专利名称：指数式电动机保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动机保护器，具体为指数式电动机保护器。
背景技术：
现有的电动机保护器80％以上的是利用热继电器来实现电动机保护的。虽有电子式的电动机保护器，但都没有保护动作电流值的直观数字指示，保护器在确定、调节不同容量、不同额定电流的电动机的保护动作电流值时，只能大约估略，不能进行保护动作电流值的精确调节和直观指示，使电动机的过流保护不甚精确。造成这种现象的原因是，现有的电子式电动机保护器都是以电流互感器来采集工作电流信号，随着电动机工作电流的升高，电流互感器的感应电压与电流不成线性，为保护器的保护动作电流值的后续调节带来不确定性，因而造成不能对动作电流进行精确调节的弊端。
现有的电子数显式电动机保护器，技术含量较高，但造价也高，用户尚不能接受，也限制了其推广使用。
现有的电子式电动机保护器都是单一的过流保护，而电动机不仅因为过流，电机扫膛烧坏线包也时有发生，现有保护器对此不具有保护功能。
发明内容
本实用新型克服现有电动机保护器，特别是电子式保护器无法实现保护动作电流值的精确调节、直观数字显示且保护形式单一的问题，提供一种指数式电动机保护器。
本实用新型是采用如下技术方案实现的指数式电动机保护器，包含电流互感器AL2、BL2、CL2、壳体和壳体内的内部电路，在电流互感器感应线圈的两端并联有电阻R3、R4、R5和可变电阻RP1、RP2、RP3，可变电阻的活动触头分别接电容C5、C6、C7的正端，电容C5、C6、C7的负端并联后与电阻R6、电容C8并联而成的阻抗相串联形成对地回路；内部电路还包含分别以运放芯片IC1、IC2为核心的两个比较电路，运放芯片IC2的输出端连接有继电器J的驱动电路，继电器J的常闭触点J1-1串接于电动机的起动、停车控制回路中；运放芯片IC1的同相端经电阻R7与电容C5、C6、C7的并联点连接，反相端接可变电阻RP4到地，可变电阻RP4的活动触头接地；在运放芯片IC1的输出端与公共地之间设有含有可变电阻RP5、电位器W的串联回路，运放芯片IC2的同相端经电阻R13与电位器W的活动触头连接，电位器W的2端与3端短接，同时电位器W的调节钮固定在壳体表板上，并在调节钮周围设有与不同阻值对应的保护动作电流值。电流互感器线圈感应出电压，随着工作电流升高，当电阻R6和电容C8并联而成的阻抗上的压降(即运放芯片IC1的同相端电压)高于运放芯片IC1反相端的基准电压时，运放芯片IC1的输出端(1脚)输出电压，该电压经过电位器W的分压调节，作用在运放芯片IC2的同相端，随着电动机工作电流的升高(达到保护动作电流值时)，运放芯片IC1的输出端电压也升高，通过调节电位器W，可调节作用于运放芯片IC2同相端的电压，当电动机工作电流达到保护动作电流值时，运放芯片IC2的同相端电压高于其反相端的基准电压时，运放芯片IC2的输出端输出高电压，继电器J的驱动电路使继电器J带电，其常闭触点J1-1断开，切断电动机的起动、停车控制回路，使电动机主供电回路的接触器失电、断开，实现电动机的保护。可以看出，随着电动机工作电流的上升，运放芯片IC1的输出电压随之上升，通过调节电位器W的阻值，可调节在不同的运放芯片IC1输出电压值(即电动机的不同工作电流)时的运放芯片IC2的同相端电压值。正是在电流互感器感应线圈的两端并联有电阻R3、R4、R5(起分流作用)和可变电阻RP1、RP2、RP3(起分压作用)，使电动机工作电流与引出的输出电压(即运放芯片IC1的同相端电压)趋于线性关系，才使得通过调节电位器W来调节电动机的保护动作电流值成为可能，并在壳体面板上有对应的保护动作电流值的直观显示。
在电动机超载时，本实用新型所述保护器可准确地实现过流保护，并且可容易地实现电动机保护动作电流值的准确调节和直观显示。该保护器保护功能多，不但能实现过流保护，而且能实现扫膛保护、漏电保护等。该保护器结构设计合理、新颖，造价较低，便于推广使用。
图1为本实用新型的壳体面板示意图；图2为本实用新型扫膛保护中导电片在定子槽内的固定结构示意图；图3为本实用新型为实现扫膛保护所设的零序感应线圈在供电主回路上的连接示意图；图4为导电片的连接结构示意图；图5为本实用新型的内部电路原理图；具体实施方式
