CN219980421U - 一种机电设备缺相保护电路及焊割装置 - Google Patents

一种机电设备缺相保护电路及焊割装置 Download PDF

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肖春茂
杨菲
杨俊伟
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Abstract

本实用新型公开了一种机电设备缺相保护电路及焊割装置，涉及机电设备技术领域，其技术方案要点是：包括：接触器，一端与三相输入端连接，另一端与三相输出端连接；第一控制变压器，初级由三相输入端的UV相供电，次级整流后输出第一比较电压VS1；第二控制变压器，初级由三相输入端的VW相供电，次级整流后输出第二比较电压VS2；运放比较模块，输入端同时与第一控制变压器和第二控制变压器的输出端连接，输出端与接触器的反馈控制端连接；当三相输入端的U相、V相或W相缺相时，运放比较模块输出低电平信号；接触器响应于低电平信号后断开。本实用新型的电路体积小，反应迅速，电路简单，易于实现，成本低。

Description

一种机电设备缺相保护电路及焊割装置
技术领域
本实用新型涉及机电设备技术领域，更具体地说，它涉及一种机电设备缺相保护电路及焊割装置。
背景技术
随着工业的发展，三相电动机在各个行业有着广泛的应用，为了保证电机运行的可靠性，通常会有过流保护、短路保护、过载保护等容易实现的保护电路，但是很多在缺相情况下，三相电机定子电流过大，很容易造成电动机的烧毁。
目前，现有技术中针对焊割设备的缺相保护电路一般分为以下几类：一、监测每相电流，其反应迅速，但是成本高，体积大；二、监测电压，其成本低，但是对于电机在运行过程中的突然缺相监测效果差；三、过载保护器，其反应速度慢。
因此，如何研究设计一种能够克服上述缺陷的机电设备缺相保护电路及焊割装置是我们目前急需解决的问题。
实用新型内容
为解决现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种机电设备缺相保护电路及焊割装置，使用集成缺相保护电路的电路板进行三相监测，体积小，反应迅速，此电路简单，易于实现，成本低。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
第一方面，提供了一种机电设备缺相保护电路，包括：
接触器，一端与三相输入端连接，另一端与三相输出端连接；
第一控制变压器，初级由三相输入端的UV相供电，次级整流后输出第一比较电压VS1；
第二控制变压器，初级由三相输入端的VW相供电，次级整流后输出第二比较电压VS2；
运放比较模块，输入端同时与第一控制变压器和第二控制变压器的输出端连接，输出端与接触器的反馈控制端连接；
其中，当三相输入端的U相、V相或W相缺相时，运放比较模块输出低电平信号；
所述接触器响应于低电平信号后断开，实现三相输入端与三相输出端之间断电。
进一步的，所述运放比较模块包括：
第一运放单元，用于在U相缺相时输出低电平信号；
第二运放单元，用于在W相缺相时输出低电平信号；
欠压保护单元，用于在三相输入端的V相缺相以及三相输入电压低于设定阀值时输出低电平信号。
进一步的，所述第一运放单元包括电压比较器N2B、二极管V9、电阻R19、电阻R20、电阻R23和电阻R24；
所述电压比较器N2B的同相输入端通过电阻R20连接第一控制变压器次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R19接地；
所述电压比较器N2B的反相输入端通过电阻R24连接第二控制变压器次级输出的第二比较电压VS2，以及通过电阻R23接地；
所述二极管V9的负极连接电压比较器N2B的输出端，正极连接接触器的反馈控制端。
进一步的，所述第二运放单元包括电压比较器N2A、二极管V10、电阻R22、电阻R25、电阻R26和电阻R27；
所述电压比较器N2A的同相输入端通过电阻R27连接第二控制变压器次级输出的第二比较电压VS2，以及通过电阻R26接地；
所述电压比较器N2A的反相输入端通过电阻R22连接第一控制变压器次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R25接地；
所述二极管V10的负极连接电压比较器N2A的输出端，正极连接接触器的反馈控制端。
进一步的，所述欠压保护单元包括电压比较器N1B、二极管V7、电阻R14、电阻R16、电阻R7、电阻R8和电容C8；
所述电压比较器N1B的同相输入端通过电阻R14连接第一控制变压器次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R16接地；
所述电压比较器N1B的反相输入端通过电阻R8连接稳定电压，以及通过并联的电阻R7和电容C8接地；
所述二极管V7的负极连接电压比较器N1B的输出端，正极连接接触器的反馈控制端。
进一步的，所述运放比较模块还包括过压保护单元；
所述过压保护单元，用于在第一比较电压VS1超过稳定电压+15V时输出低电平信号。
进一步的，所述过压保护单元包括电压比较器N1A、二极管V8、电阻R10、电阻R13、电阻R15和电阻R17；
所述电压比较器N1A的同相输入端通过电阻R10连接稳定电压，以及通过电阻R13接地；
所述电压比较器N1A的反相输入端通过电阻R17连接第一控制变压器次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R15接地；
