专利名称:多功能自耦减压起动控制器的制作方法
本发明是一种电动机起动控制器。特别是采用信息反馈方法控制的一种多功能自耦减压起动控制器。它适合于爆炸危险场所使用的增安型电动机的控制与保护，也适合于一般场所使用的电动机的控制与保护，可在频繁起动条件下工作，不影响其保护性能。
在生产过程中，受电网容量限制，许多场所是不允许电动机全压起动，因此就需要附加一定的设备和方法来完成，国产GTZ系列自耦减压起动器，虽然解决了不允许全压起动问题，但是没有解决电动机保护与起动时间的关系问题，由于现有保护方式多半使用电流保护原则，因而不能分清堵转电流与起动电流的界限，造成保护与起动之间存在的矛盾得不到解决。另外，指示灯的指示不能真正表达电动机或机器工作状况，同时控制盘内连线很多，控制元件大，也不便于远程控制。
本发明的任务是提供一种具有电动机或机器工作状态判断能力和处理功能，对电动机的保护特性与电动机起动时间长短无关的，符合在爆炸危险场所和一般场所使用的多功能自耦减压起动控制器。
本发明的任务是这样实现的当下达起动指令后，由起动执行电路输出控制电源，通过交流接触器对电动机进行降压起动。起动过程中，若甄别电路接收到传感器反馈回来的是事故信息“0”，并超过电动机允许的过载时间，则终止起动并发出音响报警，如果接收的是正常工作信息“1”，则继续起动，当延时电路达到预定的起动时间，便自动换接到运转执行电路输出控制电源，使电动机进入全压起动与运转，因为，本控制器的控制方法是以现场反馈的正常工作信息“1”来锁定控制电源;保护方法是以现场反馈的事故信息“0”来处理故障，所以从信息“1”和“0”便可辨认出电动机或机器工作状态，并及时做出相应处理措施，于是满足了发明任务的要求。
以下将本发明实施例结合附图进一步叙述。
图1是本发明提出的多功能自耦减压起动控制器线路图。
图2是二接触器式的电动机控制线路图。
下面结合附图1来说明电路结构及工作原理传感器是由磁铁5，感应线圈6和PTC热敏电阻7组成。热敏电阻7埋入电动机定子线圈中，磁铁5装设在电动机后轴上，感应线圈6对应磁铁5而固定，也可将磁铁5和感应线圈6装设在机器末端，可增加对机器保护与监视功能。
甄别电路是由信息接收三极管10和R.C信息超时检测电路组成。甄别电路对信息甄别时间，规定小于电动机允许过载时间，即R.C电路中的电阻11对电容12的充电时间，以0.5-4秒为佳。信息甄别时间长短的选择，是依据磁铁5随机运动速度来决定，速度低甄别时间长，速度高甄别时间短，当速度在20转/分钟时，甄别时间可选在4秒以内，大于100转/分钟时，甄别时间可选在1秒以内，二极管13是为电容12放电而设的。
操作回路是由指令按钮1，停机按钮2，运转按钮36和继电器3组成。当按下指令按钮1时，继电器3吸合，其触点4锁住控制电源。此时，电动机还未转动，磁铁5是静止的，感应线圈6无信息输出，信息接收三极管10因无信息输入而截止，三极管14和15受电容12端电压不能突变的影响而未导通，三极管25的基极电位被延时执行继电器35的延时常闭触点24钳置为零而不能导通，这时三极管20经过负载电阻16，均压电阻17和保护电阻19而导通，因而发光二极管灯21经电阻22降压后点亮，作起动指示，起动执行继电器23吸合，其触点44接通控制线45给交流接触器1C供电(如图2所示)，交流接触器1C的常开触点闭合后，电动机开始降压起动，这时磁铁5随机转动而切刈感应线圈6，感应线圈6即产生脉冲信息“1”，信息接收三极管10获得信息“1”导通，给电容12清零，只要信息“1”的间隔时间不超过规定的允许过载时间，三极管14和15是截止的，那么三极管15输出端便保持稳定的高电位输出，自动维持发光二极管灯21和起动执行继电器23继续工作。由于起动执行继电器23吸合后，其触点29接通延时电路的控制电源，经电位器30，电阻31向电容32充电，当电容32上的电压充到单结晶体管33的峰值电压时，单结晶体管33导通而输出脉冲，延时执行继电器35吸合，其触点37闭合自锁，触点34闭合给电容32放电。这时，延时执行继电器35的延时常开触点18闭合，把原来作保护用的电阻19接入公共点，使其变为分压电阻，并将三极管20的基极电位钳置为零而使其截止，迫使发光二极管灯21熄灭，起动执行继电器23释放，断开其触点44，停止向交流接触器1C供电，切断自耦减压器线圈电源，与此同时，延时执行继电器35的延时常闭触点24打开，将原来的分压电阻17改变为保护电阻，经过负载电阻16导通三极管25，此时运转指示发光二极管灯26经电阻27降压后点亮，运转执行继电器28吸合，其触点46接通控制线47，给交流接触器2C供电(如图2所示)，交流接触器2C闭合后，电动机进入全压起动，至起动过程结束，电动机转入正常运转。停机时按下按钮2即可。
