CN2280379Y - 错相与断相全面锁存保护器 - Google Patents

Abstract

一种由直流电源电路、两个电压采样检测电路、集成电压比较器双通道控制输出电路和全面锁存显示电路构成的错相与断相全面锁存保护器,采用集成电压比较器同相、反相两个输入端和一个选通端按静态、动态检测信号独立地控制输出电压;采用具有记忆功能的逻辑元件,对主电路实施动态断相锁存显示。本保护器功能全面,具有保护交流接触器主触点因电弧烧蚀及热继电器热元件断开而引起的断相事故,特别是具有动态断相锁存可靠、显示完善的特点,弥补了当今国内外同类产品之不足。

Description

错相与断相全面锁存保护器

本实用新型涉及一种三相电动机使用的错相与断相全面锁存保护器。

纵观国内外现有的错相与断相保护器，几乎都是单通道控制，只能保护交流接触器受电侧电路(简称前方电路)的断相和错相，保护范围有限，它们的根本缺点是不能保护交流接触器主触点长期使用因电弧烧蚀而引起的断相事故，也不能保护热继电器热元件长期使用因氧化而引发的断相事故……，总之不能保护交流接触器非受电侧电路(简称后方电路)的断相事故，而且都没有记忆动态断相约束起动信号的功能。

本发明人在实用新型专利“错相与断相全面保护器”(专利号：95218330.7)中公开了一种采用两个电压采样检测电路的电动机保护器，该保护器的优点是：既能保护前方电路的错相事故，又能保护前、后方电路的断相事故，保护范围全面，但不足之处是后方电路动态断相后也没有记忆、锁存、约束起动信号的保护功能，而且整机功耗较大。

本实用新型的目的是设计一种能克服上述不足之处且功能全面、锁存可靠、显示完善、成本低廉、功耗较少、设计新颖的错相与断相全面锁存保护器，以弥补现有保护器之不足，促进产品更新换代，提高产品的性能价格比。

本实用新型由带多个接线端子的底座、壳体和一块线路板组成。

本实用新型的技术特点是：采用集成电压比较器，其输出端与继电器直接相连接，电路简捷；采用两个独立的电压采样检测电路，交流接触器前方的检测电路由三相平衡电路和反相器构成，具有检测静态错相与断相并约束起动信号的功能，后方的检测电路由储能元件电容器星形联结构成，具有动态断相检测功能，而动态断相锁存、显示电路由集基耦合双稳态和反相器构成；采用电压比较器同相、反相两个输入端对前方采样检测电路提供的输入、输出信号电压进行比较，以决定集成电压比较器是否输出直流电压；采用集成电压比较器选通端与动态断相锁存显示电路的反相器输出端相连接，其输入端则与双稳态电路输出端相连接，而双稳态触发翻转所需触发信号由后方采样检测电路提供。通过改变选通端控制电平高低以决定比较器是否具有比较功能。下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

图1、图2分别为本实用新型电气接线图和原理图。

由图1可见，本实用新型底座1、2、3接线端子与交流接触器KM前方的三相电路L₁、L₂、L₃相连接，底座4、7、8接线端子则与交流接触KM后方的三相电路U、V、W相连接，底座5、6接线端子与继电器KA常开动、静触点相连接并串接在三相电动机的控制回路中。QS为三相闸刀开关，FU₁、FU₂为熔断器，FR为热继电器，SB₂为起动按钮，SB₁为停止按钮，M为三相电动机。

由图2可见，本实用新型的线路板由直流电源电路、两个电压采样检测电路、集成电压比较器双通道控制输出电路和动态断相锁存显示电路组成。所述直流电源电路由变压器T、园堆CI₁和电容C₁构成；所述两个电压采样检测电路中，前方电路具有静态错相与断相检测、锁存和显示功能，  由电阻R₁～R₄、二极管V₁～V₄、电容C₂～C₄、发光二极管V₁₃和反相器V₈构成，后方电路只有动态断相检测功能，由电容C₅～C₇和二极管V₆、V₇构成；所述集电压比较器双通道控制输出电路由集成电压比较器CI₂双通道控制输出电路和继电器构成，第一通道由集成电压比较器CI₂同相、反相两个输入端与反相器V₈集电极、基极相连接，第二通道由集成电压比较器CI₂选通端ST与反相器V₉集电极相连接；所述动态断相锁存、显示电路由反相器V₁₀、V₁₁组成的集基耦合双稳态电路、电阻R₇、R₁₂与电容C₉组成的积分电路和反相器V₉构成，双稳态电路触发翻转所需信号电流由后方检测电路提供，该电路的输出端就是电容C₅～C₇星形联结后的中性点，该端与二极管V₇正极相连接，其负极分别与积分电容C₉的正极(双稳态电路输入端，即V₁₁基极)相连接，C₉负极和V₉～V₁₁发射极接地。双稳态电路输出端Q经发光二极管V₁₅、电阻R₁₁与反相器V₉基极相连接，V₉集电极与集成电压比较器CI₂选通端ST直接相连接，CI₂输出端E与继电器KA线圈一端相连接，线圈另一端接地，线圈两端还并接一只电容C₈。继电器KA常开触点串接在电动机M的控制回路中。