指数式电动机保护器，包含电流互感器AL2、BL2、CL2、壳体1和壳体内的内部电路，在电流互感器感应线圈的两端并联有电阻R3、R4、R5和可变电阻RP1、RP2、RP3，可变电阻的活动触头分别接电容C5、C6、C7的正端，电容C5、C6、C7的负端并联后与电阻R6、电容C8并联而成的阻抗相串联形成对地回路；内部电路还包含分别以运放芯片IC1、IC2为核心的两个比较电路，运放芯片IC2的输出端连接有继电器J的驱动电路，继电器J的常闭触点J1-1串接于电动机的起动、停车控制回路中；运放芯片IC1的同相端经电阻R7与电容C5、C6、C7的并联点连接，反相端接可变电阻RP4到地，可变电阻RP4的活动触头接地；在运放芯片IC1的输出端与公共地之间设有含有可变电阻RP5、电位器W的串联回路，运放芯片IC2的同相端经电阻R13与电位器W的活动触头连接，电位器W的2端与3端短接，同时电位器W的调节钮固定在壳体表板上，并在调节钮周围设有与不同阻值对应的保护动作电流值。
运放芯片可采用TLC27L2CD型号。运放芯片IC1的反相端连接有可变电阻RP4到地，以形成反相端可调的基准电压，在其输出端与反相端之间连接有电阻R8，以形成反馈；运放芯片IC2的反相端与由电阻R10、R11、R12连接而成的分压电路相连，以建立其反相端的基准电压，在其输出端与反相端之间也连接有反馈电阻R15。运放芯片IC2的输出端(7脚)接电阻R18、R19至公共地，电阻R18、R19的接点接二极管D5到芯片IC2的同相端(5脚)，与接在芯片IC2输出端(7脚)的稳压二极管DW4构成一正反馈电子开关电路。接在芯片IC2输出端(7脚)的电阻R20、电容C10、二极管D6为小电流超载延时掉闸电路。
继电器J的驱动电路包含三极管BG4、BG5、BG6，其中三极管BG5的集电极与三极管BG4的基极相连(经过电阻R23)，三极管BG6的基极与三极管BG4的射极相连，继电器J连接于三极管BG6的集电极。运放芯片IC2的输出端输出电压时，首先使三极管BG4导通，继而使三极管BG5、BG6导通，三极管BG5的导通，使三极管BG4、BG6处于饱和导通状态，三极管BG6的导通使继电器J带电，其常闭触点J1-1断开。
内部电路还包含直流电源供电电路，该直流电源供电电路包含由电流互感器AL1、CL1，滤波电容C1、C2、整流二极管D1、D2、D3、D4和相互并联的电容C3、C4、稳压二极管DW1构成的14伏电源电路；由三极管BG1、连接于三极管BG1基极的稳压二极管DW2、电阻R1，连接于三极管BG1集电极的电阻R2、稳压二极管DW3、三极管BG3和基极与稳压二极管DW3的阳极连接、集电极与三极管BG1的集电极连接的三极管BG2构成的12伏稳压电源。由于电容C3、C4选用的容量较大，其充电后即使断开电流互感器AL1或CL1也能满足电路所需电流；当电容C3、C4的充电电压超过12伏时，三极管BG1导通，三极管BG2、BG3也随之导通，从而为内部电路提供12伏的直流工作电源。
内部电路还设有由三极管BG7、连接于三极管集电极的发光二极管D8、电阻R22、连接于三极管BG7基极的电阻R17构成的保护显示回路。当电动机过流保护时，运放芯片IC2的输出端输出电压(0.6V)时，三极管BG7导通，发光二极管D8导通发光，进行保护指示。发光二极管D8固定在壳体面板上。
内部电路还设有由电阻R16、发光二极管D7串联而成的电源指示回路。当直流电源供电电路工作正常时，发光二极管D7导通、发光。发光二极管D7固定于壳体面板上。
内部电路还设有电动机扫膛保护电路，扫膛保护电路包含用绝缘胶3间隔(以电机下部每九十度角布置一个为最佳)固定于电动机定子槽口、其上固定有引出线的导电片2，各导电片的引出线并联与固定于电动机接线盒内的电阻R串接后与电动机接线盒内的任一相的接线端子相连；扫膛保护电路还包含套于电动机三相负荷线的零序感应线圈4，零序感应线圈的输出端连接一个桥式整流电路，桥式整流电路的直流输出端一个与继电器J的驱动电路中的三极管BG4的基极相连、另一端接地。由于电动机的机壳是接地的，当电机发生扫膛时，转子铁芯磨擦到定子铁芯，同时也磨擦到导电片(导电片高出定子铁芯3-5丝)，此时，电动机三相供电电源的其中一相经电阻R和导电片对地(通过转子)流过电流，零序感应线圈感应出电压，经桥式整流电路整流后送至继电器J的驱动电路中的三极管BG4的基极，使三极管BG4导通，继电器J的驱动电路导通工作，继电器J带电，其常闭触点断开，实现电动机的扫膛保护。
将电位器W的活动触头和三极管BG4的基极端引至壳体面板上所设的插孔，以便于电路调节时该两点电位的测量。