图1中运转按钮36是附设的手动操作机构，如不用自动控制或延时电路出现故障时，可使用此按钮代替，但它受起动执行继电器23的常开触点29的限制，因此必须是起动执行继电器23吸合后，运转按钮36才能起作用，这样就可避免直接全压起动的危险。另外，延时常开触点18，延时常闭触点24的作用是只允许三极管20和三极管25其中一个导通，并决定导通先后次序，这二组触点也同时决定电阻17和电阻19的性质，因为电阻17和电阻19是互为分压电阻，在这个电路中起保护与分压双重用途。图2中1C和2C常闭触点为互锁触点。
电动机在起动过程中，如遇单相起动、堵转、电动机无载空转(指传感器装设在机器末端时)等故障，磁铁5静止不动，感应线圈6输出的即为故障信息“0”，使信息接收三极管10截止，当超过规定的允许过载时间，R.C电路中超时信息检测电容12端电压上升到触发导通三极管14和15时，三极管20截止，起动指示的发光二极管灯21熄灭，起动执行继电器23释放，终止电动机起动。由于事故信号接收三极管38受三极管15的控制，因而在发生事故后也同时截止，使事故电源开关三极管39导通，事故报警电源便从三极管39的集电极输出，经稳压管40，三极管41稳压后供压电蜂鸣器发出断续音响报警。压电蜂鸣器由三极管42，振荡电路，压电发声元件43等组成。
电动机在起动过程中，如遇控制线路等故障，引起长期低压、低速运转，不能进入正常运行，这时电动机如在大于额定电源，小于起动电流情况下工作，当温度超出预定的控温点时，热敏电阻7的阻值迅速增大，将感应线圈6的信息“1”阻塞为“0”，迫使信息接收三极管10截止，终止起动，并发出断续音响报警，其他过程与上述相同。
电动机在运转过程中，如遇无载空转、转子突然堵转等原因引起磁铁5静止不动(指传感器装设在机器末端)，输出信息必定是“0”;过载、通风不良等原因引起超温运转，会使热敏电阻7达到控温点，阻值迅速增大，将信息阻塞为“0”;严重超载、皮带打滑等原因造成转速明显下降，乃使信息近似为“0”。因此，不论事故产生原因多么复杂，而故障信息只有一种，发生上述任何一种故障，信息接收三极管10都会因失去信息而截止，一旦超出允许过载时间，则驱使运转执行继电器28释放，自动停机，使电动机或机器脱离危险。对于运转中短时堵转而出现信息为“0”，但未超过允许过载时间又恢复正常的瞬间故障，不会引起频繁停机。鉴于过载、堵转电流不会危及电动机安全，故熔断丝的额定电流可选用大于电动机的起动电流。
转速指示是由二极管8、转速指示表9组成。为了利用信息的无用部份，其接法是将二极管8的极性接成与三极管10的导通电压极性相反，和转速指示表9串联后再并入感应线圈6。因为转速指示表9的指示值取决于感应线圈6输出信息的强弱，信息的强弱又取决于磁铁5跟随电动机的运转速度，所以直接使用转速指示表9的刻度来表达电动机或机器的转速是可以的。转速指示表9的刻度范围可调节磁铁5和感应线圈6之间的距离。
现有的控制、保护均以交流接触器为中心的强制指令与附加保护装置来实现。传统控制方法是单纯地去实现交流接触器的接通或断开，对于接通电源后，电动机或机器是否符合起动和运转条件就无法判断了，当出现不符合起动和运转条件时亦无法做出相应处理措施，只得依靠保护装置来断开控制电源，才能达到电动机保护目的，但现有的保护装置仅对电动机保护有效，致于对机器保护与监视兼容的保护器还属稀少。目前对电动机的保护技术中采用电流、温度、相位、转矩等参数的检测方法，均有分不清正常起动电流和堵转电流的缺点，同时也存在着保护装置因电动机大小不一，增加大量而又繁杂的调试工作，许多场合也有出现因调试失误而起不到保护作用的毛病。