发光二极管V₁₄一端串接电阻R₆后接地，另一端与集成电压比较器CI₂输出端E相连接。发光二极管V₁₃一端与V₈基极、CI₂反相输入端相连接，另一端与稳压管V₁₂、电阻R₁₀相连接，在V₁₃两端还并接一只分流电阻R₉。

集成电压比较器CI₂系集成非零电压比较器，采用+Vc单电源供电，负电源端接地，它有集电极、反射极两个输出端，本实用新型采用发射极输出，输出端E直接与继电器KA相连接。

本实用新型的工作原理如下：正常与异常(错相或断相)供电时，前方电压采样检测电路输出的电压有数量级变化，此信号电压U_i经反相器V₈整形、放大后直接耦合至集成电压比较器CI₂输入端(同相输入端接V₈集电极、反相输入端接V₈基极)。合三相闸刀开关QS正常供电时，双稳态电路、积分电路就立即得电，由于积分电路中电容C₉两端电压不能突变，致使V₁₁截止、V₁₀饱和，双稳态电路输出端Q为低电平，反相器V₉截止，比较器CI₂选通端ST为高电平，保证比较器具有电压比较功能。与此同时三相平衡电路也得电工作输出低电平，使反相器V₈临界截止输出高电平，由于集成电压比较器CI₂同相输入端为高电平，CI₂正向饱和，输出直流电压+Vc，致使继电器KA得电动作，串接在电动机控制回路中的常开触点KA闭合，为起动电动机M作好准备。正常供电时，发光二极管V₁₄亮；异常供电时，三相平衡电路输出高电平，反相器V₈深度饱和输出低电平，由于集成电压比较器CI₂同相输入端为低电平，CI₂负向饱和，输出电压为零值，致使继电器KA不得电，串接在控制回路中的常开触点不闭合，电动机M不能实现起动。异常供电时，发光二极管V₁₃亮。

电动机起动后，交流接触器KM后方电压检测电路就立即得电工作，三相齐备时，C₅～C₇星形联结的中性点输出低电平，不能使双稳态电路触发翻转，其输出端Q仍为低电平，选通端ST仍为高电平，集成电压比较器仍具有比较功能。

后方动态断相时，C₅～C₇星形联结的中性点输出高电平，双稳态电路立即触发翻转并锁存，Q端呈高电平，发光二极管V₁₅亮，反相器V₉饱和，选通端呈低电平，集成电压比较器CI₂因失去比较功能而无直流电压输出，致使继电器KA失电释放，切断控制回路，交流接触器KM失电释放，切断主电路使电动机停转，此时发光二极管V₁₄熄灭，但V₁₅仍亮。

发光二极管V₁₄(绿色)为工作指示灯，正常供电或电动机正常运行时绿灯亮。V₁₃(红色)为供电故障指示灯，异常供电时，红灯亮。V₁₅(黄色)为后方动态断相故障指示灯，后方动态断相时，黄灯亮。

综上所述，本实用新型设计新颖，功能全面，锁存可靠，显示完善，功耗较少，成本低廉，适用于380伏供电系统中对三相电动机及其所拖动的设备进行断相与错相的保护。

Claims (5)

1.一种功能全面、锁存可靠的错相与断相全面锁存保护器，由带多个接线端子的底座、壳体和线路板构成。其特征在于：线路板包括直流电源电路、两个电压采样检测电路、集成电压比较器双通道控制输出电路、双稳态锁存电路、显示静态、动态异常和正常供电的指示灯。

2.按权利要求1所述的错相与断相全面锁存保护器，其特征在于：交流接触器前方与后方分别设置电压采样检测电路，前方电路由能检测静态错相与断相的电阻R₁～R₄、二极管V₁～V₄、电容C₂～C₄、发光二极管V₁₃和反相器V₈构成；后方电路由能检测动态断相的电容C₅～C₇和二极管V₆、V₇构成。

3.按权利要求1所述的错相与断相全面锁存保护器，其特征在于：集成电压比较器双通道控制输出电路由集成电压比较器CI₂、双通道控制输出电路和继电器KA构成，第一通道由集成电压比较器CI₂同相、反相两个输入端分别与反相器V₈集电极、基极相连接，第二通道由集成电压比较器CI₂输出端E与继电器KA线圈一端相连接，线圈另一端接地，继电器KA的常开触点串接在电动机M的控制回路中。

4.按权利要求1所述的错相与断相全面锁存保护器，其特征是：静态异常供电锁存由第一通道实施，异常时红色指示灯V₁₃亮，正常时绿色指示灯V₁₄亮；动态断相锁存由集基耦合双稳态电路实施，正常时积分电路保证双稳态电路输出低电平，翻转所需触发信号由后方检测电路提供，后方动态断相时黄色指示灯V₁₅亮，绿色指示灯V₁₄熄灭。

5.按权利要求1所述的错相与断相全面锁存保护器，其特征是：集成电压比较器CI₂系集成非零电压比较器，采用+Vc单电源供电，负电源端接地，采用发射极输出，继电器KA直接由集成非零电压比较器CI₂驱动。

Images