CN2402042Y

CN2402042Y - 智能电磁控制保护器

Info

Publication number: CN2402042Y
Application number: CN 00200004
Authority: CN
Inventors: 王宇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-03
Filing date: 2000-01-03
Publication date: 2000-10-18
Anticipated expiration: 2010-01-03

Abstract

一种智能电磁控制保护器,所采用的铁芯为节能型铁芯,所采用的控制电路部分为智能电子控制保护器,该保护器设置在一个盒体内,由内部的智能控制保护器线路上引出馈线,分别连接到下铁芯外面的控制线圈和三相回路中,该保护器集控制与保护功能于一体,具有高效、节能、体积小等特点,与接触器一体安装,成本低廉。

Description

智能电磁控制保护器

本实用新型属于电气设备领域，特别涉及到对电网进行保护的智能电磁控制保护器装置。

在供配电电路中，为了供远距离接通与分断电路或对交流电动机进行频繁控制，就要采用交流接触器作为配电网中所必备的开关装置，而交流接触器的核心部分，即电磁控制保护器，它是一种基于电磁驱动的开关装置，称为IEMP，即Intelligent Electromagnetic Protector，这种电磁控制保护器又由智能电子控制保护器IECP，即Intelligent Electronic controlProtector，加上控制线圈、铁芯等三部分组成。它们除了成功的运用到交流接触器上，还能应用到电磁阀电器上。

在已有的交流接触器中，普遍存在运行功耗大及噪音大等缺陷，而且多数采用较贵重的优质矽钢片作铁芯，由于全国用量非常大，不仅矽钢片消耗量可观，而且单此设备，每年耗电量达150亿度之多。为了解决这一问题，已有相应的技术研究，都先后提出了新的技术方案，解决了上述现有技术中存在的缺陷，由于取消了为维持吸合所施加在吸合线圈中的电流，便从根本上解决了节约电能和降低噪声问题，这是技术上的显著进步，但是科学技术是不断的发展与进步的，更新的成就总是在克服已有技术缺陷的基础上发展起来的，上述交流接触器虽做到了节能与降低噪声，但是对磁路的控制还不能做到智能化，对电路控制与保护的有效性以及用电设备因电网过压、过流、欠压、断相等造成的损坏的防护性都尚欠缺，有待改进，为此就提出了更加完善的利用智能电磁控制保护器的构思方案。

本实用新型的目的，是为了克服已有的控制保护器中，对其控制部分还不够智能化，开关装置在现场应用中缺少灵活性，对可能造成损坏时的防护性差等问题，而重新设计一种利用智能化的、集控制与保护于一体的高效节电的保护装置。

本实用新型是依靠下述技术方案来实现的，一种智能电磁控制保护器，由铁芯、控制线圈及控制电路部分组成，其特征在于，所采用的铁芯为节能型铁芯，分上下铁芯两部分，采用无磁隙整体结构；所采用的控制电路部分为智能电子控制保护器，该保护器设置在一个盒体内，其核心部分是内部的智能电子控制保护器的线路板，从板上引出馈线，分别连接到下铁芯外面的控制线圈上和三相回路中。节能型铁芯是采用Q315钢材，分上下铁芯两个部分，其造型特点是去掉磁短路环和接触面的嵌槽，采用无磁隙整体结构，从而保证了良好的磁化特性、剩磁保持特性和退磁特性，以实现高效节电及无噪音等优点。

智能控制保护器既可以接受人工开关命令，随时指挥接触器接通与分断，又可以随时监视电网参数的变化，及通过传感器监视其他物理量的变化，通过IECP的测试判断，发出命令指挥控制线圈和铁芯分断接触器达到保护目的，该保护器的核心是其盒体内的线路板，智能电子控制保护器线路中的一个主要特点，是将以往传统电路中的并联充电电路(通过线圈L与一个大电阻二极管并联)的结构，改为直接用线圈L串联给电容C₆充电的电路结构。