本发明的控制、保护因为选用的是信息反馈方法，因此与电流等其他参数无直接关系，所以在电动机正常起动时，虽然起动电流很大，但反馈回来的是正常工作信息“1”，不会影响起动，在起动时或运转中发生堵转事故，虽则堵转电流与起动电流相似，可是反馈回来的却是事故信息“0”，将自动终止起动或停机。由此可见，电动机的保护特性与电动机的起动时间长短无关，这样就无需考虑过电流保护的动作时限，也就不存在堵转时温升剧增而导致爆炸性混合物引燃问题，而且被保护对象没有大小之分，一律适用，删除了繁琐的调试工作，避免了许多不可靠因素，并且扩大了对机器的保护与监视。综上阐述可知，电动机使用信息反馈控制技术后，具备了对现场工作状态的识别能力和事故处理功能，其优点是集电动机控制、电动机保护、机器保护与监视、速度指示、运转指示、事故报警多种用途于一体，还有元件小、体积小、外部连线少、给远距离控制提供了方便等好处。
由于电动机的起动控制线路，仅用一根控制电源线与交流接触器线圈连接，交流接触器成了中间元件，所以在实施时可以做成不带交流接触器的多功能自耦减压起动控制器，以便作远程操作;也可以做成与交流接触器组合成一体的多功能自耦减压起动控制器，作就地操作。
权利要求
1.一个由传感器、甄别电路、起动执行电路、运转执行电路、延时电路、报警电路、运转指示、速度指示组成的多功能自耦减压起动控制器，它的特征是感应线圈6和热敏电阻7串联，二极管8和速度指示表9串联，然后一起连接在信息接收三极管10的输入端，三极管15输出端同时占有起动执行电路中的三极管20，运转执行电路中的三极管25和事故信号接收三极管38，起动执行电路中的继电器23，它的常开触点29接延时电路控制电源，事故信号接收三极管38的输出端接事故电源开关三极管39输入端，三极管39集电极负载接压电蜂鸣器。
2.根据权利要求
1规定的控制器，其特征是传感器的磁铁5装在电动机后轴上，感应线圈6固定在对应磁铁5的位置上，也可以装在机器末端。
3.根据权利要求
1或2规定的控制器，其特征是信息甄别时间以0.5-4秒为最佳。
4.根据权利要求
1规定的控制器，其特征是二极管8的负极接三极管10的基极，二极管8的正极接转速指示表9，转速指示表9的另一端接公共点，使用堵管时，接法相反。
5.根据权利要求
1规定的控制器，其特征是起动执行电路中，三极管20的基极接电阻19，电阻19的另一端接三极管15的输出端。
6.根据权利要求
5规定的控制器，其特征是三极管20的基极，接延时继电器35的延时常开触点18，延时常开触点18的另一端接公共点。
7.根据权利要求
1或6规定的控制器，其特征是起动执行继电器23的常开触点44接控制电源，常开触点44的另一端接交流接触器1C线圈控制线45。
8.根据权利要求
1规定的控制器，其特征是运转执行电路中，三极管25的基极接电阻17，电阻17的另一端接三极管15的输出端。
9.根据权利要求
8规定的控制器，其特征是三极管25的基极，接延时继电器35的延时常闭触点24，延时常闭触点24的另一端接公共点。
10.根据权利要求
1或9规定的控制器，其特征是运转执行继电器28的常开触点46接控制电源，常开触点46的另一端接交流接触器2C线圈控制线47。
11.根据权利要求
1规定的控制器，其特征是事故信号接收三极管38的输入端接三极管15的输出端。
12.根据权利要求
11规定的控制器，其特征是事故信号接收三极管38的输出端接事故电源开关三极管39的输入端。
13.根据权利要求
12规定的控制器，其特征是事故电源开关三极管39的集电极负载接压电蜂鸣器。
专利摘要
本发明是一种用信息反馈方法控制，具有信息判 断能力和处理功能的电动机自偶减压起动控制器。 它是根据传感器反馈回来的工作信息“1”或事故信 息“0”，经甄别电路甄别，由执行电路实现供电或断 电，达到自动管理目的。采用这种控制方法，只跟信 息有关，与电流等参数无直接联系，这样就可以分清 起动电流和堵转电流界限，因而避免了因堵转电流 引起温度剧增而造成的危险。本发明适合于爆炸危 险场所使用的增安型电动机控制和保护，也适合于 一般场所使用的电动机控制和保护。
文档编号H02P1/34GK86104950SQ86104950
公开日1987年3月25日 申请日期1986年8月3日
发明者廖德 申请人:廖德导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan