[其他]电动机断相过流全保护器

说明书

本实用新型是一种对三相电机过载、断相、短路和温升进行综合保护的装置。

三相交流电机的传统保护一般为过载、欠压和短路等几种，对于中小型交流电机采用空气开关较好，但结构复杂，没有反时限过载特性和断相保护功能。而目前大量采用的交流接触器配以热继电器和熔丝，这种结构难于调整和配台，并不能充分模拟电机的过载能力，也没有断相保护功能；对于小电机一般采用磁力启动器，配有热继电器，但同样无断相保护；而对于重要负荷的电机保护，可以采用一系列继电器组成，虽然能获得较好的保护特性，但成本太高，设备复杂，维修不方便，因而，目前采用的电机保护方法，其保护功能不够完善，仍造成大量电机烧毁事故。

本发明的任务是：设计一种具有保护误差特性小、保护功能多、调节方便、试验容易、动作灵敏可靠、重量轻、体积小、寿命长及耗电省的全保护器，这种保护器在电机过电流反时限动作时，能适时切断电源，电机在堵转、电路断相、相间短路、相对零短路，电机内部绕组开路及短路、温升超过额定时，进行速断保护，避免电机烧毁事故的发生，并能减少电机的热冲击，延长电机的使用寿命。

该保护器是采用集成电路和可控硅电路结构，实现无触点、多功能综合保护，它具有灵敏的断相、多相短路的速断保护，并有良好的反时限延时特性及温度－－电流保护特性。

该电路结构由自给电源电路〔1〕、启动电路〔2〕、电流过载取样电路〔3〕（含温度补偿电路、温度检测电路）、反时限控制的适时电路〔4〕、比较控制电路〔5〕、负序电压滤序器电路〔6〕、可控硅触发电路〔7〕等组成，其全部电路系统与强电隔离是通过B₁、B₂、B₃变压器来完成。

该电路结构的工作原理为：电动机启动时，由电流互感器（或直通）检测到的电流信号经B₁升压，在次级得到两路输出电压。其中一路经QZ₂桥式整流，C₃、R₃、C₄滤波，D₁稳压后，作为电路工作的负电源。另一路经QZ₁桥式整流，C₂滤波后，既通过启动电路〔2〕作为电流过载取样电压加到电流过载取样电路〔3〕上，又通过BG₃、R₇、D₂、C₁₂组成的稳压电路稳压作为电路工作的正电源。此时，比较控制电路〔5〕输出高电平，可控硅触发电路〔7〕工作，连通自保持电路，电机投入正常运行。

另一方面，由电流互感器（或直通）检测到的电流讯号经B₁升压。QZ₁整流后，通过启动电路〔2〕，经过一段时间延时（射过启动，时间约60－100秒），在取样电路〔3〕输出端得到一个较稳定的电压讯号，此讯号通过R₉加入到适时电路〔4〕的端，与端的参考电压（由R₈、D₃组成）进行比较。

适时电路〔4〕实际为一单斜波电压发生器，它和比较控制电路〔5〕构成反时限延时电路，比较控制电路〔5〕的反相输入端是由D₆、R₁₁、D₇、D₁₂组成的“或门”电路。当电机正常运行时（躲过启动电流冲击），IC₁输出为低电平，IC₂输出为高电平，可控硅SCR导通，电机正常运转。一旦电机过载，或者电机温度上升，取样电路〔3〕输出电压升高，IC₁输出一个从属于时间（此时间反比于过荷电流和温度）的输出电压，当此电压超过比较电路〔5〕的参考电压时，IC₂输出电平立即由高电平翻转为低电平，其输出端通过控制门二极管D₉导通，控制可控硅触发电路〔7〕停振，切断电机自保持，断开电机电源。

通过选择不同的取样电压（根据不同规格电机的额定电流整定），可以适用于各种不同电机的保护。

负序电压滤序器〔6〕检测断相、短路及三相严重不平衡讯号，整流所得信号电压与比较控制电路〔5〕的参考电压比较，当此电压大于比较电压时，IC₂立即翻转，可控硅关断，瞬时切断电机电源。在负序电压滤序器〔6〕中，装有抗干扰电容C₇和由D₁₀、D₁₁组成的浪涌吸收电路。