CN2315693Y - 电动机负荷降压起动控制电路的保护装置 - Google Patents

Abstract

一种电动机负荷降压起动控制电路的保护装置,是对拖动水泵及其它设备电动机自耦降压起动控制电路的技术改进,扩大了对电动机及电气设备的保护范围。该装置有防误操作、有避免电动机起动瞬间可能产生的直接起动而对电气设备造成损坏的电路,其手动和自动控制电路相互独立,可直接拆除时间继电器和转换开关,实现手动控制,保护范围不变。适用于大功率电动机带负荷起动。本装置结构简单,操作方便,经济实用,易于推广。

Description

电动机负荷降压起动控制电路的保护装置

本实用新型涉及一种电路的保护装置，尤其涉及一种适用于大功率电动机负荷降压起动的保护装置。

目前拖动水泵及其它设备电动机采用的自耦降压起动控制电路(图5)存在着以下缺陷：(1)．由于电网电压低而起动过程时间延长或误操作造成电动机起动过程没有结束就投入运行，对电气设备产生不良的影响；(2)．在手动/自动控制电路中采用的元器件多，结构复杂，造价高，保护范围小；(3)．主接线电路CJ₁₂系列交流接触器主触头熔点低，容易粘连。

本实用新型的目的是提供一种电动机带负荷降压起动的保护装置，是对拖动水泵及其它设备电动机自耦降压起动控制电路的技术改进。在电网电压低而起动过程时间延长或误操作的情况下进行可靠的保护，对复杂的控制电路进行了改进，并采用了CJ₂₀交流接触器，扩大了保护范围。

本实用新型是一种电动机负荷降压起动控制电路的保护装置，由降压起动电路、控制和保护电路、检测电路组成，其特征是控制和保护电路中有防误操作和过电流速断保护电路；避免起动瞬间产生直接起动的电路；由时间继电器和转换开关构成手动/自动控制电路。

本实用新型所提供的一种电动机负荷降压起动控制电路的保护装置，其检测电路由电流互感器CT₁、CT₂、CT₃二次回路中的电流表A₁、A₂、A₃、热继电器RJ(在电动机功率大于75KW时)、电流继电器DJ₁、DJ₂构成。在控制和保护电路中将电流继电器DJ₁、DJ₂两组常闭接点串接在28节点至中间继电器吸合线圈ZJ₁之间，组成防误操作电路和过电流速断保护电路；将交流接触器CJ₂常开接点串接在13节点至交流接触器CJ₁吸合线圈之间，保证自耦变压器ZOB在起动过程中处于工作状态，避免起动瞬间交流接触器CJ₁越前CJ₂进入工作状态，发生直接起动；在25节点至27节点之间串接转换开关接点HK、时间继电器吸合线圈SJ₁、常闭接点ZJ₁，在24节点至26节点之间串接时间继电器延时常开接点SJ₁，在28节点至29节点间接中间继电器常开接点ZJ₂和时间继电器SJ₂，中间继电器ZJ₂在起动到运转转换过程中28节点至29节点间通路，构成自动控制降压起动电路。拆除24节点至26节点中的时间继电器SJ₁的常开延时接点和连线，25节点和27节点之间的转换开关HK、时间继电器SJ₁吸合线圈和连线，即构成手动控制电路；如果恢复气囊式时间继电器SJ₁、转换开关HK和连线，就构成自动控制电路。本电路可根据用户需要方便拆除自动控制电路，保留手动电路，其保护范围不变。

图1：电动机降压起动主接线图

图2：电动机降压起动控制和保护电路图

图3：电动机降压起动检测电路图

图4：电动机降压起动接线原理图

图5：XJ01自耦降压起动接线原理图

图4为图1、图2、图3电路连接在一起的电路图。图4的电动机功率以75KW为例，图1、图2、图3的电路实用电动机功率在10至300KW。

下面结合附图及电路间的连接关系、控制和保护电路的工作原理，描述本实用新型及其具体实施。

图4降压起动接线原理电路由隔离开关、熔断器、交流接触器、自耦变压器、热继电器、电流互感器、电流继电器、电流表、时间继电器、中间继电器、转换开关、起动按钮、运行按钮、停止按钮及指示灯构成，其电路连接方式是：隔离开关DK输入端接A、B、C三相电源，DK输出端接熔断器RT输入端，RT输出端并接交流接触器CJ₁输入端和交流接触器CJ₃输入端，CJ₁输出端接自耦变压器ZOB输入端，ZOB末端接交流接触器CJ₂输入端，CJ₂输出端三个接头相互连接在一起，ZOB和CJ₃输出端并接热继电器RJ输入端，RJ输出端接电流互感器CT一次输入端，CT一次输出端接电动机D接线端，构成降压起动电路；控制和保护电路从RT输出端引出二相电源接快速熔断器1RD、2RD输入端，该电路由按钮TQ、TA、TB、转换开关HK、中间继电器ZJ₁、ZJ₂、时间继电器SJ₁、SJ₂，交流接触器线圈CJ₁、CJ₂、CJ₃、电流继电器DJ₁、DJ₂接点、指示灯XD₁、XD₂、XD₃串并联组成；检测电路由三只CT二次输入端分别接地，输出端分别串接电流表A₁、A₂、A₃、电流继电器DJ₁、DJ₂接地，构成检测回路。

