电子热继电器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电子热继电器，由电流取样、隔离放大、峰值整流整定、电压信号放大、反时限和关断执行等电路组成，其特征是取样电路采用原热继电器热元件，并增设了非过载封锁电路、断相、短路保护电路。与原热继电器相比，具有功能齐、过载保护值准确、能耗低等优点，是一种热继电器的更新换代产品。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到一种电子热继电器，由电流取样、隔离放大、峰值整流整定、电压信号放大、反时限、关断执行等电路依次连接组成，应用在各种不同类型三相交流电动机，起过载、断相、短路保护之用。目前工厂常用热继电器，是利用双金属片热形变原理工作的，往往由于人为因素以及振动、机械疲劳、刻度等原因，常常在热继电器动作时，电动机已经劳损或烧毁，造成较大的经济损失。另外原热继电器工作时，能耗大，继相保护效果不理想，且缺少短路保护功能；虽然目前国内市场也出现不少电子式电动机保护器，可普遍存在体积大、可靠性差、价格高、安装使用不方便等弊病，无法在工厂中大量推广使用。本技术的宗旨是提供一种与原热继电器同外形结构，同接线方式、多功能、高精度、电子式热继电器。详细内容由下面实施例说明，本实施例选用JR16系列中22A的热继电器。附图说明图1为电子式热继电器、交流电动机和低压电器控制电路工作原理方框图。图2为电子热继电器工作原理总图。由图1实施例方框图可知，电路的主流程包括电流取样电路、隔离放大电路、峰值整流整定电路、电压信号放大电路、反时限电路、关断执行电路、低压电器控制电路。图2中的电流取样电路由原热继电器热元件RA、RB、RC作为电流取样传感器。该电流取样传感器RA、RB、RC串接在电动机三相主电路中，其两端接隔离放大电路输入端(电压互感器TV的初级)。热元件RA、RB、RC上的微压降能真实地反映交流电动机实际工作电流大小，保护值准确，且由于保留了原热继电器外形和接线方式，给使用者带来极大方便。另外原热继电器是双金属片热效应形变推动开关动作，能耗大；电子热继电器工作在不严重发热的状态，达到了明显的节能效果。图2中峰值整流整定电路输出端电位器RP中心抽头与电压信号放大电路输出端R4之间增设一个非过载封锁电路。该电路由集成运算放大器N2－2及其反相端偏置电阻R5、R6和输出端隔离二极管VD3组成。其目的在非过载状态时，该非过载封锁电路使反时限电路输入端电压箝位在低电平，能防止反时限电路中稳压管V1漏电以及干扰信号使该电路延时电容C2电压缓慢上升，造成误动作。同时给延时电容C2提供一个对地放电回路，提高了延时电容C2的利用率。图2中非过载封锁电路集成运算放大器N2－2输出端同地之间接发光二极管V3，作为电动机过载指示；给生产调试带来方便。图2中隔离放大电路输出端隔离二极管VD1负端同反时限电路延时电容C2的正端之间增设一个断相保护电路。该电路由隔离放大电路输出端隔离二极管 VD1负端同地之间的负载电阻R7、集成运算放大器N1－4及其同相端偏置电阻R8、R9和输出端隔离二极管VD6与延时电阻R10组成的串联电路组成。正常工作时，因A、B、C三相主电路中均有工作电流，集成运算放大器N1－4反相输入端瞬时值为高电平，大于其同相端偏置电压，故集成运算放大器N1－4输出为低电平，由于隔离二极管VD6隔离，对后级不起作用。当某相发生断相时，该相主电路电流降为零，隔离放大电路输出端隔离二极管VD1负端出现60度的零电平，通过断相保护电路集成运算放大器N1－4在其输出端产生60度矩形脉冲，经隔离二极管VD6、延时电阻R10，对反时限电路中延时电容C2进行充电，并经反时限电路中集成运算放大器N2－3，关断执行电路，低压电器控制电路，切断电动机供电电源，确保了电动机的安全。图2中峰值整流整定电路输出端电位器RP中心抽头和关断执行电路输入端限流电阻R13之间增设一个短路保护电路。该电路由集成运算放大器N2－4及其同相端偏置电阻R11、R12和输出端隔离二极管VD7组成。当三相交流电动机出现短路时，虽然熔断器能起保护作用，但动作不够快，易造成电动机的劳损，且更换熔断器比较麻烦。本实施例当电流大于220A(10倍额定电流)时，短路保护电路中集成运算放大器N2－4反相输入端电压高于同相端偏置电压，输出端输出低电平，通过关断执行电路、低压控制电路切断电动机供电电源，确保电动机安全。图2中隔离放大电路隔离二极管VD1负端同电压信号放大电路中集成运算放大器N2－1同相输入端之间接峰值整流整定电路。该电路由隔离二极管VD2与限流电阻R8组成的串联电路同维持电容C1与整定电位器RP组成的并联电路串联组成。