CN2702504Y - 三相交流电动机电源相序自适应正、反转控制装置 - Google Patents

Abstract

三相交流电动机电源相序自适应正、反转控制装置，属交流电动机的可逆控制技术领域。本装置利用正、反两个相序继电检测单元来参予控制交流电动机的正转和反转电路，使得设备的运行控制指令与设备的实际运行方向始终一致，而不会受输入的交流电相序变化影响，也不会因输入的交流电错相而停机，设备的运行终端限位保护器也不会因错相而失去保护功能。本装置可广泛应用于三相交流电机驱动的各类门式、桥式、塔式起重机，以及各种行车、电动葫芦、绞车、建筑塔吊、电梯、提升机、卷扬机、皮带输运机、卷帘门等不允许运行方向出错的可逆运行设备。

Description

三相变流电动机电源相序自适应正、反转控制装置

所属技术领域

本实用新型涉及一种三相交流电动机的可逆运转控制装置，尤其是利用其来实现设备的顺向或者逆向运行的控制装置。

背景技术

传统的三相交流电动机正、反转控制装置没有错相自动纠正或者相序自动适应的功能。因此当供电电源的相序出错时，电动机所获得的运转指令会发生颠倒性错误：当给出顺向运转指令时电机却逆向运转，当给出逆向运转指令时电机则顺向运转。更严重的是：电机所带动的设备，其运行终端的限位保护器(包括接入二次线路的限位开关和接入一次线路中的断火限位器)，在电源错相后将失去作用。由于错相，当设备运行到行程终端时就不能切断电机电源。如果发生这种情况，则电机所控制的设备将可能发生越程事故，甚至发生毁坏设备的事故和间接造成人身伤害的事故。

为了解决这一问题，一般常用的办法是：在电源进线端加接错相保护器，并将该保护器的一对常开输出触点串联在电动机的二次控制回路中。这样当电源正常时，该常开触点吸合，所有控制就都可正常进行。而当电源发生倒相问题时，该常开触点不吸合，所有控制就都不可进行。类似这种控制方式的还有一些专利申请，例如申请号为88215765的专利——《三相交流电动机单相起动控制箱》和公告号为2426241的专利——《三相缺相、逆相序电动机保护器》。以上这些控制方案在对可逆运转的电机控制时其缺点是显而易见的，即当电源进线端的相序发生倒相时，电机将不可运行，必须用人为的方法将电源的相序纠正后，电机才能够重新正常运行。

申请号为87104787的专利《断相过载保护的三相相序识别控制器》和申请号为87202917的专利《相序识别调整器》，以及申请号为97242267的专利《三相交流电相序自动控制器》，都分别提出了一种能自动把输出错误的相序转换成正确相序的方案，即错相自动纠正的方案。但这类方案在运用时必需在所控制的设备进电之前额外再增加一套用于保证相序不出错的三相强电控制装置。这样如果把这种装置应用于可逆电机的控制，就显得画蛇添足。因为不仅浪费了控制设备本身就固有的资源，而且需额外占据较多的安装空间，需要增加较多的额外成本。

发明内容

本实用新型提供了这样一种三相交流电动机的可逆运转控制装置：充分利用控制设备本身固有的资源，不需要在电源输入端再加装一套电源的错相自动纠正装置。无论输入该装置的三相交流电相序如何，都不会改变控制指令对电机所要求的转动方向，该电机所控制的设备的运行终端限位装置也不会失去功效，电机也不会因电源相序改变而停止运转。也就是说，本实用新型对输入的三相交流电相序有完全的自动适应性。

本实用新型所采取的技术方案是：充分利用一般交流电动机可逆控制装置中的两只本来就需要的正转和反转控制接触器和其它电路控制元件，仅加装一套有正、反两种相序检测功能的相序检测继电器，利用该相序检测继电器的继电控制输出触点，而针对正、反转接触器的线圈的控制线路作正、反相序的导向接线处理。