所述二极管V8的负极连接电压比较器N1A的输出端，正极连接接触器的反馈控制端。
进一步的，所述接触器包括常闭继电器KD1和场效应管Q1；
所述场效应管Q1的栅极作为接触器的反馈控制端；
所述场效应管Q1的漏极与常闭继电器KD1连接。
进一步的，所述常闭继电器KD1的常开触点开关串联连接有电压异常指示灯。
第二方面，提供了一种焊割装置，包括三相电机以及如第一方面中所述的一种机电设备缺相保护电路；
所述三相输入端接通三相输入；
所述三相电机与三相输出端连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型提供了一种机电设备缺相保护电路，针对三相电机从其他外接电源设备上通电使用，依据焊割电源原有的控制变压器，然后使用集成缺相保护电路的电路板进行三相监测，体积小，反应迅速，此电路简单，易于实现，成本低。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1是本实用新型实施例中的工作原理图；
图2是本实用新型实施例中运放比较模块的电路原理图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1、接触器；2、第一控制变压器；3、第二控制变压器；4、运放比较模块。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
实施例：一种机电设备缺相保护电路，如图1所示，包括接触器1、第一控制变压器2、第二控制变压器3和运放比较模块4。
具体的，接触器1，一端与三相输入端连接，另一端与三相输出端连接；第一控制变压器2，初级由三相输入端的UV相供电，次级整流后输出第一比较电压VS1；第二控制变压器3，初级由三相输入端的VW相供电，次级整流后输出第二比较电压VS2；运放比较模块4，输入端同时与第一控制变压器2和第二控制变压器3的输出端连接，输出端与接触器1的反馈控制端连接。
其中，当三相输入端的U相、V相或W相缺相时，运放比较模块4输出低电平信号；接触器1响应于低电平信号后断开，实现三相输入端与三相输出端之间断电。
如图2所示，运放比较模块4包括第一运放单元、第二运放单元和欠压保护单元。其中，第一运放单元，用于在U相缺相时输出低电平信号；第二运放单元，用于在W相缺相时输出低电平信号；欠压保护单元，用于在三相输入端的V相缺相以及三相输入电压低于设定阀值时输出低电平信号。
第一运放单元包括电压比较器N2B、二极管V9、电阻R19、电阻R20、电阻R23和电阻R24。电压比较器N2B的同相输入端通过电阻R20连接第一控制变压器2次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R19接地。电压比较器N2B的反相输入端通过电阻R24连接第二控制变压器3次级输出的第二比较电压VS2，以及通过电阻R23接地。二极管V9的负极连接电压比较器N2B的输出端，正极连接接触器1的反馈控制端。
第二运放单元包括电压比较器N2A、二极管V10、电阻R22、电阻R25、电阻R26和电阻R27。电压比较器N2A的同相输入端通过电阻R27连接第二控制变压器3次级输出的第二比较电压VS2，以及通过电阻R26接地。电压比较器N2A的反相输入端通过电阻R22连接第一控制变压器2次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R25接地。二极管V10的负极连接电压比较器N2A的输出端，正极连接接触器1的反馈控制端。
欠压保护单元包括电压比较器N1B、二极管V7、电阻R14、电阻R16、电阻R7、电阻R8和电容C8；电压比较器N1B的同相输入端通过电阻R14连接第一控制变压器2次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R16接地；电压比较器N1B的反相输入端通过电阻R8连接稳定电压，以及通过并联的电阻R7和电容C8接地；二极管V7的负极连接电压比较器N1B的输出端，正极连接接触器1的反馈控制端。
运放比较模块4还包括过压保护单元。过压保护单元，用于在第一比较电压VS1超过稳定电压+15V时输出低电平信号。
具体的，过压保护单元包括电压比较器N1A、二极管V8、电阻R10、电阻R13、电阻R15和电阻R17。电压比较器N1A的同相输入端通过电阻R10连接稳定电压，以及通过电阻R13接地。电压比较器N1A的反相输入端通过电阻R17连接第一控制变压器2次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R15接地。二极管V8的负极连接电压比较器N1A的输出端，正极连接接触器1的反馈控制端。
接触器1包括常闭继电器KD1和场效应管Q1；场效应管Q1的栅极作为接触器1的反馈控制端；场效应管Q1的漏极与常闭继电器KD1连接。
常闭继电器KD1的常开触点开关串联连接有电压异常指示灯LED。
需要说明的是，上述的一种机电设备缺相保护电路可以应用于焊割装置，将三相输入端接通三相输入；焊割装置的三相电机与三相输出端连接。
电机三个相差120度的定子绕组等效为三个电阻，三相输入U、V、W其中任意一相缺相时，控制变压器的初级电压会发生变化，控制变压器次级也会产生相应的变化电压。
