CN2672934Y - 三相交流电动机保护器 - Google Patents

Abstract

为解决现有三相交流电动机保护器无法实现无电源制动保护、保护电路系统设计复杂等的技术问题，本实用新型提供的一种三相交流电动机保护器，该保护器以双稳态脉冲继电器为控制对象，采用电压互感器作为其信号采集部件，通过电能蓄能实现继电器制动驱动，实现了无源状态下完成电动机断相、过载、过流等保护工作。本技术方案简化了保护器的结构设计，其继电器通流量大，具有触点转换的功能，大大降低了工作功耗，其工作可靠性和稳定性得到有效地提高。

Description

三相交流电动机保护器

技术领域

本实用新型涉及的是为避免三相交流电动机启动或工作中出现异常现象时，遭受损坏以致影响其它电子设备的一种多功能电子保护装置。

背景技术

为保护三相交流电动机不受启动峰值电流、工作过流、过载、断相等异常突发情况的损坏，现有技术中存在多种电动机保护装置设计，以期能够及时实施电动机保护措施，以免电动机及电动机系统的相关电子设备损坏。

电动机保护装置种类很多，其中多数是以被控的中间继电器和交流接触器为制动部件来达到保护控制作用的。其开关器件设置多、电消耗很大。在这些现有技术中，其中一类是利用压线端子铜排的电阻效应所产生的电压差变化来实现控制电路的设计，其工作电源取自于接线端子的380V交流电，既使在带电等待中也存在不可忽视的功耗，而且一旦失去端线电源供电，整套保护装置则形同虚设；另一种类技术实现手段，也由进线端子取供电电源，以电流互感器为采样部件，该技术手段同样存在上述的能源消耗大和电源供电等技术弊病；再一种类技术是以电压互感器为采集部件的电动机保护装置，该技术虽解决了电源电压的接入问题，但其电子电路产生动信号驱动的电磁继电器或固态继电器，其分离时间短，不能实现有效地动作时差控制，给其它电子设备的配合设计和使用带来许多不便，如果采用固态继电器现制动，其通流量受局限，而且无法实现触点转换特性。综上所述，现有的电动机保护技术仍非理想。

实用新型内容

为解决现有电动机保护技术存在有功耗大、工作可靠性低、动作时差难以控制的技术弊病，本实用新型提供了一套新型的三相交流电动机保护器的技术方案，该技术方案的主要技术内容是：该三相交流电动机保护器以双稳态脉冲继电器为控制对象，该双稳态脉冲继电器的结构构成为：它包括有组装于壳体中的电磁磁路部分和开关触点都分，其电磁磁路部分的轭铁为单端开口的U型框架式轭铁，形成开口的两轭铁框架上分别绕制相互独立的电磁线圈，两线圈分别作为触点吸合或分断线圈和复位线圈，两电磁线圈之间的轭铁上、向轭铁开口侧垂直延伸固定一永磁体，设置于轭铁开口处、与永磁体顶端磁接触设有一杠杆衔铁，该衔铁以其永磁体接触点作为该杠杆的杠杆支点，其两侧分别与轭铁框架的端面吸合或弹离，开关触点部分的静触头设置于衔铁的一端处，与衔铁的动触点开关配置；其电路部分的组成包括有信号采集电路、断相保护电路、过电流保护电路和反时限执行电路，信号采集电路为分别设置于三相线上的各路电压互感器和其整流滤波电路构成的，其反时限执行电路是由设置于电压互感器整流滤波输出端的继电器驱动电路构成，并联于继电器分断线圈执行回路设置蓄能电容器，其控制端设有由雪崩管构成的触发电路，其断相保护电路是由设置于电压互感器整流输出端的正常情况下工作于饱合放大区的三极管和设置于其输出端与执行电路负极输出端之间的为灯光显示电路提供开关通断信号的开关管构成，其过电流保护电路为设置于电压互感器整流输出端的压控振荡器构成，其输出端经单通二极管与上述开关管控制端连接。