本实用新型的有益效果是：充分利用控制装置本身的资源，线路简单、可靠，对三相交流电机可逆控制系统的电源相序有自动适应性。

本技术方案是这样实现的：在三相交流电动机正、反转控制装置的电源进线端接一套相序检测继电器。该继电器内部包含了三相交流电的顺相序检测继电单元和逆相序检测继电单元。两个相序检测继电单元各自分别控制着各两对独立的常开输出触点。当电源的交流电相序为顺相序时，顺相序检测继电单元所控制的两对触点同时吸合，而此时逆相序检测继电单元所控制的两对触点不吸合。当电源的交流电相序为逆相序时，逆相序检测继电单元所控制的两对触点同时吸合，而此时顺相序检测继电单元所控制的两对触点不吸合。采用导向式接线方法把它们这几对触点接入电机的运行方向接触器控制回路中，就可以获得本实用新型的上述有益效果。在这里，两个相序检测继电单元可以是分离的、且分别包含有两对常开输出触点的单相序检测继电器，也可以让它们去分别驱动一个拥有多对常开输出触点的中间继电器。在后者所述的情况下，相序检测继电单元所控制的继电输出触点就是指这中间继电器的触点。当然，两个相序检测继电单元还可以采用各功能单元分立式结构，也可以采用所有功能一体化结构形式，只要它们同时满足下述要求：1、具备交流电的两种相反相序的检测功能；2、对应于交流电的两种特定相序，分别有两对独立的继电输出常开触点受其控制；3、对应于交流电的某一种特定相序，只会有一个检测单元所控制的继电输出常开触点会吸合。

附图说明

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

图一是本实用新型的电路原理图，也是第一个实施例的电路接线原理图。

图二是第二个实施例的主要电路接线原理图。

图三是第三个实施例的主要电路接线原理图。

图中的数字编号代表元件或者元件组合，说明如下：

电机的两个运转方向之主控触点(1)；电机的运转方向控制器(4)。其中(1)是运转方向控制器(4)的主控触点按照通常的倒相接线法接线的电路组合，(4)包含了两只按互锁接法的方向控制接触器(A1)和(A2)。假如输入交流电的相序为顺相序时(A1)吸合能使电机正转，(A2)吸合能使电机反转，那么当输入交流电的相序为逆相序时，(A1)吸合就将使得电机反转，而(A2)吸合就将使得电机正转。

相序检测继电器(2)，它的使用是本实用新型的第一个技术特征。它包含了顺相序继电检测单元(J1)和逆相序继电检测单元(J2)。当输入的交流电相序为顺相序时，(J1)控制的继电器输出触点吸合，而(J2)所控制的继电器输出触点不吸合。反之，当输入的交流电相序为逆相序时，(J1)控制的继电器输出触点不吸合，而(J2)所控制的继电器输出触点吸合。

按导向法接线的继电器常开触点组合(5)，它们受相序检测继电器(2)所控制。其中受控于顺相序检测继电单元(J1)的有两对触点，分别是(J1-1)和(J1-2)；受控于逆相序检测继电单元(J2)的有两对触点，分别是(J2-1)和(J2-2)。这四对继电器触点的导向式接线法是本实用新型的另一个技术特征，即：(J1-1)的(a)端与(J2-1)的(e)端同时与一只电机转向接触器的线圈端串联(例如图中与A1的线圈串联)，(J1-1)的(b)端与(J2-2)的(h)端同时与正转指令控制的其它线路和元件相串联；(J1-2)的(c)端与(J2-2)的(g)端同时与另一只电机转向接触器的线圈端串联(例如图中与A2的线圈串联)，(J1-2)的(d)端与(J2-1)的(f)端同时与反转指令控制的其它线路和元件相串联。