以电压比较器N2B为例进行说明，在正常下，第一比较电压VS1经过电阻R19和电阻R20分压后进入电压比较器N2B的同相输入端的电压大于经电阻R23和电阻R24分压后电压比较器N2B的反相输入端的电压，电压比较器N2B输出高电平，继电器KD1吸合，39号线正常导通，接触器1处于吸合状态。当三相输入的U相缺相时，第一比较电压VS1会降低，此时经过电阻R19和电阻R20分压后进入电压比较器N2B的同相输入端的电压会小于经电阻R23和电阻R24分压后电压比较器N2B的反相输入端的电压，电压比较器N2B输出低电平，则二极管V9的负极会拉低正极的电压，使得场效应管Q1关断，从而实现常闭继电器KD1断开，三相电机电源断开。W相缺相时，原理同上。
而三相输入的V相缺相时，VS1和VS2电压均降低，与电源设备主控板输入的稳定电压+15V比较后运放N1输出低电平，场效应管Q1关断，继电器KD1断开，反馈到接触器断开，三相电机电源断开。
工作原理：本实用新型针对三相电机从其他外接电源设备上通电使用，依据焊割电源原有的控制变压器，然后使用集成缺相保护电路的电路板进行三相监测，体积小，反应迅速，此电路简单，易于实现，成本低。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机电设备缺相保护电路，其特征是，包括：
接触器(1)，一端与三相输入端连接，另一端与三相输出端连接；
第一控制变压器(2)，初级由三相输入端的UV相供电，次级整流后输出第一比较电压VS1；
第二控制变压器(3)，初级由三相输入端的VW相供电，次级整流后输出第二比较电压VS2；
运放比较模块(4)，输入端同时与第一控制变压器(2)和第二控制变压器(3)的输出端连接，输出端与接触器(1)的反馈控制端连接；
其中，当三相输入端的U相、V相或W相缺相时，运放比较模块(4)输出低电平信号；
所述接触器(1)响应于低电平信号后断开，实现三相输入端与三相输出端之间断电。
2.根据权利要求1所述的一种机电设备缺相保护电路，其特征是，所述运放比较模块(4)包括：
第一运放单元，用于在U相缺相时输出低电平信号；
第二运放单元，用于在W相缺相时输出低电平信号；
欠压保护单元，用于在三相输入端的V相缺相以及三相输入电压低于设定阀值时输出低电平信号。
3.根据权利要求2所述的一种机电设备缺相保护电路，其特征是，所述第一运放单元包括电压比较器N2B、二极管V9、电阻R19、电阻R20、电阻R23和电阻R24；
所述电压比较器N2B的同相输入端通过电阻R20连接第一控制变压器(2)次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R19接地；
所述电压比较器N2B的反相输入端通过电阻R24连接第二控制变压器(3)次级输出的第二比较电压VS2，以及通过电阻R23接地；
所述二极管V9的负极连接电压比较器N2B的输出端，正极连接接触器(1)的反馈控制端。
4.根据权利要求2所述的一种机电设备缺相保护电路，其特征是，所述第二运放单元包括电压比较器N2A、二极管V10、电阻R22、电阻R25、电阻R26和电阻R27；
所述电压比较器N2A的同相输入端通过电阻R27连接第二控制变压器(3)次级输出的第二比较电压VS2，以及通过电阻R26接地；
所述电压比较器N2A的反相输入端通过电阻R22连接第一控制变压器(2)次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R25接地；
所述二极管V10的负极连接电压比较器N2A的输出端，正极连接接触器(1)的反馈控制端。
5.根据权利要求2所述的一种机电设备缺相保护电路，其特征是，所述欠压保护单元包括电压比较器N1B、二极管V7、电阻R14、电阻R16、电阻R7、电阻R8和电容C8；
所述电压比较器N1B的同相输入端通过电阻R14连接第一控制变压器(2)次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R16接地；
所述电压比较器N1B的反相输入端通过电阻R8连接稳定电压，以及通过并联的电阻R7和电容C8接地；
所述二极管V7的负极连接电压比较器N1B的输出端，正极连接接触器(1)的反馈控制端。
6.根据权利要求1所述的一种机电设备缺相保护电路，其特征是，所述运放比较模块(4)还包括过压保护单元；
所述过压保护单元，用于在第一比较电压VS1超过稳定电压+15V时输出低电平信号。
7.根据权利要求6所述的一种机电设备缺相保护电路，其特征是，所述过压保护单元包括电压比较器N1A、二极管V8、电阻R10、电阻R13、电阻R15和电阻R17；
所述电压比较器N1A的同相输入端通过电阻R10连接稳定电压，以及通过电阻R13接地；
所述电压比较器N1A的反相输入端通过电阻R17连接第一控制变压器(2)次级输出的第一比较电压VS1，以及通过电阻R15接地；
所述二极管V8的负极连接电压比较器N1A的输出端，正极连接接触器(1)的反馈控制端。
8.根据权利要求1所述的一种机电设备缺相保护电路，其特征是，所述接触器(1)包括常闭继电器KD1和场效应管Q1；
所述场效应管Q1的栅极作为接触器(1)的反馈控制端；
所述场效应管Q1的漏极与常闭继电器KD1连接。
9.根据权利要求8所述的一种机电设备缺相保护电路，其特征是，所述常闭继电器KD1的常开触点开关串联连接有电压异常指示灯。
10.一种焊割装置，其特征是，包括三相电机以及如权利要求1-9任意一项所述的一种机电设备缺相保护电路；
所述三相输入端接通三相输入；
所述三相电机与三相输出端连接。
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