CN102842894A - 无辅助电源式电动机缺相保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无辅助电源式电动机缺相保护装置，它包括壳体、设置在所述壳体内的单级自动开关、设置有开关控制电路的电子组件板、三个用于组成三相交流电压输出电路的三相环形电压互感器和用于执行电动机断路操作的交流接触器，所述电子组件板对所述三相环形电压互感器采集的电压信号进行处理后，操控所述单级自动开关动作，从而使所述交流接触器动作，完成缺陷保护的功能。本发明通过设置开关控制电路，改变了电动机缺相保护装置的电源接入方式，具有可靠性强、接线简便、使用寿命长、经济实用的优点。

Description

无辅助电源式电动机缺相保护装置

技术领域

本发明涉及一种三相电动机缺相保护设备，具体的说，涉及了一种无辅助电源式电动机缺相保护装置。

背景技术

三相电动机缺相保护装置作为一种低压电器保护设备，被广泛应用于以三相电动机为动力的电路中。但是，在实际的运行使用中，该类电子产品需接入辅助电源，这会使得部分电子元件和元器件经常承受380V的线间电压，从而导致部分电子元件和元器件频繁烧毁，可靠性非常差，完全无法达到预先的缺相保护的目的。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种可靠性强、接线简便、使用寿命长、经济实用的无辅助电源式电动机缺相保护装置。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种无辅助电源式电动机缺相保护装置，它包括壳体、设置在所述壳体内的单级自动开关、设置有开关控制电路的电子组件板、三个用于组成三相交流电压输出电路的三相环形电压互感器和用于执行电动机断路操作的交流接触器；

所述单级自动开关包括开关底座以及分别设置在所述开关底座上的单极自动开关动静触头、单极自动开关脱扣机构、单极自动开关脱扣线圈TQ和单极自动开关动静触头输出端子，所述单级自动开关脱扣机构的一端连接所述单级自动开关动静触头，所述单级自动开关脱扣机构的另一端连接所述单极自动开关脱扣线圈TQ；

三个所述三相环形电压互感器的原边绕组均接至三相电动机的电源端，三个所述三相环形电压互感器的副边绕组首端分别作为三相输出端，三个所述三相环形电压互感器的副边绕组尾端相互连接，从而构成所述三相交流电压输出电路；

所述开关控制电路包括三相桥式整流电源工作回路、门极电压整流滤波电路、三输入门电路、三输入门输出延时电路和执行电路，其中，所述三相桥式整流电源工作回路包括二极管V1、二极管V2、二极管V3、二极管V4、二极管V5和二极管V6，所述二极管V1、所述二极管V2、和所述二极管V3的正极分别连接至所述三相交流电压输出电路的三相输出端，所述二极管V1的正极连接所述二极管V4的负极，所述二极管V2的正极连接所述二极管V5的负极，所述二极管V3的正极连接所述二极管V6的负极，所述二极管V1、所述二极管V2、和所述二极管V3的负极相互连接作为该三相桥式整流电源工作回路的输出正极，所述二极管V4、所述二极管V5和所述二极管V6的正极相互连接作为该三相桥式整流电源工作回路的输出负极且接地；

所述门极电压整流滤波电路包括二极管V7、二极管V8、二极管V9、电阻器R1、电阻器R2、电阻器R3、电解电容器C1、电解电容器C2和电解电容器C3，所述二极管V7、所述二极管V8、所述二极管V9的正极分别连接至所述三相交流电压输出电路的三相输出端，所述二极管V7、所述电阻器R1串接后连接至所述电解电容器C1的正极端，所述二极管V8、所述电阻器R2串接后连接至所述电解电容器C2的正极端，所述二极管V9、所述电阻器R3串接后连接至所述电解电容器C3的正极端，所述电解电容器C1、所述电解电容器C2和所述电解电容器C3的负极端均接地；

