CN2850089Y

CN2850089Y - 电动机综合保护器

Info

Publication number: CN2850089Y
Application number: CN 200520143511
Authority: CN
Inventors: 杨永强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2015-12-07

Abstract

本实用新型涉及一种电动机综合保护器。电动机综合保护器含有过载信号转换电路、鉴幅开关电路和执行电路，过载信号转换电路采用电磁感应线圈将电动机线电流经过单相或三相整流电路转换成直流电压信号，鉴幅开关电路的取样电压输出连接触发电路的输入端，触发电路的输出端经延时电路连接执行电路的控制输入端，执行电路的输出端连接电动机控制回路，执行电路还连接有断相保护电路，断相信号转换电路通过与门电路连接断相延时开关电路，断相延时开关电路和执行电路连接。本电动机保护器具有过载(过流)保护、缺相保护及短路瞬动保护功能，保护器工作电源为自身整流输出直流电，安装、接线、调试使用方便、安全，可应用于多种电动机保护场合。

Description

电动机综合保护器

一、技术领域：本实用新型涉及一种电动机保护装置，特别是涉及一种电动机综合保护器。

二、背景技术：电动机在当前的工农业生产中使用非常普遍，在工厂中一般采取的保护措施大都是使用空气开关和热保护继电器，而在一些小型企业和个体户以及农村，出于经济上的考虑和使用方便，使用空气开关已经不错了。尤其农村，在浇地或进行其它农副产品加工时，大多只是采用最简单的刀开关，缺乏必要的保护措施，在设备过载、电压不稳或电源缺相时往往造成电动机烧毁，增加经济负担。为了加强对电动机的保护，相关行业技术人员提出了很多可行的技术方案，有关电动机保护器的产品也是多种多样。目前市场上比较畅销的一种电动机保护器，针对三相电动机在运行中因断相、过压和过流造成烧毁等原因而设计，含有断相检测电路，过流检测电路，采用电磁感应线圈将三相线电流、整流转换为断相或过载取样信号，经放大驱动执行电路，切断电动机控制回路，使用时将电动机三相电源线穿入保护器壳体上对应电感线圈的三个绝缘材料孔中。使用比较方便，结构简单。但其存在的缺点是：为保证电子线路的正常工作，保护器内部都连接有一个变压器提供工作电源，一来浪费电能，二来势必造成保护器成本提高；另外根据电源电压不同，变压器或吸合线圈需要不同的规格型号，缺乏通用性，使用外接电源，造成接线不方便；更麻烦的是调试非常不方便、不安全，如试验断相保护功能，需要人为切断一根相线；在进行过载试验时，需要人为增加电动机负载；另外该保护器只能配合电磁式开关使用，不能应用于空气开关、刀开关等手动开关，使其使用范围受到很大限制。

三、实用新型内容：

本实用新型所要解决的技术问题：针对背景技术所述电动机保护器存在的缺陷，提出一种调试简单、使用方便，不用外接电源的电动机综合保护器。

本实用新型所采用的技术方案：

一种电动机综合保护器，含有过载信号转换电路、鉴幅开关电路和执行电路，过载信号转换电路采用电磁感应线圈将电动机的三相或一相线电流经过单相或三相整流、滤波电路转换成直流电压信号，鉴幅开关电路含有取样电阻和触发电路，取样电阻接入过载信号转换电路直流输出电压两极之间，取样电阻的取样电压输出连接触发电路的输入端，触发电路的输出端经延时电路连接执行电路的控制输入端，执行电路的输出端连接电动机控制回路。

