专利名称：无功耗电机综合保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种无功耗电机综合保护器，属于电动机保护装置技术领域。
背景技术：
三相交流电机因过流、缺相烧毁的占绝大多数，所以自电机问世以来，人们便设法从这两个方面加以保护。热继电器因为安装使用方便，被广泛采用，但只有过流保护，没有缺相和短路速断保护功能，且热继电器精度低、定值易变、抗过载能力差，寿命短，使用效果受到影响。目前，市场上销售的多功能电机保护器或使用烦琐、或体积大不便安装，所以难以推广。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能克服上述缺陷、功能齐全、使用性能优良的无功耗电机综合保护器。
本实用新型的目的是这样实现的包括信号转换取样模块、逻辑或模块、与非门模块、积分延时模块、短路检测模块、直流电子开关和交流电子开关，其中信号转换取样模块感应电机主线信号，其输出端分别接逻辑或模块和与非门模块，逻辑或模块的输出端分别经积分延时模块、短路检测模块与与非门模块的输出端一同接直流电子开关的输入端，直流电子开关的输出端接交流电子开关，交流电子开关的两个接线端X1、X2串接在控制回路中。
所述的无功耗电机综合保护器，信号转换取样模块包括三只穿芯式电流/电压转换器ICa、ICb、ICc，电机主线Ia、Ib、Ic从电流/电压转换器ICa、ICb、ICc中穿过，由其感应电机的三相电流信号并转换成电压信号，输出到逻辑或模块和与非门模块。
所述的无功耗电机综合保护器，逻辑或模块包括二极管D1、D3、D5和电容C4，其中二极管D1、D3、D5的输入端对应接电流/电压转换器ICa、ICb、ICc的一输出端，其输出端相接后经电容C4接地，并分别接积分延时模块和短路检测模块。
所述的无功耗电机综合保护器，短路检测模块包括三极管BG4、稳压管WY1和电阻R4，其中三极管BG4的发射极接二极管D1、D3、D5的输出端，其基极经稳压管WY1接地，其集电极接直流电子开关的输入端，在三极管BG4的发射极与和基极之间并接有电阻R4。
所述的无功耗电机综合保护器，与非门模块包括二极管D2、D4、D6、D7、与非门IC、电阻R5～6、可调电阻W和电容C1～3，其中二极管D2、D4、D6的输入端对应接电流/电压转换器ICa、ICb、ICc的一输出端，其输出端对应经电容C1～3接地后接与非门IC的输入端，与非门IC的电源端接逻辑或模块的输出端，并经电阻R5～6和可调电阻W组成的分压电路接积分延时模块，与非门IC的输出端经隔离二极管D7接直流电子开关的输入端。
所述的无功耗电机综合保护器，积分延时模块包括电阻R7～8、稳压管WY2和电容C5，其中电阻R8的一端分别机经电阻R7接与非门模块中可调电阻W的可调端、经稳压管WY2接地，其另一端接直流电子开关的输入端，并经电容C5接地。
所述的无功耗电机综合保护器，直流电子开关包括三极管BG1～3、电阻R9和电容C6，其中三极管BG1的基极经电阻R9分别接积分延时模块、与非门模块和短路检测模块的输出端，其集电极接三极管BG2的基极，三极管BG2的集电极接三极管BG3的基极，三极管BG1、BG3的发射极接地，三极管BG2的发射极与三极管BG3的集电极相接后接交流电子开关的控制端。
所述的无功耗电机综合保护器，交流电子开关包括单向可控硅SCR1～2、电阻R10和二极管D8～11，其中可控硅SCR1的控制极为直流电子开关的输出端，其阳极分别接可控硅SCR2的阳极、二极管D8～9的负极和经电阻R10接其控制极，其阴极与二极管D10～11的正极接地，二极管D10的负极接二极管D8的正极，二极管D11的负极接二极管D9的正极，且二极管D10与二极管D8、二极管D11与二极管D9的连接点X2、X1作为两个输出端串接在控制回路中。
