CN201113396Y - 电动机电子继电保护器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属电动机保护装置领域，尤其涉及一种电动机电子继电保护器，包括电流检测电路、断相检测电路、鉴宽电路、电压检测电路、驱动电路及电源电路；所述电流检测电路的输出端接鉴宽电路的输入端；所述鉴宽电路的输出端接驱动电路的输入端；所述断相检测电路的输出端接鉴宽电路的输入端；所述电源电路的输出端接驱动电路的输入端；所述电流检测电路用于监测电动机的运行，防止电动机过载；所述断相检测电路用于检测电动机三相运行电流的有无，防止电动机断相运行；所述鉴宽电路用于保护系统产生误动作；所述驱动电路用于控制电动机的主控制回路。本实用新型结构简单，安全可靠，动作迅速，电流互感器测量范围大。
Description
技术领域
本实用新型属电动机保护装置领域，尤其涉及一种电动机电子继电保护器。
背景技术
目前，市场上销售的电动机保护装置，其存在着电流互感器测量范围小，故障显示效果差，整机体积大等特点。上述现象的出现在一定程度上制约了电动机的使用范围。
实用新型内容
本实用新型旨在克服现有技术的不足之处而提供一种结构简单，安全可靠，动作迅速，电流互感器测量范围大的电动机电子继电保护器。
为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：
电动机电子继电保护器，包括：电流检测电路、断相检测电路、鉴宽电路、驱动电路及电源电路；所述电流检测电路的输出端接鉴宽电路的输入端；所述鉴宽电路的输出端接驱动电路的输入端；所述断相检测电路的输出端接鉴宽电路的输入端；所述电源电路的输出端接驱动电路的输入端；
所述电流检测电路用于监测电动机的运行，防止电动机过载；
所述断相检测电路用于检测电动机三相运行电流的有无，防止电动机断相运行；
所述鉴宽电路用于保护系统产生误动作；
所述驱动电路用于控制电动机的主控制回路。
作为一种优选方案，本实用新型在所述鉴宽电路与驱动电路间还配有双稳态触发电路；电压检测电路的输出端接双稳态触发电路的输入端；鉴宽电路的输出端经双稳态触发电路与驱动电路的输入端相接；所述电源电路的输出端接双稳态触发电路的输入端。
作为另一种优选方案，本实用新型所述电流检测电路中于电流互感器的铁芯上，再绕一个闭合线圈。
作为第三种优选方案，本实用新型所述鉴宽电路由延时电路及反相器组成。
作为第四种优选方案，本实用新型所述电压检测电路由单向晶闸管、光耦、电压比较器及反相器组成。
作为第五种优选方案，本实用新型所述双稳态触发电路由两个与非门构成。
本实用新型电动机电子继电保护器是对一般的380V、50HZ三相交流异步电动机的电源和运行电流进行连续监测及保护的低压电器。该继电保护器具有优良的保护性能，而且由于电流互感器测量范围的扩大，能够合理的设计整机的体积。电源的监测及保护包括：缺相保护，防止三相电源缺相；相序保护，是锁定相序，防止外线路维修后造成的电动机反转。运行电流的监测及保护包括：过流检测保护，防止电动机过载运行；断相检测保护，同时监测电动机三相主回路中的交流电流，防止电动机断相运行，烧毁电动机。此外，本实用新型还具有故障显示及故障记忆功能，故障不排除，电动机不能运行。本实用新型具有安全可靠，动作迅速，结构合理，使用方便等特点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。本实用新型的保护范围将不仅局限于下列内容的表述。
图1为本实用新型电路原理框图；
图2为本实用新型具体电路原理图；
图3为本实用新型单向启动/停止接线图；
图4为本实用新型可逆启动/停止接线图。
具体实施方式