所述的电动机综合保护器，鉴幅开关电路的取样电阻为可调电位器R₂，可调电位器R₂的中间抽头为取样电压输出端，取样电压输出端和直流负极之间连接有由电阻R₃、R₄、R₅依次串联组成的偏置电路，触发电路为由晶体管T₁、T₂组成的施密特触发电路，电阻R₄、R₅的接点连接施密特触发电路晶体管T₁的基极，施密特触发电路晶体管T₂的集电极输出经光电耦合器A₁连接由单结晶体管T₃、可控硅T₄和继电器J组成的执行电路，光电耦合器A₁的输出端一端经电阻R₁₁接取样电压输出端，该输出端同时经电阻R₁₃和电容C₂组成的延时电路连接执行电路，光电耦合器A₁的输出端另一端接直流负极，电阻R₁₃和电容C₂的接点连接单结晶体管T₃的触发端，单结晶体管T₃的另两极分别经电阻接电源，继电器J的线圈和可控硅T₄组成的串联支路并联在电源两极之间，T₄的触发端连接单结晶体管T₃的输出端，继电器J的线圈两端并联二极管D₉，继电器J的常闭触点串联连接于电动机控制回路中。

所述的电动机综合保护器，还含有短路瞬动保护电路，短路瞬动保护电路含有并联于过载信号转换电路取样电压输出端与直流负极之间的稳压管W₁和电容C₃，稳压管W₁和电容C₃的接点连接单结晶体管T₃的触发端，电阻R₁₃和电容C₂的接点与稳压管W₁和电容C₃的接点之间接有二极管D₈，电阻R₁₃和电容C₂的接点与光电耦合器A₁的非接地输出端之间连接有放电电阻R₁₂和二极管D₇，在单结晶体管T₃和可控硅T₄的接点与直流负极之间连接有充、放电电容C₄，触发电路和执行电路的电源使用过载信号转换电路的整流输出或者取样电压输出端。

所述的电动机综合保护器，鉴幅开关电路偏置电阻R₃、R₄或用一个电阻代替，在R₃、R₄或其中一个的两端连接有模拟过载试验开关K1，在施密特触发电路晶体管T₁的集电极与电源之间连接有过载指示发光二极管D_F1，在过载信号转换电路整流、滤波输出端并联连接有过压保护压敏电阻R₁。

所述的电动机综合保护器，还含有断相保护电路，断相保护电路含有断相信号转换电路、与门电路和断相延时电路，断相信号转换电路采用电磁感应线圈将电动机三相线电流分别经过三组整流、滤波电路转换成直流电压信号，各组整流电路的直流输出两端分别接入三个光电耦合器A₃、A₄、A₅的输入端，各组整流电路的并联或者串联输出提供断相保护延时开关电路或者执行电路和施密特触发电路所需的电源，组成断相保护延时电路的电阻R₁₈和电容C₉连接于电源两极之间，三个光电耦合器A₃、A₄、A₅的输出端依次串联组成的与门电路一端接地，另一端连接电阻R₁₈和电容C₉的接点，电阻R₁₈和电容C₉的接点经电阻R₁₇连接开关电路晶体管T₅的基极，晶体管T₅的发射极接电源负极，其集电极连接发光二极管D_F2和电阻R₁₆接电源正极，晶体管T₅的集电极输出端反向连接二极管D₁₄连接执行电路继电器J的线圈和可控硅T₄的接点，三组整流电路的并联输出串接二极管D₁₀提供执行电路电源，执行电路电源中并联有滤波电容C₅和稳压管W₂。

所述的电动机综合保护器，在断相延时开关电路晶体管T₅的集电极与电源之间接有光电耦合器A₂，光电耦合器A₂的输出端一端接地，另一端连接鉴幅开关电路晶体管T₁的基极；断相信号转换电路的三个电磁感应线圈的两端分别并联断相模拟试验开关K2、K3、K4，三组整流输出电源两极之间连接有发光二极管D_F3和限流电阻R₂₂组成的运行指示电路。

所述的电动机综合保护器，鉴幅开关电路取样电阻R₃、R₄或用一个电阻代替，在R₃、R₄或其中一个的两端并联有模拟过载试验开关K1，在施密特触发电路晶体管T₁的集电极与电源之间连接有过载指示发光二极管D_F1，在过载信号转换电路整流电路的输出端并联连接有过压保护压敏电阻R₁。

