CN2211131Y - 多功能电机自动保护开关 - Google Patents

Abstract

本装置由外壳、两个整流滤波电路、延时电路、电 子开关、脱扣器、脱扣器电源及分套在电机三相电源 线上的三个电流互感器组成。三个电流互感器联成 开口三角形，其一个开口端接地，另一开口端接负压 整流电路，其余两个顶角分接正压整流电路，两个整 流电路的输出并接后再经延时电路接与脱扣器的线 圈串接的电子开关的控制端，脱扣器电源是输入接电 机三相电源的三相全桥整流器。它有无负载都可合 闸，开关上下口线均能动作，能防止电机反电势损坏 电路元件。

Description

本实用新型涉及一种电机断相保护器，属于HO2H    7／09类电机保护装置。

据统计在损坏的三相电机中，因缺相而烧坏的约占70％以上，因而各种类型的电机断相保护器应运而生，并已起到了一定的作用。但目前这类保护器还存在如下一些缺点：

电流型的在空载时合不上闸，通用性差，使用受到局限；热敏继电器型的灵敏度低、可靠性差；电压型或相位型的对电源开关下口线的缺相不能保护，而且需要放大电路，易受干扰；保护开关中对电机反电势的影响没有防护措施，致使脱扣线圈过热损坏，甚至烧毁电路元件。

鉴于上述缺点，本实用新型的目的是设计一种新型的电机保护开关，该开关在不缺相时，无论有无负载都不影响合闸，而在缺相时，无论是电源开关上口线断开或下口线断开均能动作；该开关能防止电机反电势损坏电路元件且可省却交流接触器。

本实用新型的目的是这样实现的：多功能电机自动保护开关由外壳、三个电流互感器、两个整流滤波电路、延时电路、电子开关、脱扣器及脱扣器电源组成。其中：所说三个电流互感器分别套在电机的三相电源线上，三个电流互感器成开口三角形联结，该开口三角形的一个开口端接地，另一个开口端接负压整流滤波电路，其余两个顶角分别接一个正向二极管，这两个二极管的阴极并接后接产生正压的整流滤波电路，这两个整流滤波电路的输出端并接后再经所说延时电路接所说电子开关的控制端，所说脱扣器的线圈与一个正温度系数电阻元件串联后再与所说电子开关串联，所说电子开关的一端接地，所说脱扣器电源是一个输入接电机三相电源的三相全桥整流器。

当电机正常运行时，两个整流滤波电路的输出电压基本相等，但方向相反，故两电压叠加后基本为零，电子开关也因无触发信号而不通，于是脱扣器因其线圈中无电流而不动作。

发生断相时，有一个电流互感器不感生电压，使正压整流值大于负压整流值，叠加后仍为正值，此值触发电子开关导通，于是脱扣器得电动作，将电机电源切断，从而保护了电动机。电机断电产生的反电势将通过三相全桥整流器作用于脱扣器，但由于脱扣器线圈串接了正温度系数电阻元件，故可防止脱扣器烧毁。

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

图1是本实用新型的电路框图；

图2是本实用新型的电路原理图。

本实用新型由外壳及图1中所示的三个电流互感器1、负压整流滤波电路2、正压整流滤波电路3、延时电路4、电子开关5、脱扣器6及脱扣器电源7组成。其中：三个电流互感器分别套在电机的三相电源线8上，三个电流互感器成开口三角形联结，该开口三角形的一个开口端接地，另一个开口端接负压整流滤波电路2，其余两个顶角分别接一个正向二极管，这两个二极管的阴极并接后接产生正压的整流滤波电路3，这两个整流滤波电路的输出端并接后再经延时电路4接电子开关5的控制端，脱扣器的线圈与一个正温度系数电阻元件串联后再与电子开关5串联，电子开关5的一端接地，脱扣器电源7是一个输入接电机三相电源8的三相全桥整流器。

参见图2，图1中的电流互感器1即为电流互感器B1～B3；图1中的负压整流滤波电路2由反向二极管D1及R1、C1、R3和C2组成；图1中的正压整流滤波电路3由正向二极管D2、D3和C3、R2、C4、R4组成；图1中的延时电路4由R5、R6、C6、D5组成；图1中的电子开关5由可控硅SCR构成；图1中的脱扣器6由脱扣器线圈JQ与正温度系数电阻PTC组成；图1中的脱扣器电源7是由六个二极管D6－D11组成的三相全桥整流器。

在图2中，电流互感器B1～B3分别套在电机的A、B、C三相电源线上，三个电流互感器成开口三角形联结。该开口三角形的一个开口端O接地，另一个开口端c接负压整流滤波电路，其余两个顶角b、a分别接正向二极管D2、D3，D2和D3的阴极并接后接由C3、R2、C4和R4组成的正压整流滤波电路。这两个整流滤波电路的输出端在f点汇接，再经一正向二极管D4接至延时电路的输入端，延时电路由电阻分压和阻容延时两个环节串联构成，其延时输出接可控硅的控制端。可控硅的阴极接地，阳极与电阻PTC、脱扣器线圈JQ串联后接入三相全桥整流器的输出回路中。

下面分析电路的工作原理：

当电机有载时，电流互感器B1～B3均有感生电压，它们的总感生合成电压uco经负压整流滤波电路后得到的电压Ueo为负值，B1、B2的感生合成电压ubo及B1的感生电压uao经正压整流滤波电路后得到的电压Udo为正值，且Udo≈－Ueo，适当选择R1、R3与R2、R4的比值就可使f点的电压Ufo为零偏负。由于Udo和Ueo始终跟随电机电流变化而变化，即ΔUdo≈－ΔUeo，所以f点的电压Ufo在不断相情况下总是为零偏负，构不成触发可控硅的条件，故电源开关保持正常供电。

电机无载时，电流互感器B1～B3均无感生电压，Udo和Ueo均为零，Ufo亦为零，不产生触发信号，保持合闸位置。

当A相断相时，B1由于主回路无电流而没有感生电压，此时电机中的交流电流仅由B、C两相构成回路，且ΔIB＝－ΔIC，这时B2和B3的感生电流大小相等方向相反，所以uca趋于零。又由于A相断后uao趋于零，所以uco趋于零，Ueo也为零，即无负压。但由于断相后电机电流约为正常时的1.73倍，故此时ubo不但有而且比正常值还大，整流后的正电压Udo也增大，结果使f点的电压Ufo为正，这个电压触发可控硅导通，脱扣器线圈JQ得电，启动脱扣机构切断三相电源，使电机得到保护。可控硅导通初始时，由于正温度系数电阻PTC处于冷态，其阻值很小，故回路中可有足够的电流使JQ动作跳闸。该电流又使PTC升温、阻值增大，如跳闸后回路中因电机反电势等原因仍有电流，则PTC迅速升温，其阻值急剧增大，使回路电流迅速减小，从而保护了回路中的元器件不致损坏。

B相或C相断相后电路动作原理与上述相同，此处不再赘述。

由于本电路属于电流型控制，所以无论是电源开关的上口线还是下口线断相，均可使其自动跳闸切断电源。

当电机运行中突然停电或电源开关的上口线、下口线断开时，由于电路中选用的负压滤波电容C1、C2比正压滤波电容C3、C4的容量大，故负压存在时间比正压存在时间长，即Ufo负值可持续到C1～C4均放电完毕，故不会触发可控硅，开关仍处于合闸位置。

本实用新型的优点是：

1.不缺相时无论有无负载均不影响合闸，提高了开关的通用性，扩大了开关的使用范围；由于采用了延时电路，故可防止干扰，防止实际合闸时因三相闸刀不总是同时合上而引起的误动作；

2.开关的上口线、下口线只要出现缺相，开关均可动作，增强了开关的实用性；

3.由于采用了负荷跟踪式电路，控制能自动跟踪负载变化，所以提高了开关的可靠性；

4.由于增加了自保护器件，有效地克服了电机反电势对开关内电路元件的损坏和影响，即使开关的上口线或下口线接反也不致损坏，因而延长了开关的使用寿命；

5.开关按装方便，不需配用交流接触器，对不频繁起动的电机，可象普通开关一样直接接入线路中，对频繁起动的电机也可在本开关的上端口或下端口安装一闸刀或磁力开关配合使用，对自动化控制线路或电机及无人监护电机可直接串入电源主回路中，所以安装使用非常简单方便。

Claims (1)

1、多功能电机自动保护开关有外壳、三个电流互感器、电子开关、脱扣器及脱扣器电源，所说三个电流互感器分别套在电机的三相电源线上，其特征在于：

所说三个电流互感器成开口三角形联结，该开口三角形的一个开口端接地，另一个开口端接负压整流滤波电路，其余两个顶角分别接一个正向二极管，这两个二极管的阴极并接后接产生正压的整流滤波电路，这两个整流滤波电路的输出端并接后再经延时电路接所说电子开关的控制端，所说脱扣器的线圈与一个正温度系数电阻元件串联后再与所说电子开关串联，所说电子开关的一端接地，所说脱扣器电源是一个输入接电机三相电源的三相全桥整流器。

Images