所述三输入门电路包括三极管V10、三极管V11、三极管V12和电阻器R4，所述三极管V10的基极连接于所述电解电容器C1的正极端，所述三极管V11的基极连接于所述电解电容器C2的正极端，所述三极管V12的基极连接于所述电解电容器C3的正极端，所述三极管V10的集电极连接于所述电阻器R4的一端，所述电阻器R4的另一端连接所述三相桥式整流电源工作回路的输出正极，所述三极管V10的发射极连接所述三极管V11的集电极，三极管V11的发射极连接所述三极管V12的集电极，所述三极管V12的发射极连接所述三相桥式整流电源工作回路的输出负极至接地；

所述三输入门输出延时电路包括电阻器R5和电解电容器C4，所述电阻器R5的一端连接至所述三极管V10的集电极，所述电阻器R5的另一端连接所述电解电容器C4的正极，所述电容器C4的负极连接所述三相桥式整流电源工作回路的输出负极至接地；

所述执行电路包括晶闸管VT1和所述单极自动开关脱扣线圈TQ，所述晶闸管VT1的控制极连接所述电容器C4的正极，所述晶闸管VT1的阴极连接所述三相桥式整流电源工作回路的输出负极至接地，所述晶闸管VT1的阳极和所述三相桥式整流电源工作回路的输出正极之间跨接所述单极自动开关脱扣线圈TQ；

所述单极自动开关动静触头输出端子串连连接于所述交流接触器的线圈CJ之间，所述交流接触器的动静触头FQ分别串接在电动机的三相交流电源中。 

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明通过设置开关控制电路，改变了电动机缺相保护装置的电源接入方式，具有可靠性强、接线简便、使用寿命长、经济实用的优点。

附图说明

图1为本发明的外观结构示意图。

图2为单极自动开关的结构示意图。

图3为本发明的电路工作原理示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，一种无辅助电源式电动机缺相保护装置，它包括壳体1，操作手柄2，设置在所述壳体1内的单级自动开关，设置有开关控制电路的电子组件板3，三个用于组成三相交流电压输出电路的三相环形电压互感器PT1、PT2、PT3和用于执行电动机断路操作的交流接触器，所述壳体1上设置有相线贯穿孔4。

如图2所示，所述单级自动开关包括开关底座201以及分别设置在所述开关底座201上的单极自动开关动静触头202、单极自动开关脱扣机构203、单极自动开关脱扣线圈TQ204和单极自动开关动静触头输出端子205，所述单极自动开关脱扣机构203的一端连接所述单极自动开关动静触头202，所述单极自动开关脱扣机构203的另一端连接所述单极自动开关脱扣线圈TQ204。

如图3所示，三相环形电压互感器PT1、PT2、PT3的原边绕组接至三相电动机的电源端，三相环形电压互感器PT1、PT2、PT3的副边绕组首端分别作为三相输出端，三相环形电压互感器PT1、PT2、PT3的副边绕组尾端则相互连接，构成所述三相交流电压输出电路。

所述开关控制电路包括三相桥式整流电源工作回路301、门极电压整流滤波电路302、三输入门电路303、三输入门输出延时电路304和执行电路305，其中，所述三相桥式整流电源工作回路301包括二极管V1、二极管V2、二极管V3、二极管V4、二极管V5和二极管V6，所述二极管V1、所述二极管V2、和所述二极管V3的正极分别作为所述三相桥式整流电源工作回路301的输入端连接至所述三相交流电压输出电路的三相输出端，所述二极管V1的正极连接所述二极管V4的负极，所述二极管V2的正极连接所述二极管V5的负极，所述二极管V3的正极连接所述二极管V6的负极，所述二极管V1、所述二极管V2、和所述二极管V3的负极相互连接作为该三相桥式整流电源工作回路301的输出正极，所述二极管V4、所述二极管V5、和所述二极管V6的正极相互连接作为该三相桥式整流电源工作回路301的输出负极且接地；

门极电压整流滤波电路302包括二极管V7、二极管V8、二极管V9、电阻器R1、电阻器R2、电阻器R3、电解电容器C1、电解电容器C2和电解电容器C3，所述二极管V7、所述二极管V8、所述二极管V9的正极分别连接至所述三相交流电压输出电路的三相输出端，所述二极管V7、所述电阻器R1串接后连接至所述电解电容器C1的正极端，所述二极管V8、所述电阻器R2串接后连接至所述电解电容器C2的正极端，所述二极管V9、所述电阻器R3串接后连接至所述电解电容器C3的正极端，所述电解电容器C1、所述电解电容器C2和所述电解电容器C3的负极端均接地；