在上述的整体技术方案中，信号采集电路输出端还设有自动复位执行电路，该电路包括有设置有继电器复位线圈的驱动管驱动回路、并联于驱动回路的电容器充电回路、和设置于驱动管控制回路由充电回路与驱动管控制端之间形成电压比较的电压比较电路构成。

本实用新型提供的三相交流电动机保护器技术方案，利用电压互感器具有高内阻的特性，除作为本装置中的感应电动机能否正常工作的一信号采集部件外，还将其设计应用为本保护装置的供电电源，实现了无源工作的电动机保护装置设计，同时为解决该感应电源的电流信号微弱、不能直接作为开关器件的制动信号的实际问题，本技术方案中采用了具有积分蓄能的反时限执行电路，并且与其配合设计了具有特殊结构构成的双稳态脉冲继电器，由于该继电器具有脉冲功耗低、制动灵敏、通流量大的技术优点，而且还具有记忆保持功能，本技术将该继电器配置上述电路构造，最终实现了保护器无源工作、由微弱感应信号制动开关器件完成制动保护的技术功能，不存在任何热功耗部件，因而大人提高其工作可靠性和稳定性，是能够真正实现免维护的产品：本技术简化了保护器产品的结构，降低了保护器的产品成本，其保护过程的工作功耗也大大减少，与传统的JR16型热继电器相比，本保护器的节电效率高达99.5％。另外，其自动复位电路的设计可实现制动后的自动复位的技术功能，其应用起来更为方便。

附图说明

图1为本三相交流电动机保护器的机械结构构造示意图

图2为本保护器中的双稳态脉冲继电器的内部结构示意图

图3为本保护器的电路部分的电路组成框图

图4为本保持器电路部分的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型的三相交流电动机保护器的构成如图1所示，其产品壳体1内装配有双稳态脉冲继电器6，电路线路板2和分别以穿芯结构布置于电动机三相线上的电压互感器7，在电动机三相线穿芯设有由硅钢片绕制成三个导磁环5，电压互感器7绕制于该导磁环5上构成，其导磁环5分别穿过三相供电线设置，本电动机保护器以双稳态脉冲继电器6为被控继电器，该双稳态继电器6的结构构成如下：其壳体60内设置有继电器的电磁磁路部分和开关触点部分，其电磁磁路部分设置有单端开口的U型框架式轭铁61，形成单端开口的两轭铁框架62上分别绕制有相互独立的继电器电磁线圈63、64，分别作继电器触点的吸合或分断线圈和复位线圈，位于两线圈之间的轭铁横向连接框架65上的中央空间中向开口侧延伸设置一永磁体66，永磁体66的顶端磁接触设有杠杆式衔铁67，该衔铁以永磁体接触点68作为其杠杆支点，其两侧分别与轭铁框架62的端面吸合或弹离，带动触点部分69实现开关动作。

其构成电路线路板2的电路部分主要包括有信号采集电路、断电保护电路、过电流保护电路、反时限执行电路，在本实施例中还包括有自动复位执行电路，其信号采集电路是由分别设置于三相供电线上的各路电压互感器的次级互感线圈和各路整流滤波电路构成的，其输出端是为本保护器电源供电的正极输出端和负极输出端，反时限执行电路设置于信号采集电路输出端上，其结构构成主要为继电器分断线圈L1的驱动电路，其并联于驱动回路设有充电电容器C5，其控制端设置有由雪崩管BG6和积分电路R8、C6构成的触发电路。

电压互感器信号采集电路输出端还设置有自动复位动作的自动复位执行电路，复位线圈L2设置于由复合驱动管BG8、BG7构成的驱动回路中，其驱动管的控制端设有由电阻R9和电容C7构成的放电延时回路，并联于驱动回路设有由电容器C8构成的充电回路，驱动管的控制回路中设有充电回路点B与放电延时回路点A之间电压比较的电压比较电路。