由于充电电阻R3远小于放电电位器RP阻值。由限流电阻R3、电位器RP，维持电容C1、隔离二极管VD2组成的电路为峰值整流电路。维持电容C1电压大小反映了电动机A、B、C三相中电流最大相工作电流，类似原JR16系列热继电器三相不平衡状态。图2电压信号放大电路集成运算放大器N2－1同相输入端电压信号大小由峰值整流整定电路中电位器RP中心抽头位置决定的。在某一电流范围内对不同额定电流的电动机，只要改变电位器RP中心抽头位置，就能获得同一输出电压信号。整定后的电子热继电器，该电压与电动机功率无关，仅与电动机负载倍数有关。减少电子热继电器电流规格，给生产和使用带来极大方便。图2中峰值整流整定电路中电位器RP采用多圈电位器，由旋转该电位器RP圈数来表示电子热继电器电流整定值。由于工厂电动机一般没有满负载工作，采用非多圈电位器很难将电位器调到最佳位置。采用多圈电位器RP，只要根据保护电动机额定电流值，旋转该电位器某一圈数，很方便将电子热继电器调到预定的电流整定值，比非多圈电位器准确。图2电子热继电器电流规格在一定范围内由隔离放大电路中集成运算放大器N1－1、N1－2、N1－3的输出端、反相输入端和地之间串接的电阻R2、R1比值决定的。对于同一规格电流取样传感器RA、RB、RC，只要改变R2、R1比值就能生产出不同规格的电子热继电器，给生产带来极大方便(原热继电器需要改变热原件规格)。隔离放大电路中TV为微型电压互感器，R0为抗干扰电阻，VD1为隔离二极管。由于在峰值整流整定电路中电位器RP中心抽头电压信号比较弱，需要集成运算放大器N2－1和其他外围元件组成的电压信号放大电路，将该电压信号放大，为反时限电路提供一个可变的直流充电电源。图2中反时限电路由电阻R14、电容C2、稳压管V1和集成运算放大器N2－3等组成，实验证明，只要准确计算上述元件参数，就能使该电子热继电器反时限特性接近原热继电器保护特性。图2中关断执行电路由电阻R13，三极管V2，直流继电器KA等组成，能迅速接受来自反时限电路、短路保护电路关断控制信号，去控制低压电器电路，迅速关断电动机供电电源，确保电动机安全。图2中直流稳压电源采用阻容降压电路，体积小，适应电压范围宽。综合上述，本电子热继电器同原热继电器相比，具有以下优点(1)增设了断相和短路保护电路，拓宽了电子热继电器的应用范围；(2)采用集成电路控制，环境温度、电压变化影响小，准确度高；(3)由于用电子元件实现热保护功能，因此精度高、能耗低；(4)增设过载指示灯，有利于生产调试和过载指示；(5)应用同一规格的热元件，能方便地生产和制造多种不同规格的电子热继电器；(6)与原热继电器同外型、同接线形式，使用安装方便。因此该电子继电器是一种可以替代原热继电器实用性较强更新换代电子产品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子热继电器、由电流取样、隔离放大、峰值整流整定、电压信号放大、反时限、关断执行等电路依次连接组成，其特征在于电流取样电路中采用原热继电器热元件Ｒ↓［Ａ］、Ｒ↓［Ｂ］、Ｒ↓［Ｃ］作为电流取样传感器，该电流取样传感器Ｒ↓［Ａ］、Ｒ↓［Ｂ］、Ｒ↓［Ｃ］串接在电动机三相主电路中，其两端接隔离放大电路输入端（电压互感器ＴＶ的初级）。

【技术特征摘要】
1.一种电子热继电器、由电流取样、隔离放大、峰值整流整定、电压信号放大、反时限、关断执行等电路依次连接组成，其特征在于电流取样电路中采用原热继电器热元件RA、RB、RC作为电流取样传感器，该电流取样传感器RA、RB、RC串接在电动机三相主电路中，其两端接隔离放大电路输入端(电压互感器TV的初级)。2.根据权利要求书1所述的电子热继电器，其特征在于峰值整流整定电路输入端电位器RP中心抽头与电压信号放大电路输出端R4之间增设一个非过载封锁电路，该电路由集成运算放大器N2－2及其反相端偏置R5、R6和输出端隔离二极管VD3组成。3.根据权利要求书1所述的电子热继电器，其特征在于峰值整流整定电路中电位器RP采用多圈电位器，由旋转该电位器圈数来表示电子继电器电流整定值。4.根据权利要求书1所述的电子热继电器，其特征在于隔离放大电路输出端隔离二极管VD1负端同反时限电路中延时电容C2的正端之间增设一个断相保护电路，该电路由隔离放大电路输出端隔离二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王正存，
申请(专利权)人：王正存，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]