三输入门电路303包括三极管V10、三极管V11、三极管V12和电阻器R4，所述三极管V10的基极连接于所述电解电容器C1的正极端，所述三极管V11的基极连接于所述电解电容器C2的正极端，所述三极管V12的基极连接于所述电解电容器C3的正极端，所述三极管V10的集电极连接于所述电阻器R4的一端，所述电阻器R4的另一端连接所述三相桥式整流电源工作回路301的输出正极，所述三极管V10的发射极连接所述三极管V11的集电极，三极管V11的发射极连接所述三极管V12的集电极，所述三极管V12的发射极连接所述三相桥式整流电源工作回路301的输出负极至接地；

所述三输入门输出延时电路304包括电阻器R5和电解电容器C4，所述电阻器R5的一端连接至所述三极管V10的集电极，所述电阻器R5的另一端连接所述电解电容器C4的正极，所述电容器C4的负极连接所述三相桥式整流电源工作回路301的输出负极至接地；

所述执行电路305包括晶闸管VT1和单极自动开关脱扣线圈TQ，所述晶闸管VT1的控制极连接所述电容器C4的正极，所述晶闸管VT1的阴极连接所述三相桥式整流电源工作回路301的输出负极至接地，所述晶闸管VT1的阳极和所述三相桥式整流电源工作回路301的输出正极之间跨接有所述单极自动开关脱扣线圈TQ；

所述单极自动开关动静触头输出端子205串连连接于所述交流接触器的线圈CJ之间，所述交流接触器的动静触头FQ分别串接在电动机的三相交流电源中。

当该无辅助电源式电动机缺相保护装置投入使用时，操作所述操作手柄2使所述单极自动开关101闭合，装置正常运行。

缺相保护功能的实现：在正常情况下，三相动力负载回路电流通过三个环形电压互感器PT1、PT2、PT3构成电流回路，此时，在三相环形电压互感器PT1、PT2、PT3的副边绕组感应电动势（约40～45V）而产生交流电压；

该交流电压施加在所述三相桥式整流电源工作回路301三相桥式整流的输入端，所述三相桥式整流电源工作回路301的输出正极为所述三输入门电路303和所述执行电路305提供工作电源；

该交流电压同时施加在所述三输入门电路303的输入端，经所述二极管V7、所述二极管V8和所述二极管V9整流，所述电阻器R1、所述电阻器R2和所述电阻器R3限流，所述电容器C1、所述电容器C2和所述电容器C3滤波后，在所述三输入门电路303的输入端建立门极电位，使得所述三输入门电路303中的三个三极管V7、V8、V9均处在饱和导通状态，此时，所述三输入门电路303的输出端为低电位，所述执行电路305中的晶闸管VT1控制极亦为低电位，无法导通，电路处于正常工作状态；

当电路出现缺相故障时，即在三相电源侧包括三相动力负载电流回路任意相出现断线缺相故障时，例如:电源A相任意端断线缺相, 势必会导致所述三相环形电压互感器PT1副边绕组无电压输出，所述三输入门电路303的三极管V10的输入端呈低电位，所述三极管V10相应截止，所述三输入门电路303的输出端呈高电位，经所述电阻器R5向所述电容器C4充电，其充电过程为延时过程（约1秒），随着充电电流的逐渐减小，所述执行电路305的晶闸管VT1的控制极电位逐渐增高，所述晶闸管VT1导通，所述单极自动开关脱扣线圈TQ得电动作，推动所述单极自动开关脱扣机构203脱扣跳闸，所述单极自动开关动静触头202断开，所述交流接触器线圈CJ失压断电，则所述交流接触器的动静触头FQ断开电动机的三相电源，完成缺相保护功能。

通过上述实施例分析表明：采用该无辅助电源式电动机缺相保护装置，无需接入辅助工作电源，具有接线简便、安全可靠、性能稳定、经济实用，相对地延长了产品的使用寿命等突出优点。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (1)