其工作原理为直流电子开关包括三极管BG1～3、电阻R9和电容C6，其作用是把三极管BG1基极的阀值电压作为基准电压，与前级输送的取样信号进行比较，把模拟量转换成开关量，送至交流电子开关，为过流和缺相以及短路保护作准备；交流电子开关是由单向可控硅SCR1～2、电阻R10和二极管D8～11组成的一个由直流信号控制的开关。电机主线Ia、Ib、Ic从电流/电压转换器ICa、ICb、ICc中穿过，由其将三相电流转换成电压值，此三相电压一组对应经二极管D2、D4、D6及电容C1～3整流滤波后，成为没有相位差的直流信号电压，此直流信号电压输出到与非门IC的三个输入端，检测缺相状态，如果供电线路突然缺相或电机内部断相，与非门IC输出高电平，直流电子开关导通，几乎不经延时就会迫使交流电子开关截止，进而断开控制回路；另一组对应经二极管D1、D3、D5和电阻R4整流滤波后，也成为没有相位差的直流信号电压，以“或”的形式连接在一起，并输出至由电阻R7～8、稳压管WY2、电容C5组成的积分延时模块和由三极管BG4、稳压管WY1、电阻R4组成的短路检测模块。短路保护由于电阻R4取值很小，正常启动和运行时，加在三极管BG4发射极与基极之间的正向偏压不足以使其导通，当电机内部线间或相间短路时电流骤增，加在三极管BG4的电压迅速升高，迫使三极管BG4和直流电子开关导通、交流电子开关截止，断开控制回路，起到短路保护作用；过流保护电机运转时电流不可能完全恒定，三相中只要有一相大于三极管BG1基极的阀值电压，直流电子开关便会延时导通、交流电子开关截止，断开控制回路，电机启动瞬间一般会超额定电流，因电阻R8、电容C5的延时作用启动时不会引起误跳闸，且电阻R8、电容C5具有反时限延时功能，即过流越大延时越短，跳闸越迅速，这对保护电机尤为有利，但同时会影响启动延时时间，当电机负载惯性较大时，启动期间也会过流，为保证正常启动期间不跳闸特意加稳压管WY2。
该保护器具有反时限过流保护、启动延时保护、缺相和短路速断保护功能，安装方式同普通热继电器，整个器件只有交流电子开关的两个输出端串接在控制回路里，不需要接电源线且无功耗，更加便捷与安全，体积小，保护器采用逻辑集成电路实现状态判断，用较大功率的可控硅作为输出元件，整个器件没有发热部件，没有机械动作，所以过流保护定值精度高，且不受环境温度的影响，缺相和短路保护动作迅速且重复性好，是一种集多功能优点于一体、较为理想的电机保护器件。
图1是本实用新型的工作原理框图；图2是本实用新型实施例的电路图；具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明电机主线Ia、Ib、Ic从电流/电压转换器ICa、ICb、ICc中穿过，由其感应电机的三相电流信号并转换成电压信号，此三相电压信号一组对应经二极管D2和电容C1、二极管D4和电容C2、二极管D6和电容C3整流滤波后，输出到与非门IC的三个输入端脚11、12、13，与非门IC采用集成电路4023，其端脚11、12、13与地之间对应接有泄放电阻R1～3，其端脚1～5、端脚7～8接地，其输出端脚10经隔离二极管D7接直流电子开关的输入端，三极管BG4的发射极对应经二极管D1、D3、D5和经电容C4接收由电流/电压转换器ICa、ICb、Icc输出的整流滤波后的三相电压信号，该三相电压信号还接与非门IC的端脚14，为其提供一个工作电源，三极管BG4的集电极接直流电子开关的输入端，其基极分别经稳压管WY1接地、经电阻R4接其发射极和与非门IC的端脚14，与非门IC的端脚14还依次经电阻R5、可调电阻W、电阻6组成的分压电路接地，可调电阻W的可调端经电阻R7分别接稳压管WY2和电阻R8，稳压管WY2的另一端接地，电阻R8的另一端分别接三极管BG4的集电极、经电容C5接地和经电阻R9接直流电子开关中三极管BG1的基极，即将与非门模块、积分延时模块、短路检测模块输出的检测信号输出到直流电子开关。直流电子开关中三极管BG1的集电极接三极管BG2的基极，三极管BG2的集电极接三极管BG3的基极，三极管BG1、BG3的发射极接地，三极管BG2的发射极与三极管BG3的集电极相接后接交流电子开关的输入端——可控硅SCR1的控制极，其作用是把三极管BG1基极的阀值电压作为基准电压，与前级输送的取样信号进行比较，把模拟量转换成开关量，送至交流电子开关。交流电子开关中可控硅SCR1的阳极分别接可控硅SCR2的阳极、二极管D8～9的负极和经电阻R10接可控硅SCR1的控制极，其阴极接可控硅SCR2的控制极，可控硅SCR2的阴极与二极管D10～11的正极接地，二极管D10的负极接二极管D8的正极，二极管D11的负极接二极管D9的正极，且二极管D10与二极管D8、二极管D11与二极管D9的连接点作为两个输出端X2、X1串接在控制回路中。这样只要不缺相、不断路、限定时间内不过流，直流电子开关就保持截止状态，而交流电子开关则与其相反，维持电机控制回路及主回路导通，反之断开，从而起到保护作用。
