[实用新型]三相电动机断相过载保护器

说明书

本实用新型涉及电动机保护装置，具体地指一种三相电动机断相过载保护器。

目前，应用于各种型号的三相电动机的断相过载保护装置一般是采用三个交流互感器进行信号取样，即是将三个交流互感器分别接入到电动机的三相主电源中，其使用的元器件较多，结构较为复杂，工作可靠性较差，安装不容易。如果在现有的电动机中加装这种保护装置，就须要重新安装三相主电源，更显得繁琐。

本实用新型的目的就是要提供一种安装极为简单，通用性强且工作可靠的三相电动机断相过载保护器。

为实现此目的，本实用新型所设计的三相电动机断相过载保护器，包括电源电路、取样电路、断相判断电路、过载判断电路、驱动电路和执行电路。上述取样电路是仅由安装在三相主电源中任一相上的交流互感器L、以及对互感器L所感应电压进行整流滤波的二极管D₆和电容C₄构成的，其输出端一路经断相判断电路与驱动电路相连，另一路经过载判断电路与驱动电路相连，驱动电路的输出端接执行电路。其工作原理是通过对一相电源进行测量并可同时反映另外两相电源的状况。当一相电源断相时，如果交流互感器正安装在这一相电源上，则互感器输出的交流电压为零，由断相判断电路作出判别；如果交流互感器未安装在这一相电源上，则互感器输出的交流电压必定大于正常值，由过载判断电路作出判别。而在过载情况下，相电源电流增大，互感器输出的交流电压也超过正常值，同样由过载判断电路作出判别。

本实用新型的优点在于：用一只交流互感器对三相主电源中的一相电源进行信号采集，并通过比较正常感应交流电压，对三相电动机的断相、过载进行保护，不仅设计电路简化，选用元器件较少，结构较为简单，工作稳定可靠，而且安装极为方便，通用性强，可适于各种大型和小型电动机应用。

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细的描述：

图1为一种三相电动机断相过载保护器的电路方框图；

图2为该三相电动机断相过载保护器的具体电路图。

图中所示的三相电动机断相过载保护器，其+12V工作电源由变压器T经二极管D₁～D₄、电容C₁、C₂全桥整流滤波提供。其取样电路由安装在三相主电源中任一相上的交流互感器L、以及对互感器L所感应的脉冲电压进行整流滤波的二极管D₆和电容C₄构成。其断相判断电路由电阻R₇～R₁₀、二极管D₇、D₁₀、D₁₁、发光二极管RV₁、以及三极管BG₁、BG₂构成，取样电路的输出端经电阻R₁₀与三极管BG₂的基极相连，取样信号经三极管BG₂、BG₁后由二极管D₇的阳极接入驱动电路的输入端。在三极管BG₂的基极与发射极之间并联有两支串联的二极管D₁₀、D₁₁，其作用是当电动机正常工作时交流互感器L在此处产生1.4V的稳定压降，此电压可远大于三极管BG₂的基极导通电压，使三极管BG₂可靠导通，保证断相判断电路不会误动作。反之，在没有并联二极管D₁₀、D₁₁的情况下，交流互感器L的感应电压经分压后直接作用在三极管BG₂的基极上，这样在用于较大型电机时，感应电压较高易使三极管BG₂导通发热过度甚至烧坏，在用于较小型电机时，则由于感应电压较低而达不到三极管BG₂的导通电压而使其截止，此时将造成断相判断电路误动作，使电动机不能工作。其过载判断电路由电阻R₁、R₂、R₄～R₆、R₁₂和电位器VR₃、电容C₅、二极管D₈和稳压管VD₁、发光二极管RV₂、RV₃、以及芯片IC₁(NE556)中的比较电路构成，取样电路的输出端与稳压管VD₁的阴极相连，取样信号经稳压管VD₁后由电位器VR₃和电阻R₁分压、电阻R₂限流接入芯片NE556中比较电路的13脚，13脚经电阻R₁₂与8脚和12脚相连，8脚经电容C₅接地，再由9脚经二极管D₈的阳极接入驱动电路的输入端。稳压管VD₁的作用主要是利用其反向不导通的特性，提高电容C₄的输出阻抗，使电容C₄两端电位不下降，形成负载回路高阻抗输入，以提高过载判断电路的准确度。如果没有此稳压管VD₁，则电容C₄负载直接接入电阻R₁和电位器VR₃分压回路，降低了负载阻抗，使得通过感应电压来判断电动机过载或断相的准确性降低。其驱动电路由电容C₃、二极管D₅、D₉以及芯片IC₁(NE556)中的触发电路构成，它的输入端为芯片NE556的2脚、6脚，输出端为芯片NE556的5脚。其执行电路由继电器J构成，继电器J的常闭触点串接在电动机的启动回路中。

本实用新型工作时，取样电路所采集的取样电压同时输入到断相判断电路和过载判断电路中。对于断相判断电路来说，当安装有互感器L的这一相电源正常时，取样电压由电阻R₁₀、二极管D₁₀、D₁₁分压，三极管BG₂饱和导通，其集电极电压变低，三极管BG₁的基极也变为低电压，而三极管BG₁的发射极接电源电压，所以三极管BG₁导通，其集电极电压反转变为高电平，经发光二极管RV₁、电阻R₉回路，使发光二极管正向导通正常发光。而当安装有互感器L的这一相电源断相时，取样电压为零，三极管BG₂截止，其集电极电压变高，使三极管BG₁的基极电压也升高，三极管BG₁也截止，其集电极电压反转为低电平，发光二极管RV₁截止而熄灭，同时由二极管D₇输出至驱动电路中芯片NE556的2脚和6脚，使5脚发生翻转输出高电平，从而使执行电路的继电器J带电，位于电动机启动回路中的常闭触点开启，切断电源对电动机起保护作用。对于过载判断电路而言，当取样电压升高到大于稳压管VD₁的额定稳压值电压时，稳压管VD₁被击穿，在电位器VR₃和电阻R₁之间产生的电压大小等于取样电压减去稳压管电压。此即是芯片NE556中的比较电路输入端触发电压。如果此触发电压超过互感器L感应的正常交流电压，即达到2/3的电源电压时，电容C₅被快速充电，使芯片NE556的9脚输出端由正常状态下的高电平反转变成低电平，正常指示发光二极管RV₃熄灭，报警指示发光二极管RV₂点亮，同时由电阻R₆、二极管D₈输出至驱动电路，其后过程同上所述。