热继电器RJ安装方法：

1．电动机功率在10至75KW时，RJ安装在一次侧电路中，见说明书附图1的虚框图。二次电路图中不安装。

2．电动机功率在80至300KW时，RJ安装在二次电路图中。见说明书附图3的虚框图，一次电路图中RJ不安装。

本实用新型控制和保护电路工作原理：

一、手动：参看图2，电动机在静止状态下，当揿下按钮TA时，A相电流通过1RD→TQ→TA→ZJ₁→CJ₂→RJ→2RD到达B相构成回路。交流接触器CJ₂开始工作，这时交流接触器CJ₂常开接点闭合起到保持作用；同时CJ₂常开接点闭合。A相电流从13节点交流接触器CJ₂常开接点→CJ₁→RJ→2RD到达B相构成回路，交流接触器CJ₁开始工作，由图1可知电动机起动，A、B、C三相电流经过隔离闸刀DK→RT→CJ₁→CJ₂到达6节点归零构成回路。自耦补偿器开始工作，补偿器抽头(Ⅰ、Ⅱ)在降压(60-80％Ue)的情况下向电动机供电，这时电动机开始起动。电动机是在降压情况下起动，对起动电流过大有扼制作用。Y和JS系列电动机属于鼠笼式电动机，在带负荷的情况下起动，起动过程中电流从3-4倍额定电流向下衰减直至靠近额定电流。由于电流继电器常闭接点DJ₁、 DJ₂串接在中间继电器吸合线圈ZJ₁上，电流继电器整定值可以在(1.15～1.3)Ie之间，可扩大对电动机的保护范围。对过流、二相运行、三相电流严重不平衡均可保护。

若电动机起动过渡过程没有结束，揿按钮TB强行把电动机投入运行，由于电流继电器的整定值在1.2Ie，这时20节点至22节点虽然通路，但电流继电器常闭接点DJ₁、DJ₂为断开，中间继电器吸合线圈ZJ₁不通路。中间继电器吸合线圈ZJ₁仍旧打开，交流接触器吸合线圈CJ₃不通路，故电动机起动过渡过程没有结束。揿按钮TB既不能强行把电动机投入运行，又不能停止电动机起动。如果电动机或拖动设备发生故障，可揿停止按钮TQ。只有当电动机起动电流低于1.2Ie时，揿按钮TB,A相电流经过20节点至21节点→CJ₂→TB→DJ₁→DJ₂→ZJ₁→RJ→2RD→B相构成回路，由ZJ₁常开接点保持。同时12节点至13节点中ZJ₁常闭接点打开，CJ₁、CJ₂停止工作。中间继电器吸合线圈ZJ₁吸合，接着交流接触器CJ₃吸合线圈通路，交流接触器常开接点CJ₃保持。交流接触器CJ₃主触头闭合，电动机进入运行状态(参看图1)。从起动转换到运行过程中电动机电流上升，为了防止DJ₁、DJ₂动作造成起动失败，在28节点至29节点中间接ZJ₂常开接点，当电流超过1.2倍Ie时，使得ZJ₁继续工作；调整SJ₂时间，在转换过程结束ZJ₂停止工作，恢复DJ₁、DJ₂作用。

在13节点至14节点之间，由于交流接触器常开节点CJ₂的作用，使得交流接触器CJ₂吸合线圈吸合，自耦补偿器线圈中性点先接通，接着交流接触器CJ₁工作，保证起动电压在60-80％Ue之间。避免交流接触器CJ₁超前交流接触器CJ₂吸合，造成直接起动时对电气设备损坏以及对输电网络的影响。