使用时，转动壳体面板上的旋钮，根据不同功率的电动机选择相应的保护动作电流值(如选定20A)，当电动机过载，工作电流达到20A时，运放芯片IC2的同相端电压正好达到动作电压值(0.65伏)，使继电器J的驱动电路导通、工作，继电器J带电，其常闭触点断开，从而实现了电动机的过流保护。
权利要求1.一种指数式电动机保护器，包含电流互感器(AL2、BL2、CL2)、壳体(1)和壳体内的内部电路，其特征为在电流互感器感应线圈的两端并联有电阻(R3、R4、R5)和可变电阻(RP1、RP2、RP3)，可变电阻的活动触头分别接电容(C5、C6、C7)的正端，电容(C5、C6、C7)的负端并联后与电阻(R6)、电容(C8)并联而成的阻抗相串联形成对地回路；内部电路还包含分别以运放芯片(IC1、IC2)为核心的两个比较电路，运放芯片(IC2)的输出端连接有继电器(J)的驱动电路，继电器(J)的常闭触点(J1-1)串接于电动机的起动、停车控制回路中；运放芯片(IC1)的同相端经电阻(R7)与电容(C5、C6、C7)的并联点连接，反相端接可变电阻(RP4)到地，可变电阻(RP4)的活动触头接地；在运放芯片(IC1)的输出端与公共地之间设有含有可变电阻(RP5)、电位器(W)的串联回路，运放芯片(IC2)的同相端经电阻(R13)与电位器(W)的活动触头连接，电位器(W)的2端与3端短接，同时电位器(W)的调节钮固定在壳体表板上，并在调节钮周围设有与不同阻值对应的保护动作电流值。
2.如权利要求1所述的指数式电动机保护器，其特征为内部电路还包含直流电源供电电路，该直流电源供电电路包含由电流互感器(AL1、CL1)，滤波电容(C1、C2)、整流二极管(D1、D2、D3、D4)和相互并联的电容(C3、C4)、稳压二极管(DW1)构成的14伏电源电路；由三极管(BG1)、连接于三极管基极的稳压二极管(DW2)、电阻(R1)，连接于三极管(BG1)集电极的电阻(R2)、稳压二极管(DW3)、三极管(BG3)和基极与稳压二极管(DW3)的阳极连接、集电极与三极管(BG1)的集电极连接的三极管(BG2)构成的12伏稳压电源。
3.如权利要求1或2所述的指数式电动机保护器，其特征为内部电路还设有电动机扫膛保护电路，扫膛保护电路包含用绝缘胶(3)间隔固定于电动机定子槽口、其上固定有引出线的导电片(2)，各导电片的引出线并联与固定于电动机接线盒内的电阻(R)串接后与电动机接线盒内的电源任一相的接线端子相连；扫膛保护电路还包含套于电动机三相负荷线的零序感应线圈(4)，零序感应线圈的输出端连接一个桥式整流电路，桥式整流电路的直流输出端一个与继电器(J)的驱动电路中的三极管(BG4)的基极相连、另一端接地。
4.如权利要求1或2所述的指数式电动机保护器，其特征为继电器J的驱动电路包含三极管(BG4、BG5、BG6)，其中三极管(BG5)的集电极与三极管(BG4)的基极相连，三极管(BG6)的基极与三极管(BG4)的射极相连，继电器(J)连接于三极管(BG6)的集电极。
5.如权利要求3所述的指数式电动机保护器，其特征为继电器J的驱动电路包含三极管(BG4、BG5、BG6)，其中三极管(BG5)的集电极与三极管(BG4)的基极相连，三极管(BG6)的基极与三极管(BG4)的射极相连，继电器(J)连接于三极管(BG6)的集电极。
6.如权利要求1或2所述的指数式电动机保护器，其特征为内部电路还设有由三极管(BG7)、连接于三极管集电极的发光二极管(D8)、电阻(R22)、连接于三极管(BG7)基极的电阻(R17)构成的保护显示回路。
专利摘要本实用新型为指数式电动机保护器，包含电流互感器AL2、BL2、CL2、壳体和壳体内的内部电路，在电流互感器感应线圈的两端并联有电阻R3、R4、R5和可变电阻RP1、RP2、RP3；内部电路还包含分别以运放芯片IC1、IC2为核心的两个比较电路，在两个比较电路之间连接有用于保护动作电流调节的电位器W，电位器W的调节钮固定在壳体表板上，并在调节钮周围设有与不同阻值对应的保护动作电流值。该保护器可准确地实现过流保护，并且可容易地实现电动机保护动作电流值的准确调节和直观显示。该保护器内部电路还设有电动扫膛保护电路，不但能实现过流保护，而且能实现扫膛保护、漏电保护等。
文档编号H02H7/08GK2728072SQ20042001655
公开日2005年9月21日 申请日期2004年7月6日 优先权日2004年7月6日
发明者边国泰 申请人:边国泰