1.一种无辅助电源式电动机缺相保护装置，其特征在于：它包括壳体、设置在所述壳体内的单级自动开关、设置有开关控制电路的电子组件板、三个用于组成三相交流电压输出电路的三相环形电压互感器和用于执行电动机断路操作的交流接触器；

所述单级自动开关包括开关底座以及分别设置在所述开关底座上的单极自动开关动静触头、单极自动开关脱扣机构、单极自动开关脱扣线圈TQ和单极自动开关动静触头输出端子，所述单级自动开关脱扣机构的一端连接所述单级自动开关动静触头，所述单级自动开关脱扣机构的另一端连接所述单极自动开关脱扣线圈TQ；

三个所述三相环形电压互感器的原边绕组均接至三相电动机的电源端，三个所述三相环形电压互感器的副边绕组首端分别作为三相输出端，三个所述三相环形电压互感器的副边绕组尾端相互连接，从而构成所述三相交流电压输出电路；

所述开关控制电路包括三相桥式整流电源工作回路、门极电压整流滤波电路、三输入门电路、三输入门输出延时电路和执行电路，其中，所述三相桥式整流电源工作回路包括二极管V1、二极管V2、二极管V3、二极管V4、二极管V5和二极管V6，所述二极管V1、所述二极管V2、和所述二极管V3的正极分别连接至所述三相交流电压输出电路的三相输出端，所述二极管V1的正极连接所述二极管V4的负极，所述二极管V2的正极连接所述二极管V5的负极，所述二极管V3的正极连接所述二极管V6的负极，所述二极管V1、所述二极管V2、和所述二极管V3的负极相互连接作为该三相桥式整流电源工作回路的输出正极，所述二极管V4、所述二极管V5和所述二极管V6的正极相互连接作为该三相桥式整流电源工作回路的输出负极且接地；

所述门极电压整流滤波电路包括二极管V7、二极管V8、二极管V9、电阻器R1、电阻器R2、电阻器R3、电解电容器C1、电解电容器C2和电解电容器C3，所述二极管V7、所述二极管V8、所述二极管V9的正极分别连接至所述三相交流电压输出电路的三相输出端，所述二极管V7、所述电阻器R1串接后连接至所述电解电容器C1的正极端，所述二极管V8、所述电阻器R2串接后连接至所述电解电容器C2的正极端，所述二极管V9、所述电阻器R3串接后连接至所述电解电容器C3的正极端，所述电解电容器C1、所述电解电容器C2和所述电解电容器C3的负极端均接地；

所述三输入门电路包括三极管V10、三极管V11、三极管V12和电阻器R4，所述三极管V10的基极连接于所述电解电容器C1的正极端，所述三极管V11的基极连接于所述电解电容器C2的正极端，所述三极管V12的基极连接于所述电解电容器C3的正极端，所述三极管V10的集电极连接于所述电阻器R4的一端，所述电阻器R4的另一端连接所述三相桥式整流电源工作回路的输出正极，所述三极管V10的发射极连接所述三极管V11的集电极，三极管V11的发射极连接所述三极管V12的集电极，所述三极管V12的发射极连接所述三相桥式整流电源工作回路的输出负极至接地；

所述三输入门输出延时电路包括电阻器R5和电解电容器C4，所述电阻器R5的一端连接至所述三极管V10的集电极，所述电阻器R5的另一端连接所述电解电容器C4的正极，所述电容器C4的负极连接所述三相桥式整流电源工作回路的输出负极至接地；

所述执行电路包括晶闸管VT1和所述单极自动开关脱扣线圈TQ，所述晶闸管VT1的控制极连接所述电容器C4的正极，所述晶闸管VT1的阴极连接所述三相桥式整流电源工作回路的输出负极至接地，所述晶闸管VT1的阳极和所述三相桥式整流电源工作回路的输出正极之间跨接所述单极自动开关脱扣线圈TQ；

所述单极自动开关动静触头输出端子串连连接于所述交流接触器的线圈CJ之间，所述交流接触器的动静触头FQ分别串接在电动机的三相交流电源中。

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