控制变压器(3)。它为运转方向接触器提供控制电源。

设备正方向(或顺向、上行)运行方向指令信号触点(6)。

设备反方向(或逆向、下行)运行方向指令信号触点(7)。

设备正方向(或顺向、上行)运行终端限位保护开关(8)。

设备反方向(或逆向、下行)运行终端限位保护开关(9)。

图中，本控制装置的三相交流电输入接线端为(A)、(B)、(C)，三相交流电输出接线端为(U)、(V)、(W)。该输出端也亦受控设备的驱动电动机之接线端。(注：在下述中，考滤到叙述的方便，当还涉及到除上述以外的其它电路元件时，将在对该电路的说明中作出解释。)

具体实施方式

图一是本实用新型的电路原理图。当输入的交流电相序为顺相序时，(2)中所包含的顺相序检测继电单元(J1)所控制的触点(J1-1)和(J1-2)吸合接通，此时另一个逆相序检测继电单元(J2)所控制的触点(J2-1)和(J2-2)不吸合。吸合后的触点将引导指令信号走向，使得当正转指令按钮(6)按下时，接触器(A1)吸合而导致电机正向运转，并带动设备顺向运行；而当反转指令按钮(7)按下时，接触器(A2)吸合而导致电机反向运转，并带动设备逆向运行。相反，当交流电的相序为逆相序时，将导致逆相序继电检测单元(J2)的输出触点(J2-1)和(J2-2)吸合，而此时顺相序继电检测单元(J1)所控制的触点(J1-1)和(J1-2)不吸合。吸合后的触点将引导指令信号走向，使得当正转指令按钮(6)按下时，接触器(A2)吸合而导致电机正向运转，并带动设备顺向运行；而当反转指令按钮(7)按下时，接触器(A1)吸合而导致电机反向运行，并带动设备逆向运行。可见，由于有相序检测继电器常开触点组合(5)的导向作用，就自动地实现了转向指令与实际电机的运转方向完全一致，而与输入的交流电相序无关。

图一实际上也是本实用新型运用于电动葫芦(或点动控制设备)中的一例。应用到手柄操纵的电动葫芦控制装置时，控制电源变压器(3)是一只交流380V变36V的安全变压器。(6)即葫芦操纵手柄上的上行指令按钮(对应于向葫芦发出向上起吊指令)，(7)即葫芦操纵手柄上的下行指令按钮(对应于向葫芦发出向下运行指令)。相序检测继电器(2)只有一组三相交流电输入端，但同时拥有顺相序检测继电单元(J1)和逆相序检测继电单元(J2)，其中的两对常开输出触点(J1-1)和(J1-2)在检测到交流电顺相序时吸合，另外两对常开输出触点(J2-1)和(J2-2)在检测到交流电逆相序时吸合。这四对触点的导向法接线就构成了触点组合(5)。葫芦电机的主控接触器(A1)和(A2)的线圈额定电压为AC36V。(JT)为操纵手柄上的停止开关。采用本控制器后，无论输入端A、B、C的交流电相序如何，都不会改变手柄操纵器上的方向指令按钮对电动葫芦的上、下行操纵功能，而同时，串联于电机一次线路中的断火限位器(图中未画出)也能够正常工作，并不会因为输入电源的相序颠倒而限位失效。这样即实现了电源相序的自适应。