如图1～4所示，电动机电子继电保护器，包括：电流检测电路、断相检测电路、鉴宽电路、电压检测电路、驱动电路及电源电路；所述电流检测电路的输出端接鉴宽电路的输入端；所述鉴宽电路的输出端接驱动电路的输入端；所述断相检测电路的输出端接鉴宽电路的输入端；所述电源电路的输出端接驱动电路的输入端；所述电流检测电路用于监测电动机的运行，防止电动机过载；所述断相检测电路用于检测电动机三相运行电流的有无，防止电动机断相运行；所述鉴宽电路用于保护系统产生误动作；所述驱动电路用于控制电动机的主控制回路。在所述鉴宽电路与驱动电路间还配有双稳态触发电路；电压检测电路的输出端接双稳态触发电路的输入端；鉴宽电路的输出端经双稳态触发电路与驱动电路的输入端相接；所述电源电路的输出端接双稳态触发电路的输入端。所述电流检测电路中于电流互感器的铁芯上，再绕一个闭合线圈L1。所述鉴宽电路由延时电路R24、C8及反相器IC3-4组成。所述电压检测电路由单向晶闸管VS、光耦VT2、电压比较器IC2-4及反相器IC3-3组成。所述双稳态触发电路由两个与非门IC4-2、IC4-3构成。
电流检测及保护：是监测电动机的运行电流，防止电动机过载运行。
过流检测电路(图2)由电流互感器L2，电压放大器IC1-1，电压比较器IC2-1，IC2-2，IC2-3和R10，RP4，R11，C4构成的时间控制器组成。
电动机停止时，电压比较器IC2-2同相输入端电压低于反相输入端电压，输出端导通。电源通过R10，IC2-2被旁路，不能通过RP4，R11向电容C4充电，使电压比较器IC2-3同相输入端电压低于反相输入端电压，输出端导通。电压比较器IC2-1反相输入端被箝位为零，输出端输出高电平。
电动机起动时，使电压比较器IC2-2同相输入端电压高于反相输入端电压，输出端不导通。电源通过R10，RP4，R11向电容C4充电。经过RP4设定的时间，启动电流降到运行电流时，电容C4的充电电压，使电压比较器IC2-3同相输入端电压高于反相输入端电压，输出端不导通。这时电动机的运行电流穿过电流互感器，在L2上产生交流电流，通过R1转换成交流电压信号。经同相比例放大器IC1-1放大，整流滤波后的直流电压信号，才能加到电压比较器IC2-1的反相输入端，与同相输入端设定的基准电压进行电压比较。
电动机正常运行时，同相比例放大器IC1-1输出的电压信号，也就是电压比较器IC2-1反相输入端的电压低于同相输入端设定的基准电压，输出端输出高电平。
当电动机运行电流超过额定电流时，同相比例放大器IC1-1输出的电压信号，使电压比较器IC2-1反相输入端的电压高于同相输入端设定的基准电压，输出端输出低电平。经与非门IC4-1反相为高电平，通过鉴宽电路，鉴宽反相为低电平，送到触发电路，触发器翻转，使驱动电路工作，LED1灭，继电器常开触点断开，切断电动机主控制回路，电动机停止转动，实现过流保护。
一般的电流互感器(CT)，受磁饱和的限制，体积大测量范围小。根据楞次定律，在电流互感器的铁芯上，再绕一个闭合线圈(短路环)L1。闭合线圈产生的磁场与原边激磁磁场的方向相反，起消磁作用，使磁通减少。实现了缩小体积，扩大测量范围的目的。闭合线圈的内阻越小，测量范围越大。
断相检测及保护：是同时检测电动机三相运行电流的有无，防止电动机断相运行，烧毁电动机。
断相检测电路(图2)由电流互感器L3、L4、L5，运算放大器构成的电压比较器IC1-2、IC1-3、IC1-4和两个异或非门IC3-1、IC3-2组成。
电动机停止时，三个电流互感器一次无电流通过。三个电压比较器的同相输入端无电压信号，都低于它们反相输入端的电压。它们输出端的输出都是低电平。使两个异或非门组成的三个输入端电压信号相同，两个输出端的输出都是高电平。
电动机正常运行时，三相运行电流各自通过电流互感器，在L3、L4、L5上产生交流电流。通过电阻R13、R16、R19转换成三个交流电压信号。经R14、R17、R20分别送到三个电压比较器的同相输入端。三个输出端的输出都是正向脉冲电压，经整流滤波后的三个直流电压信号都是高电平。使两个异或非门组成的三个输入端电压信号相同，两个输出端的输出都是高电平。
电动机运行时，主回路某一相断相(该相回路中无电流)，该相电压比较器的同相输入端无交流电压信号，输出端输出低电平。三个电压比较器输出的电压信号不相同，使两个异或非门组成的三个输入端电压信号不相同。两个输出端的输出，至少有一个是低电平。经与非门IC4-1反相为高电平，通过鉴宽电路，鉴宽，反相为低电平信号，送到触发电路，触发器翻转。使驱动电路工作，LED1灭，继电器J常开触点断开，切断电动机主控制回路，电动机停止转动，实现断相保护。