稳压管WY1的作用是电机启动和短路时，保护耐压较低的元件；电容C6是加速电容，当电子开关处于导通的临界点时，如果没有此电容，输出将是不稳定状态；电阻R1～3是泄放电阻，如果没有此电阻，一旦过流跳闸后，电容C1～3上的电荷无放电回路，这样会影响下一次启动。
权利要求1.一种无功耗电机综合保护器，其特征在于包括信号转换取样模块、逻辑或模块、与非门模块、积分延时模块、短路检测模块、直流电子开关和交流电子开关，其中信号转换取样模块感应电机主线信号，其输出端分别接逻辑或模块和与非门模块，逻辑或模块的输出端分别经积分延时模块、短路检测模块与与非门模块的输出端一同接直流电子开关的输入端，直流电子开关的输出端接交流电子开关，交流电子开关的两个接线端X1、X2串接在控制回路中。
2.如权利要求1所述的无功耗电机综合保护器，其特征在于信号转换取样模块包括三只穿芯式电流/电压转换器ICa、ICb、ICc，电机主线Ia、Ib、Ic从电流/电压转换器ICa、ICb、ICc中穿过，由其感应电机的三相电流信号并转换成电压信号，输出到逻辑或模块和与非门模块。
3.如权利要求1所述的无功耗电机综合保护器，其特征在于逻辑或模块包括二极管D1、D3、D5和电容C4，其中二极管D1、D3、D5的输入端对应接电流/电压转换器ICa、ICb、ICc的一输出端，其输出端相接后经电容C4接地，并分别接积分延时模块和短路检测模块。
4.如权利要求1所述的无功耗电机综合保护器，其特征在于短路检测模块包括三极管BG4、稳压管WY1和电阻R4，其中三极管BG4的发射极接二极管D1、D3、D5的输出端，其基极经稳压管WY1接地，其集电极接直流电子开关的输入端，在三极管BG4的发射极与和基极之间并接有电阻R4。
5.如权利要求1所述的无功耗电机综合保护器，其特征在于与非门模块包括二极管D2、D4、D6、D7、与非门IC、电阻R5～6、可调电阻W和电容C1～3，其中二极管D2、D4、D6的输入端对应接电流/电压转换器ICa、ICb、ICc的一输出端，其输出端对应经电容C1～3接地后接与非门IC的输入端，与非门IC的电源端接逻辑或模块的输出端，并经电阻R5～6和可调电阻W组成的分压电路接积分延时模块，与非门IC的输出端经隔离二极管D7接直流电子开关的输入端。
6.如权利要求1所述的无功耗电机综合保护器，其特征在于积分延时模块包括电阻R7～8、稳压管WY2和电容C5，其中电阻R8的一端分别机经电阻R7接与非门模块中可调电阻W的可调端、经稳压管WY2接地，其另一端接直流电子开关的输入端，并经电容C5接地。
7.如权利要求1所述的无功耗电机综合保护器，其特征在于直流电子开关包括三极管BG1～3、电阻R9和电容C6，其中三极管BG1的基极经电阻R9分别接积分延时模块、与非门模块和短路检测模块的输出端，其集电极接三极管BG2的基极，三极管BG2的集电极接三极管BG3的基极，三极管BG1、BG3的发射极接地，三极管BG2的发射极与三极管BG3的集电极相接后接交流电子开关的控制端。
8.如权利要求1所述的无功耗电机综合保护器，其特征在于交流电子开关包括单向可控硅SCR1～2、电阻R10和二极管D8～11，其中可控硅SCR1的控制极为直流电子开关的输出端，其阳极分别接可控硅SCR2的阳极、二极管D8～9的负极和经电阻R10接其控制极，其阴极接可控硅SCR2的控制极，可控硅SCR2的阴极与二极管D10～11的正极接地，二极管D10的负极接二极管D8的正极，二极管D11的负极接二极管D9的正极，且二极管D10与二极管D8、二极管D11与二极管D9的连接点X2、X1作为两个输出端串接在控制回路中。
专利摘要本实用新型提供一种无功耗电机综合保护器,由信号转换取样模块感应电机的三相电流信号,并转换成电压信号经整流滤波后输出到逻辑或模块和与非门模块,与非门模块用于检测缺相状态,逻辑或模块输出信号至积分延时模块和短路检测模块,短路检测模块用于检测短路电流,与非门模块、积分延时模块和短路检测模均输出信号至直流电子开关,只要不缺相、不断路、限定时间内不过流,直流电子开关就保持截止状态,而交流电子开关则与其相反,维持电机控制回路及主回路导通,反之断开,从而起到保护作用。
文档编号H02H7/09GK2497461SQ01244290
公开日2002年6月26日 申请日期2001年8月7日 优先权日2001年8月7日
发明者刘建华 申请人:刘建华