图二为本实用新型应用于绞车控制的实施例原理电路图，也可稍加改变而用于简易提升机、皮带输送机等需要自锁运行的其它设备。

该图在图一的基础上引入中间继电器(J3)和(J4)，以便能够分别实现点动和常动控制。其中(J3)为上行方向指令继电器，(J4)为下行方向指令继电器。相序检测继电器(2)采用功能一体化式结构(当然也可采用两个分立的相序继电检测单元结构)，不过它同时具备输入端断相保护的功能。相序检测继电器(2)的四对输出触点的导向法接线构成了触点组合(5)。图二的工作原理与图一基本相同，只是正方向运行指令触点(6)由上行方向继电器(J3)的一对常开触点提供，反方向运行指令触点(7)由下行方向继点器(J4)的一对常开触点提供，以便容易实现点动和常动的分别控制。图中运行方式选择开关(K1)和(K2)是联动型开关，当选择点动控制时它们同时断开被控支路，此时只能点动运行；当选择常动控制时它们同时接通被控支路，此时因方向指令继电器的自锁作用，绞车可常动运行。(JT)为停止按钮，(SA)为上方向运行指令按钮，(XA)为下方向运行指令按钮。(8)是绞车上行终端限位保护开关，(9)是下行终端限位保护开关。采用本控制装置后，无论输入的交流电相序如何，都不会改变绞车操纵箱上运行方向指令按钮对设备的实际操纵功能，即实现了电源相序的自适应。另外，由于(2)选择了具备断相保护功能的相序检测继电器，所以当电源发生断相故障时，它们所控制的常开输出触点都不会吸合，所以接触器(A1)和(A2)就都不会得电吸合，即可同时实现附带的断相保护功能。

图三为本实用新型在PLC控制的交流双速电梯控制系统中作运行方向控制的运用例(局部)。图中的电机运行方向控制接触器(A1)和(A2)(即电梯的上、下运行控制接触器)分别由PLC的输出点(Y1)和(Y2)来控制，且(Y1)为上行控制信号输出点，(Y2)为下行控制信号输出点。(Y1)和(Y2)的动作受PLC内部程序控制，它们在这里就代替了运行方向指令触点(6)和(7)的功能和作用。(8)在这里是电梯上行终端限位开关，(9)是电梯下行终端限位开关。运行方向控制器(4)的控制原理以及电源相序的自适应原理与上述完全相同，只是需要说明的是：在本电梯控制装置中，无论输入的交流电相序如何，PLC所给出的运行方向信号始终是上行时(Y1)输出[即(6)接通]，下行时(Y2)输出[即(7)接通]。

本例中采用两只具有断相保护功能的分体式相序检测继电器(J1)和(J2)来代替(2)的所有功能，(也完全可以采用功能一体化式结构)。且(J1)在顺相序时继电输出吸合，(J2)在逆相序时继电输出吸合。由于(J1)和(J2)的四对常开输出触点采用导向法接线，构成了触点组合(5)，使得本电梯控制装置具备了交流电相序的自适应功能和断相保护功能。

Claims (2)

1.一种三相交流电动机电源相序自适应正、反转控制装置，包括控制箱体、交流电的三相输入端和接控制电机的三相输出端，包括其主触头按通常的倒相接线法连接的正、反转控制接触器，还包括控制变压器、限位开关、方向控制指令元件以及其它二次控制线路；本实用新型的特征在于：在三相交流电的输入端还接入一套包含有能够分别检测顺、逆两种交流电相序的相序检测继电器(2)，该继电器所控制的顺相序检测继电输出触点(J1-1)、(J1-2)和逆相序检测继电输出触点(J2-1)、(J2-2)按照下述的导向接线方式进行电路连接：触点(J1-1)的(a)端与触点(J2-1)的(e)端同时与一个电机运行方向接触器的线圈控制端相串联，触点(J1-1)的另一端(b)与触点(J2-2)的(h)端同时与电机正转控制的指令元件(6)相串联；触点(J1-2)的(c)端与触点(J2-2)的(g)端同时与另一个电机运行方向接触器的线圈控制端相串联，触点(J1-2)的另一端(d)与触点(J2-1)的(f)端同时与电机反转控制的指令元件(7)相串联。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征是：当输入交流电的相序为顺相序时，相序检测继电器(2)中的顺相序检测继电输出触点(J1-1)、(J1-2)将同时接通，而逆相序检测继电输出触点(J2-1)、(J2-2)不会被接通；当输入交流电的相序为逆相序时，相序检测继电器(2)中的顺相序检测继电输出触点(J1-1)、(J1-2)将不会接通，而逆相序检测继电输出触点(J2-1)、(J2-2)将会被同时接通。

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