本实用新型的有益积极效果：

1、本实用新型采用电磁感应线圈和整流电路将电动机三相线电流变换为电压信号，在过流或断相时输出对应取样信号，推动执行电路工作，执行电路的继电器常闭触点串联于电动机控制回路中，通过切断控制回路电源，对电动机加以保护，结构简单，成本低，经济实用。

2、本实用新型电动机综合保护器含有过载、断相指示和电流调节，尤其是几个模拟试验开关的采用，使得该保护器调试极为方便，省去了许多不必要的麻烦；另外，保护器工作电源为自身整流输出直流电，不用外接电源，安装、接线、调试使用方便、安全。

3、本实用新型电机综合保护器适用于各个范围的工作电压，可应用于多种电动机保护场合，具有较强的适用性和市场应用前景。

四、附图说明：

图1：电动机综合保护器结构原理方框图

图2：电动机综合保护器应用于高压电动机保护实用电路接线图

图3：电动机综合保护器电路原理示意图

五、具体实施方式：

实施例一：参见图1、图3，本实用新型电动机综合保护器，含有过载(过流)信号转换电路和鉴幅开关电路、过载延时电路以及执行电路，鉴幅开关电路中设有短路瞬动保护电路和执行电路连接；和执行电路连接的断相保护电路含有断相信号转换电路，断相信号转换电路连接与门电路，与门电路通过断相延时开关电路和执行电路连接。该保护器具有过载(过流)保护、缺相保护及短路瞬动保护功能。

过载保护电路的过载信号转换电路采用电磁感应线圈L₁、L₂、L₃将电动机三相线电流经过三相整流电路和滤波电路转换成直流电压信号，通过其两极之间的可调电位器R₂输出取样电压，鉴幅开关电路为由晶体管T₁、T₂组成的施密特触发电路，取样电阻R₃、R₄、R₅依次串联组成的偏置电路连接于取样电压输出端和直流负极之间，R₄、R₅的接点连接晶体管T₁的基极，晶体管T₂的集电极输出经光电耦合器A₁连接由单结晶体管T₃、可控硅T₄和继电器J组成的执行电路，光电耦合器A₁的输出端经电阻R₁₃和电容C₂组成的延时电路连接执行电路，电阻R₁₃和电容C₂的接点连接单结晶体管T₃的触发端，单结晶体管T₃的另两极分别经电阻接在电源两极之间，继电器J的线圈和可控硅T₄组成的串联支路并联在电源两极之间，T₄的触发端连接单结晶体管T₃的输出端，继电器J的线圈两端并联保护二极管D₉。使用时，继电器J的常闭触点输出串联连接于电动机控制回路中，通过切断控制回路电源，对电动机加以保护，同时继电器的其它触点输出可连接报警器或作为其它联锁控制用。在配合刀开关或空气开关使用时，在电动机或供电系统发生故障时通过继电器的常闭触点使总闸电磁开关切断电源，或通过常开触点接通报警电路实现报警功能。

短路瞬动保护电路含有并联于取样电压输出端与直流负极之间的稳压管W₁和电容C₃，稳压管W₁和电容C₃的接点连接单结晶体管T₃的触发端，电阻R₁₃和电容C₂的接点与稳压管W₁和电容C₃的接点之间接有二极管D₈，电阻R₁₃和电容C₂的接点与光电耦合器A₁的输出端之间接有放电电阻R₁₂和二极管D₇，在单结晶体管T₃和可控硅T₄的接点与直流负极之间接有充、放电电容C₄。

