CN2206509Y - 一种三相电动机断相保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种由信号采集电路1、开关电路 2、启动电路3和执行电路4组成的三相电动机断相 保护器信号采集电路1将采集到的三相电流信号送 入开关电路2中，去控制该电路的工作状态，开关电 路2连接启动电路3和执行电路4，执行电路4执行 开关电路2的输出信号，执行电路4控制启动电路 3，开关电路2的起始工作状态由启动电路3所控 制。本实用新型具有线路简单、体积小、重量轻、成本 低、安装使用方便等优点。可适用于一切以交流电源 为动力的三相电动机。

Description

本实用新型属于一种用于三相电动机断相保护的电动机断相保护器。

三相电动机一旦出现断相现象，则在几秒钟内烧毁电动机。几十年来人们致力于断相保护的研究，出现各种各样的断相保护器。但是它们普遍存在着可靠性差，接线复杂、体积大、成本高的缺点：目前已有的欠流型断相保护器，性能较可靠，但仍存在线路复杂、成本较高的缺陷。

本实用新型的目的在于设计一种线路简单、体积小、成本低的三相电动机断相保护器。

本实用新型由如下途径实现：设置三个电流互感器，并把它们串联起来，与耦合、整流、分压、稳压等元件组成信号采集电路1，来采集电动机的断相信号，这个信号送入开关电路2中，经判别（正常为“1”、断相为“0”）后送入执行电路4中，以便确定是开机还是关机。由于电流信号的滞后作用，特设一个启动电路3，在电机启动的瞬间，启动电路3将启动信号送入开关电路2中。为防止信号采集电路1的“1”信号窜入启动电路3和执行电路4造成误动作，在启动电路3的输出端和开关电路2的开关元件控制端之间正向串接一个二极管。这样就保证了启动后信号采集电路1采集的“1”电平就不至于进入启动电路3和执行电路4中。

当电动机启动时，这一启动信号瞬间由执行电路4送入启动电路3中，启动电路3输出的信号使开关电路2进入开启状态，控制执行电路4执行开机动作。启动电路3利用一个降压电阻，使启动电路3输出的信号低于信号采集电路1提供的信号电压。开机后，由信号采集电路1代替启动电路3的工作，输出的信号控制开关电路2维持开启状态。当有断相现象发生时，信号采集电路1输出一个“0”电平，开关电路2处于关断状态，控制执行电路4执行关机动作，从而达到保护电动机的目的。

本实用新型具有线路简单的优点，由于不单设电源电路，因而还具有体积小、重量轻、成本低和工作可靠的优点。

附图及图面说明：

图1——本实用新型的电原理方框图。

图2——本实用新型的电路原理图。

在图中：1－信号采集电路，2－开关电路，3－启动电路，4－执行电路。

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

参照图1、图2：电流互感器TA₁－TA₃、二极管D₁－D₂、电容C₁－C₂、电阻R₁、稳压管D₃组成信号采集电路1。TA₁－TA₃串联后一端接地，另一端通过C₁分别接D₁的负极和D2的正极，D₁的正极接地；D₂的负极分别接R₁和C₂的一端，C₂的另一端接地；R₁的另一端分别接D₃的负极及做为信号采集电路1的输出端接开关电路2的输入端即D₄的正极，D₃的正极接地。TA₁－TA₃是由直径0.02mm的漆包线在磁环上绕200匝制成，D₁－D₂为1N4148型二极管，D₃为7V稳压二极管，C₁和C₂的容量分别为10uF和4.7uF，R₁阻值为10KΩ。场效应管BG₁、二极管D₄－D₅、电阻R₂、电容C₃组成开关电路2。D₄的正极做为信号输入端分别接R₁的一端和D₃的负极，其负极分别接D₅的负极及BG₁的栅极和R₂、C₃的一个公共端，R₂、C₃的另一公共端接地；D₅的正极接启动电路3中的R₃、C₄的一个公共端；BG₁的源极接地，其漏极分别接启动电路3中的R₅、R₇的一端及执行电路4中的桥式整流器的一个输出桥臂。调整R₂、C₃的数值可调整断相保护延迟时间，BG₁为IRF520型场效应管、D₄－D₅为1N4148型二极管、R₂阻值为100KΩ、C₃容量为4.7uF。电阻R₃－R₇、电容C₄、二极管D₇、稳压二极管D₆组成启动电路3。R₃、C₄并联后的一端接D₅正极，另一端分别接R₄的一端和D₆的负极，D₆正极接地；R₄的另一端接D₇的负极；R₅、R₆串联后一端接地，另一端接开关电路2中的BG₁的漏极和执行电路4中的桥式整流器一个输出桥臂，其中点接D₇的正极，R₇跨接在桥式整流器的两个输出桥臂之间。R₃－R₇的阻值分别为390KΩ、10KΩ、390KΩ、68KΩ、100KΩ，C₄容量为4.7uF、D₆为7V稳压管、D₇为1N4148型二极管。执行电路4是一个由D₈－D₁₁组成的桥式整流器。它的输出桥臂一个接地，另一个分别接R₇、R₅的一端和BG₁的漏极；其输入桥臂接到三相电动机的启停开关上。D₈－D₁₁为1N4007型二极管。