其断相保护电路和过电流保护电路是与反时限执行电路结合工作的前部信号处理电路，其中的断相保护电路是由设置于信号采集电路的整流输出端的两级饱合放大三极管BG1、BG2构成，其输出端与执行电路的负极输出端之间设有构成灯光显示电路开关支路的开关管BG3：过电流保护电路为设置于信号采集电路整流输出端压控振荡器构成，其输出端与上述的开关管BG3经单向二极管D9相连接构成。在本实施结构中，灯光显示电路是由发光二极管LED构成。

本实用新型的工作过程是这样的：先设定双稳态继电器的开关触点为线路吸合连接状态，电动机被接通工作时，电压互感器7的次级线圈产生感应信号，该感应信号经整流和滤波电路输出至执行电路，在没有出现其它异常情况下，电动机保持正常工作状态，断相保护电路中的饱合三极管BG1、BG2的输出迫使开关管BG3断开，使整个电路处于非工作状态；当突然出现断相时，三极管BG1、BG2由饱合放大状态转向放大工作状态，从而打开开关管BG3、打通执行电路的供电线路，开始为电容器C5充电，当其充电电压达到雪崩管BG6的雪崩导通点时，反时限执行电路的驱动管BG5被迅速触发导通，促使继电器分断线圈及其触点分断动作，拉断电动机的三相连接线，保护电动机：当因持续过载等原因出现过流等异常时，其输出高电压值使压控振荡器开始振荡工作，经开关管BG3，其灯光显示电路开始闪烁，其过流情况越严重，其闪烁频率越快，充电速度也越快，直至达到雪崩管BG6的雪崩导通点时，重复上述工作过程，拉断电动机的三相连接线。自动或手动复位电路的工作过程：当三相线全部失电断开时，复位电路中电容C7和电阻R9所构成的放电延时回路逐渐放电，当充电回路点B电压高于其驱动复合管BG8、BG7控制端A电压时，由复位驱动复合管工作，继电器复位线圈L2得电，带动继电器开关触点复位，自动连通电动机三相电源线；该复位工作过程也可由并联于继电器复位线圈L2的手动开关SW来实现。

Claims (2)

1、一种三相交流电动机保护器，以双稳态脉冲继电器为控制对象，其特征在于该双稳态脉冲继电器的结构构成为：它包括有组装于壳体(60)中的电磁磁路部分和开关触点部分，其电磁磁路部分的轭铁(61)为单端开口的U型框架式轭铁，形成开口的两轭铁框架(62)上分别绕制相互独立的电磁线圈(63、64)，两线圈分别作为触点吸合或分断线圈和复位线圈，两电磁线圈之间的轭铁上、向轭铁开口侧垂直延伸固定一永磁体(66)，设置于轭铁开口处、与永磁体顶端磁接触设有一杠杆衔铁(67)，该衔铁以其永磁体接触点作为该杠杆的杠杆支点，其两侧分别与轭铁框架的端面吸合或弹离，开关触点部分的静触头设置于衔铁的一端处，与衔铁的动触点开关配置；其电路部分的组成包括有信号采集电路、断相保护电路、过电流保护电路和反时限执行电路，信号采集电路为分别设置于三相线上的各路电压互感器(7)和其整流滤波电路构成的，其反时限执行电路是由设置于电压互感器整流滤波输出端的继电器驱动电路构成，并联于继电器分断线圈执行回路设置蓄能电容器(C5)，其控制端设有由雪崩管(BG6)构成的触发电路，其断相保护电路是由设置于电压互感器整流输出端的正常情况下工作于饱合放大区的三极管和设置于其输出端与执行电路负极输出端之间的为灯光显示电路提供开关通断信号的开关管(BG3)构成，其过电流保护电路为设置于电压互感器整流输出端的压控振荡器构成，其输出端经单通二极管(D9)与上述开关管(BG3)控制端连接。

2、根据权利要求1所述的电动机保护器，其特征在于信号采集电路输出端还设有自动复位执行电路，该电路包括有设置有继电器复位线圈(L2)的驱动管驱动回路、并联于驱动回路的电容器充电回路(C8)、和设置于驱动管控制回路的由充电回路充电正极(B)与驱动管控制端(A)之间形成电压比较的电压比较电路构成。

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