二、自动：本控制电路手动和自动可以完全分开。若去掉24节点至26节点连线和元件，25节点和27节点之间的转换开关触头、时间继电器吸合线圈和连线，就成为手动控制电路；如果恢复气囊式时间继电器SJ₁、转换开关和连线，就成为自动控制电路。其工作性能和手动控制电路相同。所不同的是将转换开关HK转到自动，即接通25节点至交流接触器CJ₂常开节点。当揿下起动按钮TA时，A相电流经1RD→TQ→TA→ZJ₁→CJ₂→RJ→2RD到达B相构成回路，交流接触器常开接点CJ₂保持。这时CJ₂常开接点闭合，接着CJ₁吸合线圈工作。同时25节点→HK→CJ₂→ZJ₁→SJ₁→RJ→2RD→B相接通，时间继电器开始工作，调整时间继电器时间(在5-120秒之间)，使时间继电器常开接点延时闭合。这时26节点→SJ₁→DJ₁→DJ₂→ZJ₁→RJ→2RD→B相构成回路，中间继电器ZJ₁开始工作，ZJ₁常开接点保持。同时断开12节点至13节点之间的中间继电器ZJ₁常闭接点，使CJ₁、CJ₂停止工作，20节点→ZJ₁→DJ₁→DJ₂→ZJ₁→RJ→2RD→B相构成回路。26节点至时间继电器吸合线圈之间ZJ₁常闭接点断开，SJ₁停止工作。15节点→ZJ₁→ZJ₁→CJ₁→CJ₃→RJ→2RD→B相构成回路，交流接触器CJ₃开始工作，CJ₃常开接点保持。从起动转换到运行过程中电动机电流必然要上升，由于28节点至29节点ZJ₂场开接点闭合，以及SJ₂、ZJ₂的作用，保证起动到运行顺利进行，调整SJ₂时间，转换过程结束ZJ₂停止工作，使得DJ₁、DJ₂恢复过电流保护。从起动到运行过程自动完成。在自控电路中，由于电网电压低、起动时间延长起动过程没有结束，时间继电器SJ₁延时常开接点闭合，这时，电流继电器DJ₁、DJ₂常闭接点打开，中间继电器ZJ₁、交流接触器CJ₃吸合线圈不通路，同样不能把电动机投入运行。只有等电动机电流降到1.2Ie时，才能自动转到运行状态(参看图2)。

在图1主接线路图中采用三只CJ₂₀系列交流接触器代替两只CJ₁₂系列交流接触器，其主触头熔点高，不易发生主触头粘连现象且价格低(见表1)，性能好。本装置手动/自动控制电路保护范围广，造价低(见表2)，结构简单，操作方便，经济实用，易于推广，适用于大功率电动机带负荷起动，扩大了对电动机及电气设备的保护范围；对于多台大功率电动机共用一台变压器的场所，社会经济效果更加显著。

          表1主接线电路交流接触器价格比较

序号	名称	型号	单位	数量	单价	复价
								(一)通常型				(元)	(元)
1	交流接触器	CJ12B-150/5	台	1	891.89	891.89
							2	交流接触器	CJ12B-250/3	台	1	992.28	992.28
3	小计					1884.17
	(二)改进型
							1	交流接触器	CJ20-63/3	台	1	319.00	319.00
2	交流接触器	CJ20-150/3	台	1	569.81	569.81

3	交流接触器	CJ20-250/3	台	1	825.00	825.00
							4	小计					1713.81
100％×(1884.17-1713.81)/1884.17=9％

说明：表中价格来自合肥市机电公司一九九六年十二月价格

               表2控制电路电器元件价格比较

序号	名称	型号	单位	数量	单价	复价
								(一)通常型				(元)	(元)
1	螺旋熔断器	RLS-10	套	2	2.05	4.10
							2	中间继电器	JZ7-44(380V)	只	2	45.05	90.10
3	按钮	LA19-11D	只	3	7.70	23.10
							4	转换开关	LW5-15B-0334/2	只	1	61.71	61.71
5	时间继电器	JS-10	只	1	115.83	115.83
							6	接线板	XS-1005	块	3	6.04	18.12
7	小计					312.96
	(二)改进型
							1	螺旋熔断器	RLS-10	套	2	2.05	4.10
2	中间继电器	JZ7-44(380V)	只	2	45.05	90.10
							3	按钮	LA19-11D(380V)	只	3	7.70	23.10
4	转换开关	LS2-2	只	1	14.78	14.78
							5	时间继电器	JS7-4A(380V)	只	2	57.92	115.84
6	接线板	XS-1005	块	3	6.04	18.12
							7						266.04
100％×(312.96-266.04)/312.96=15％

说明：表中价格来自合肥市机电公司一九九六年十二月价格

Claims (4)

1．一种电动机负荷降压起动控制电路的保护装置，由降压起动电路、控制和保护电路、检测电路组成，特征在于：其控制和保护电路中有防误操作和过电流速断保护电路、避免起动瞬间产生直接起动的电路。

2．根据权利要求1的电动机负荷降压起动控制电路的保护装置，其特征在于：电流继电器DJ₁、DJ₂常闭接点串接在节点28至中间继电器ZJ₁吸合线圈之间组成防误操作和过电流速断保护电路。

3．根据权利要求1的电动机负荷降压起动控制电路的保护装置，其特征在于：交流接触器CJ₂常开接点串接在13节点至交流接触器CJ₁吸合线圈之间，自耦变压器在起动过程中处于工作状态。

4．根据权利要求1的电动机负荷降压起动控制电路的保护装置，其特征在于：拆除24节点至26节点中的时间继电器SJ₁的常开延时接点和连线，25节点至27节点之间的转换开关HK，时间继电器SJ₁吸合线圈和连线，即构成手动控制电路；如果恢复时间继电器SJ₁、转换开关HK和连线，就构成手动/自动控制电路。

Images