所述过电流继电器串联，所述过电流继电器的一端接地。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述过电流继电器的整定值为所述接触器的分断电流的预设倍数，所述预设倍数为0.95；

所述过电流继电器的返回电流与所述整定值之间的比值属于0.85～1。

4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一控制回路包括顺次连接的手动启动开关、手动停止开关、中间继电器的常闭触点以及接触器线圈，通过所述手动启动开关和手动停止开关控制所述电动机启动运行或停止运行。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述第一控制回路还包括所述接触器的常开触点，所述接触器的常开触点与所述手动启动开关并联，以实现所述接触器的自保持。

6.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述主电路还包括热继电器，所述第二控制回路包括顺次连接的热继电器的常开触点、所述过电流继电器的常闭触点以及中间继电器线圈，所述过电流继电器的常开触点与分励脱扣器线圈串联，所述过电流继电器的常开触点和所述分励脱扣器线圈与所述过电流继电器的常闭触点和所述中间继电器线圈并联。

7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，在控制电路中产生的故障电流小于所述接触器的分断电流时，所述热继电器的常开触点闭合，所述中间继电器线圈得电，所述中间继电器的常闭触点断开，所述接触器线圈失电，所述接触器断开，控制所述电动机停止运行。

8.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，在控制电路中产生的故障电流大于或等于所述接触器的分断电流，以及小于所述断路器的动作电流时，所述热继电器的常开触点闭合，所述过电流继电器的常闭触点断开，所述过电流继电器的常开触点闭合，所述分励脱扣器线圈得电，所述断路器断开，控制所述电动机停止运行。

9.一种控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一所述的控制电路、外部电源以及电动机。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述外部电源为三相四线制电源，所述电动机为三相异步电动机。