本实用新型的工作原理是：当电动机启动时，交流电源经桥式整流器整流成直流电压，一路直接送入开关电路中的BG₁的漏极，一路由R₅分压后经D₇、R₄、R₃、D₅送入BG₁的栅极，使BG₁迅速导通，执行电路4中的桥式整流器有电流流过，使外接交流接触器进入工作状态。当启动后，由于D₆的稳压作用使R₄、R₃、C₃的公共点的电压嵌位在7V，但因R₃的分压作用使D₅正极电压低于7V。三个电流互感器的感应电流滞后于电压180°，因此当电动机启动后，这个感应电流由D₂整流成半波直流电流，经R₁转换成直流电压后由D₃稳压，将BG₁栅极电位限定在7V，仍处于导通状态，这时D₅的负极电压高于正极，因此D₅不导通，BG₁栅极的高电压信号无法窜入启动电路3中，启动电路不工作。当有断相现象发生时，TA₁－TA₃中无电流，因此BG₁栅极电压为低电平、BG₁处于关断状态，使得执行电路4中无电流流过，从而使得外接交流接触器断开，电动机不运转，达到保护电机的目的。

Claims (6)

1、一种由信号采集电路1，开关电路2、启动电路3、执行电路4组成的三相电动机断相保护器，其特征是：

(1)、在信号采集电路1中，电流互感器TA1-TA3串联后一端接地，另一端经C1分别接D1负极和D2正极，D1正极接地，D2负极分别接C2、R1的一端，C2另一端接地，R1的另一端分别接D3负极和做为信号输出端，D3的正极接地；

(2)、在执行电路2中，D4的正极接在信号采集电路1的信号输出端，其负极分别接开关元件的控制端，D5的负极和R2及C3的一个公共端，R2和C3的另一个公共端接地，D5的正极接启动电路3的信号输出端，开关元件的另两端中一端接地，另一端接执行电路4的信号输入端及启动电路3中的R5、R7的一端；

(3)、在启动电路3中，R3和C4的一个公共端做为信号输出端接D5正极，另一公共端分别接D6负极和R4一端，D6正极接地，R4的另一端接D7的负极，D7正极接R5和R6串联的中点，R5和R6串联后又与R7并联，并联的一个公共端接地，另一个公共分别接执行电路4的信号输入端及开关电路2中的开关元件的一端；

(4)、在执行电路4中，D8-D11组成桥式整流器，其输出桥臂一个接地，另一个做为信号输入端分别接R7，R5和开关元件的一端，其输入桥臂做为信号输出端外接三相电动机的启停开关。

2、根据权利要求1所述的三相电动机断相保护器，其特征是：信号采集电路1中的TA1－TA3是串联在一起的，其匝数比为20－500。

3、根据权利要求1所述的三相电动机断电保护器，其特征是：开关电路2中的开关元件为一个三端开关元件。

4、根据权利要求1所述的三相电动机断相保护器，其特征：D3、D6的稳压值为2－20V。

5、根据权利要求1中所述的三相电动机断相保护器，其特征是：R1、R2、R4的阻值分别为1Ω－1MΩ、1KΩ－1MΩ、1Ω－1MΩ。

6、根据权利要求1所述的三相电动机断相保护器，其特征是：O2、O4的容量分别为0.1－2200uF、0.1－1000uF。

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