智能电子控制保护器线路中的另一个特点是，电子开关K₃由传统电路中放置在主回路的位置改变到放置在支路位置，就可不必选用非常大而贵的电子开关，从而简化了电路装备。

本方案的主要有益效果是，该智能电子控制保护器的引入，使它集控制与保护功能于一体，根据需要可集总或单一地选配组合下述控制与保护功能：

A、远距离手动快速接通与分断开关控制。

B、远距离延时启动控制，延时时间可根据需要设定。

C、故障停电立即/延时分断，延时时间在5秒内任意设定。

D、欠压立即/延时分断保护，欠压电平在(60-85％)U_额范围内可任意精确设定，当电网电压降到所设电平时，接触器一次分断。延时分断时间可在100ms--5s内任意设定。

E、过压立即/延时分断保护，最高过压范围不超过125％U_额。

F、断相保护：任一相断相都有会立即分断。

G、启动前遇欠压、过压或断相时，保证启动不了。

H、过流保护：遇断相或过载时造成过流，自动分断。

I、节能型：节电率达98％以上，运行无噪音，线圈使用寿命长，接触器使用温度加宽(+55℃--15℃)，且具有电子锁扣式接触器功能。

J、本保护器体积小，与接触器一体安装，成本低廉。

下面结合附图，进一步说明实施例。

附图说明：

图1为智能电磁控制保护器IEMP在交流接触器上应用的示意图。

图2为智能电子控制保护器线路原理图。

其中，1为交流接触器总体部分，1.2为陶瓷支撑座，上铁芯1.1为动铁芯，它与作为静铁芯的下置铁芯1.4相对放置，1.3为反力弹簧，1.5为三相主回路开关。缠绕在铁芯1.4之外的激磁线圈即为连接到智能控制保护器上的控制线圈2，它由P₁、P₂接入智能电子控制保护器3的电路中，3.1为包括储能电容C₆在内的充放电电路，3.2为延时启动及具有保护功能的电子开关K₃的回路，传统电路是接在主回路中P₃点处，本实施例中是设置在总电路的支路中。

电路中C₅、C₆、R₁₄构成的时间常数放电回路，解决了停叫延时分断的问题。

在电路中，增加了A、C相与B、C相间的双路欠压保护回路，实现了断相保护问题。

本电路的具体实施情况如下：

I、接通、分断控制

按下AT时，A、C相间电压通过控制线圈L→R₁₃→C₆→D₈、D₉与C₅、D₇的并联支路→K₃→R₁₈串联回路形成控制电流。该电流在R₁₈上的瞬间压降触发定时器(IC₄)实现K₂的定时导通控制。于是A相电压通过L→K₂→C相形成大的线圈激磁电流，在此电流作用下，接触器主回路开关接通。定时结束后，K₂截止，A、C相间电压继续通过上述的控制电流回路给C₆充电，当C₆上充电电压达到与A、C相间电压平衡时，此回路电流趋于零。之后，完全靠剩磁维持铁芯吸合，主回路开关接通。

当按上NT或故障停电时，电容C₃将通过R₁₄→C₅放电，当C₅上电压达到足够高时，便通过D₆→R₁₇到K₂控制极，使K₂接通，便形成C₂通过R₁₃→L→R₁₂→K₂→C₆的使铁芯退磁的C₆放电电流，于是铁芯退磁，接触器分断。

II、过压、欠压、断相、过流保护控制

图2中IC₁、IC₂、IC₃皆为双路电压检测器，A、C相间电压通过D₁整流、R1C₂滤波、D₃稳压提供所有集成电路电源，由D₄稳压提供集成片基准电压。其中IC₂为相间电压欠压和电源端断相的电平检测电路。由图可见，它同时检测A、C和A、B相间两路欠压电平，实际上，A、C相，B、C相以及A、B相间任何两相间欠压都会被检测出来。通过R₆、R₇分压比可比例地设置B、C相间欠压保护电平，通过R₈、R₉分压比例地设置B、C相同欠压电平，通过与基准电压比较，以测试是否出现欠压。