断相保护电路的断相信号转换电路采用电磁感应线圈L₄、L₅、L₆将电动机三相线电流分别经过三组桥式整流电路和滤波电路转换成直流电压信号，各路整流电路的直流输出两端分别接入三个光电耦合器A₃、A₄、A₅的输入端，同时各路整流电路的正极输出分别经三个并联的二极管D₁₁、D₁₂、D₁₃提供断相保护延时开关电路、执行电路和施密特触发电路的电源，三个光电耦合器A₃、A₄、A₅的输出端依次串联组成与门电路，组成断相保护延时电路的电阻R₁₈和电容C₉连接于电源两极之间，所述的与门电路一端接地，另一端连接电阻R₁₈和电容C₉的接点，电阻R₁₈和电容C₉的接点经过限流电阻R₁₇接入开关电路晶体管T₅的基极，晶体管T₅的发射极接电源负极，其集电极串联发光二极管D_F2和电阻R₁₆接电源正极，晶体管T₅的集电极输出端通过一个反接的二极管D₁₄连接执行电路继电器J的线圈和可控硅T₄的接点，三组整流电路并联的电源输出端连接有滤波电容C₅和稳压管W₂，稳压管还可用串联的二极管代替，断相信号转换电路电源输出端串联有二极管D₁₀。

本实施例中，鉴幅开关电路取样电阻R₃、R₄或用一个电阻R代替，在R₃、R₄或其中一个或电阻R的两端并联有模拟过载试验开关K1，在施密特触发电路晶体管T₁的集电极与电源之间串联有过载指示发光二极管D_F1，在过载信号转换电路整流、滤波输出端并联有过压保护的压敏电阻R₁，防止可调电位器R₂两端的电压超出设计的范围；断相信号转换电路三个电磁感应线圈的两端分别并联有常开式断相模拟试验开关K2、K3、K4，三组整流输出电源两极之间连接有发光二极管D_F3和限流电阻R₂₂组成的运行指示电路。在断相延时开关电路晶体管T₅的集电极与电源之间接有光电耦合器A₂，光电耦合器A₂的输出一端接地，另一端连接鉴幅开关电路晶体管T₁的基极。

图3中，包括了本实用新型电动机综合保护器的使用方式，即将执行电路继电器的常闭触点串联于电动机基本的控制回路中，在过载、断相或短路情况出现时，执行电路驱动继电器动作，切断电动机接触器控制电源，达到切断电源，保护电动机的目的。图2为本实用新型电动机综合保护器应用于高压电动机保护的使用方式，即电动机控制回路电源使用高压工作电源经变压器变压后的次级输出电源。

实施例二：参见图1、图3，本实施例同实施例一的区别在于：电动机综合保护器只含有过载(过流)、保护电路及短路瞬动保护电路，不含有断相保护电路，施密特触发电路和执行电路的电源使用过载信号转换电路的整流电路输出或者取样电压输出端。

Claims

1、一种电动机综合保护器，含有过载信号转换电路、鉴幅开关电路和执行电路，过载信号转换电路采用电磁感应线圈将电动机的三相或一相线电流经过单相或三相整流、滤波电路转换成直流电压信号，其特征是：鉴幅开关电路含有取样电阻和触发电路，取样电阻接入过载信号转换电路直流输出电压两极之间，取样电阻的取样电压输出连接触发电路的输入端，触发电路的输出端经延时电路连接执行电路的控制输入端，执行电路的输出端连接电动机控制回路。

2、根据权利要求1所述的电动机综合保护器，其特征是：鉴幅开关电路的取样电阻为可调电位器R₂，可调电位器R₂的中间抽头为取样电压输出端，取样电压输出端和直流负极之间连接有由电阻R₃、R₄、R₅依次串联组成的偏置电路，触发电路为由晶体管T₁、T₂组成的施密特触发电路，电阻R₄、R₅的接点连接施密特触发电路晶体管T₁的基极，施密特触发电路晶体管T₂的集电极输出经光电耦合器A₁连接由单结晶体管T₃、可控硅T₄和继电器J组成的执行电路，光电耦合器A₁的输出端一端经电阻R₁₁接取样电压输出端，该输出端同时经电阻R₁₃和电容C₂组成的延时电路连接执行电路，光电耦合器A₁的输出端另一端接直流负极，电阻R₁₃和电容C₂的接点连接单结晶体管T₃的触发端，单结晶体管T₃的另两极分别经电阻接电源，继电器J的线圈和可控硅T₄组成的串联支路并联在电源两极之间，T₄的触发端连接单结晶体管T₃的输出端，继电器J的线圈两端并联二极管D₉，继电器J的常闭触点串联连接于电动机控制回路中。