该断相检测电路也可改动。将L4 R16去掉，把R17接到L2的输出端，该相信号由L2供给。如果不改此相，改其他相，方法相同。也可把IC1-2，IC1-3，IC1-4接成放大器的形式
鉴宽电路(图2)是防止电动机起动，停止时保护器产生误动作。由R24C8构成的延时电路和异或非门IC3-4构成的反相器组成。
电源检测及保护包括：缺相保护，监测三相交流电源的电压，防止电源缺相；相序保护，锁定相序，防止维修线路后造成电动机反转。
电压检测电路(图2)是由单向晶闸管VS光耦VT2电压比较器IC2-4和异或非门IC3-3构成的反相器组成。
三相电压正常，相序相符，单相晶闸管VS导通。光耦VT2输入端有电流通过，输出端输出高电平。使电压比较器IC2-4的反相输入端电压高于同相输入端电压，输出端输出低电平，LED2亮。将IC2-4输出的低电平信号，经异或非门IC3-3反相为高电平。加到触发电路6，触发器不翻转。
相序不符或X1缺相，单相晶闸管VS截止。光耦VT2的输入端无电流通过，输出端输出低电平。使电压比较器IC2-4的反相输入端电压低于同相输入端电压，输出端输出高电平，LED2灭。将IC2-4输出的高电平，经异或非门IC3-3反向为低电平。送到触发电路，触发器翻转。使驱动电路工作，LED1灭。继电器J常开触点断开，切断电动机主控制回路，电动机停止转动。实现锁定相序和X1的缺相保护。
X2或X3缺相，整机无工作电源。继电器常开触点不吸合，切断电动机主控制回路。实现X2或X3的缺相保护。
触发电路(图2)是由两个与非门IC4-2、IC4-3构成。低电平翻转，用来记忆故障。
该触发电路也可用或非门构成，只要把复位端R26C9的积分电路改成微分电路，也就是把R26C9的位置互换。把IC2-1电压比较器的反相输入端作信号输入端，同相输入端接基准电压。异或非门换成异或门。异或门IC3-4的一个输入端通过电阻接电源，IC3-3的一个输入端接地，使它们的输出端初始状态为低电平。鉴宽器R24C8后移到IC3-4的输出端和IC4-3的输入端之间，把IC4-1的输出端和IC3-4的输入端连接。R27连Q端，R28接Q’端，即可。
驱动电路(图2)由三极管VT1和继电器J构成。正常工作时，三极管VT1导通，继电器J常开触点闭合。有故障时，三极管VT1截止，继电器常开触点断开，切断电动机主控制回路。
电源电路(图2)是供给本机的工作电源，由降压变压器BY，桥式整流VD8-VD11，滤波电容C12C13和稳压器组成。输出12V直流电压。电源电路也可改成有正负输出的直流电源。
Claims (6)
1、电动机电子继电保护器，其特征在于，包括：电流检测电路、断相检测电路、鉴宽电路、驱动电路及电源电路；所述电流检测电路的输出端接鉴宽电路的输入端；所述鉴宽电路的输出端接驱动电路的输入端；所述断相检测电路的输出端接鉴宽电路的输入端；所述电源电路的输出端接驱动电路的输入端；
所述电流检测电路用于监测电动机的运行，防止电动机过载；
所述断相检测电路用于检测电动机三相运行电流的有无，防止电动机断相运行；
所述鉴宽电路用于保护系统产生误动作；
所述驱动电路用于控制电动机的主控制回路。
2、根据权利要求1所述的电动机电子继电保护器，其特征在于：在所述鉴宽电路与驱动电路间还配有双稳态触发电路；电压检测电路的输出端接双稳态触发电路的输入端；鉴宽电路的输出端经双稳态触发电路与驱动电路的输入端相接；所述电源电路的输出端接双稳态触发电路的输入端。
3、根据权利要求1或2所述的电动机电子继电保护器，其特征在于：所述电流检测电路中于电流互感器的铁芯上，再绕一个闭合线圈(L1)。
4、根据权利要求3所述的电动机电子继电保护器，其特征在于：所述鉴宽电路由延时电路(R24、C8)及反相器(IC3-4)组成。
5、根据权利要求2所述的电动机电子继电保护器，其特征在于：所述电压检测电路由单向晶闸管(VS)、光耦(VT2)、电压比较器(IC2-4)及反相器(IC3-3)组成。
6、根据权利要求5所述的电动机电子继电保护器，其特征在于：所述双稳态触发电路由两个与非门(IC4-2、IC4-3)构成。
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