IC₁为过压检测和启动延时电路，通过R₄、R₅分压比可比例地设置过压电平，通过与基准电压比较测试出是否过压。

IC₃与信调器、适配器组成双路通用的检测器。既可以用互感器或热敏电阻传感器实现电动机负载断相过载保护，又可以通过接入压力、温度、应变等传感器实现不同物理量高低限的保护。电路中对所有物理量都是通过不同的适配器和信调变为比例的电压量在IC₃中与基准进行比较来确定超限的。

利用电平检测器超限时其输出为低电平的特点，用一个正“与”负“或”门将所有保护输出归一，然后民延时启动输出再“或”，统一控制K₃的控制极G，显然无论那种情况超限，都会使控制极G变低，从而使K₃截止，一旦K₃截止，C₆则会通过线圈L放电，使铁芯消磁，接触器分断达以保护目的。

应当指出的是，IC₂的双路欠压保护，又兼而实现了接触器主回路输入侧的断相保护，而这种断相情况要占总断相情况80％左右。以电动机为例，无论是采用三角形或星形连接，在可能烧毁电机的负载下，任一相断相，该上电压都会降低到80％额定电压下，那么只要将欠压电平设置到80％Ue，则可保证任何一相断相都会起到保护作用。

III、关于延时启动

由图可见，由于或门与D₅构成的“正”与“负”或逻辑，只有当或门输出和IC₁的1脚输出皆为高时，K₃的控制极G才能为高，K₃才导通。由于或门输出经R₁₁C₃积分加到IC₁的一个输入端，所以在一切都正常的情况下，按下启动开关AT，或门输出为高，但启动不了K₃，只有经过τ＝R₁₁C₃延时后，IC₁的1脚输出才变高，从而使K₃导通，R₁₈上的压降触发定时器，使K₂导通，铁芯磁化吸合，主回路开关接通。τ便是启动延时时间。

IV、关于手动快速分断，停电延时分断功能

启动后，遇故障停电时，C₆便会通过R₁₄C₅放电，时间常数：τ＝R₁₄·(C₅·C₆/C₅+C₆)，当C₅上的充电电压足以通过D₆R₁₇触发K₁时，K₁导通，从而形成通过线圈L的退磁电流，使铁芯退磁释放。显然通过改变τ₁便可实现停电延时分断。

在τ₁确定后，为了实现手动快速分断，是通过图示的与分断开关NT相连接的R₁₇而实现的。可见按下NT，R₁₇便通过L，R₁₃与R₁₄并联，只要将R₁₇减小，显然便会大大减小τ₁，达到快速分断目的。

Claims

1、一种智能电磁控制保护器，由铁芯、控制线圈及控制电路部分组成，其特征在于，所采用的铁芯为节能型铁芯，分上下铁芯两部分，采用无磁隙整体结构；所采用的控制电路部分为智能电子控制保护器，该保护器设置在一个盒体内，其核心部分是内部的智能电子控制保护器线路板，从板上引出馈线，分别连接到下铁芯外面的控制线圈和三相回路中。

2、按照权利要求1所述的电磁控制保护器，其特征在于，所包含的智能电子控制保护器线路中，采取直接用线圈L串联给电容C₆充电的电路结构。

3、按照权利要求1所述的电磁控制保护器，其特征在于，所包含的智能电子控制保护器线路中，将电子开关K₃回路设置到支路位置。

4、按照权利要求1所述的电磁控制保护器，其特征在于，所包含的智能电子控制保护器线路中，增加了A、C相与B、C相间的双路欠压保护回路。

5、按照权利要求1所述的电磁控制保护器，其特征在于，所述铁芯的材料为Q315钢材。