3、根据权利要求2所述的电动机综合保护器，其特征是：还含有短路瞬动保护电路，短路瞬动保护电路含有并联于过载信号转换电路取样电压输出端与直流负极之间的稳压管W₁和电容C₃，稳压管W₁和电容C₃的接点连接单结晶体管T₃的触发端，电阻R₁₃和电容C₂的接点与稳压管W₁和电容C₃的接点之间接有二极管D₈，电阻R₁₃和电容C₂的接点与光电耦合器A₁的非接地输出端之间连接有放电电阻R₁₂和二极管D₇，在单结晶体管T₃和可控硅T₄的接点与直流负极之间连接有充、放电电容C₄，触发电路和执行电路的电源使用过载信号转换电路的整流输出或者取样电压输出端。

4、根据权利要求1或2或3所述的电动机综合保护器，其特征是：鉴幅开关电路偏置电阻R₃、R₄或用一个电阻代替，在R₃、R₄或其中一个的两端连接有模拟过载试验开关K1，在施密特触发电路晶体管T₁的集电极与电源之间连接有过载指示发光二极管D_F1，在过载信号转换电路整流、滤波输出端并联连接有过压保护压敏电阻R₁。

5、根据权利要求1或2或3所述的电动机综合保护器，其特征是：还含有断相保护电路，断相保护电路含有断相信号转换电路、与门电路和断相延时电路，断相信号转换电路采用电磁感应线圈将电动机三相线电流分别经过三组整流、滤波电路转换成直流电压信号，各组整流电路的直流输出两端分别接入三个光电耦合器A₃、A₄、A₅的输入端，各组整流电路的并联或者串联输出提供断相保护延时开关电路或者执行电路和施密特触发电路所需的电源，组成断相保护延时电路的电阻R₁₈和电容C₉连接于电源两极之间，三个光电耦合器A₃、A₄、A₅的输出端依次串联组成的与门电路一端接地，另一端连接电阻R₁₈和电容C₉的接点，电阻R₁₈和电容C₉的接点经电阻R₁₇连接开关电路晶体管T₅的基极，晶体管T₅的发射极接电源负极，其集电极连接发光二极管D_F2和电阻R₁₆接电源正极，晶体管T₅的集电极输出端反向连接二极管D₁₄连接执行电路继电器J的线圈和可控硅T₄的接点，三组整流电路的并联输出串接二极管D₁₀提供执行电路电源，执行电路电源中并联有滤波电容C₅和稳压管W₂。

6、根据权利要求5所述的电动机综合保护器，其特征是：在断相延时开关电路晶体管T₅的集电极与电源之间接有光电耦合器A₂，光电耦合器A₂的输出端一端接地，另一端连接鉴幅开关电路晶体管T₁的基极；断相信号转换电路的三个电磁感应线圈的两端分别并联断相模拟试验开关K2、K3、K4，三组整流输出电源两极之间连接有发光二极管D_F3和限流电阻R₂₂组成的运行指示电路。

7、根据权利要求5所述的电动机综合保护器，其特征是：鉴幅开关电路取样电阻R₃、R₄或用一个电阻代替，在R₃、R₄或其中一个的两端并联有模拟过载试验开关K1，在施密特触发电路晶体管T₁的集电极与电源之间连接有过载指示发光二极管D_F1，在过载信号转换电路整流电路的输出端并联连接有过压保护压敏电阻R₁。