三相交流电机的保护器制造技术

本实用新型专利技术涉及到一种用于三相交流电机缺相与电流过载保护的结构。它利用ＧＭＲ元件感应电流并反馈信号，藉以控制电流通断。同时，对仪器中磁敏感元件ＧＭＲ传感器进行磁屏蔽保护，从而该仪器具有很好的抗环境干扰能力。精度高，寿命长，可靠性高，是现有保护器的理想替代产品，具有广泛的应用前景。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种三相交流电机的保护器，尤其涉及一种三相交流电机的过载和缺相保护的装置。三相交流电机的缺相或过流保护广泛地用于现代控制领域，如开关电源中用于保护功率管的过流保护装置，异步电机的缺相，过流保护等，由于这些装置在人们的生产，生活中使用非常广泛，一旦出现故障，会带来很大的不便。因此对装置的运行可靠性，长寿命及出现故障的及时保护有较高的要求。而目前电机过载保护系统中用得最多，最普遍的是双金属片式热继电器，此外，还有电机保护用断路器，电子式电机保护继电器以及直接检测绕组温升的温度继电器。这些装置都存在功耗大，受环境影响大，精度低，寿命短等问题，同时，热继电器对三相电机缺相保护无能为力。本技术目的在于提供一种三相交流电机的保护器，电路功耗小，受环境影响小，精度高且使用寿命长。另外本装置还可进行缺相保护。为了实现上述目的本技术提供一种三相交流电机的保护器，包括过载保护装置，所述的过载保护装置包括依次串联的巨磁电阻传感装置、放大电路、整流电路、延迟电路、比较电路和驱动电路。本技术由于使用磁敏感元件GMR传感器作为电流检测元件，具有极高的磁场灵敏度，因此保护精度高；并且此磁性元件的使用寿命长。另外，由于使用了磁敏感元件GMR传感器，可进行缺相探测，进而实现缺相保护。以下结合附图对本技术作进一步详细的说明。附图说明图1为本技术具体实施例的电路框图；图2a为巨磁电阻传感器磁屏蔽示意图2b为三相巨磁电阻传感器磁屏蔽示意图；图3为三相交流电机的保护器的电源电路图；图4为巨磁电阻传感装置的接线线路图；图5为如图1所示的放大电路原理图；图6为如图1所示的有源整流及有源整流延迟电路图；图7为如图1所示的比较电路图；图8为如图1所示断相判别电路与断相判别延迟电路图；图9为如图1所示的驱动电路图。如图1所示，为本技术三相交流电机的保护器具体实施例的电路框图，它包括巨磁电阻传感装置、过载保护装置12和断相判别装置13。如图2a、b所示巨磁电阻传感装置包括巨磁电阻传感器2和磁屏蔽体3，输出端接放大电路的输入端，磁屏蔽体3位于巨磁电阻传感器的周围，为高磁导率的铁磁性材料。材料，形状，厚度依具体要求而定。图中1为载流导体。过载保护装置12包括放大电路1A、1B、1C，整流电路2A、2B、2C，延迟电路3A、3B、3C和比较电路4A1、4A2、4B1、4B2、4C1、4C2和驱动电路7。而缺相判别装置13包括依次串联的断相判别电路5和断相判别延迟电路6。其输入端与比较电路的输出端相联，输出端与驱动电路7的输入端相联。即可根据需要控制主回路的通断，从而达到保护的目的。如图3所示为该三相交流电机的保护器的供给电源电路，由于从巨磁电阻传感器到驱动电路都有功率消耗，因此需要有供给电源。如图4巨磁电阻传感器(GMR)由+5V和-5V直流电源供电，其输出接放大电路，由于GMR元件对电流的高灵敏度及大的输出信号，因此对放大没有高的要求，从几倍到十几倍，主要作用是增大带载能力。如图5所示放大电路的放大倍数为47/10＝4.7。图6为有源整流及延迟电路。所述的整流电路2A、2B、2C和延迟电路3A、3B、3C分别包括运算放大器F和第五电容C5，第五电阻R5，所述运算放大器F的一输入端接电阻R1，另一输入端11与输出端10之间并接有电阻R2和电容C2，在比较器的输入端11和输出端10之间有依次串联的电容C1、电阻R3和二极管D1，二极管D1的负向端接输出端10，电阻R3两端并联有电容C3，在比较器的输出端10与电容C1之间串接有二极管D2和相并联的电阻R4和电容C4，二极管D2的正向端接比较器的输出端10，在电容C4的两端还并联有电阻R5、电容C5、电阻R6，电容C5与电阻R6的接点接地。整流电路的作用为对经过放大的交流信号进行整流以便和给定的电流信号比较，采用有源整流的目的是消除二极管整流的非线形。延迟电路用以避免电机在启动时或由于干扰引起的短时过电流引起误动作。其作用原理如下正弦波输入信号加在放大器的同相输入端，正半周时，放大器的输出电压大于零，二极管D1截止，D2导通，电阻R2，电容C2相当于虚断，则U(R4＋R6)＝(R4＋R6)/R6×U1，AU＋＝(R4＋R6)/R6；在负半周时，放大器输出小于零，D1导通，D2截止，输出等于输入。因此UC5等于正负半周输出的平均值，即UC5＝0.45(AU＋－1)UI。电阻R5与电容C5共同组成滞后电路，避免电机在启动时及干扰情况下误动作。如图7所示为第一至六比较电路4A1、4B1、4C1、4A2、4B2、4C2，在过载保护中比较主回路电流与给定值，判断是否过载。在断相保护中，判断主回路中是否有电流通过。如图8所示为断相判别电路与断相判别延迟电路。所述的断相判别电路5和断相判别延迟电路6包括两个异或门O1、O2，比较器的其中两输出端4A2、4C2分别接至两异或门(O1、O2)的输入端，比较器的另一输出端4B2与两异或门O1、O2剩余的输入端相接，两异或门的输出端与电阻R80同一端相串联至输出，在电阻R80的另一端与地之间并联有电阻R81和电容C80。当4A2、4B2、4C2三相电流信号不同时为零或不同时为1时，电路输出为1，表明缺相，给出相应保护。电阻R81和电容C80组成延时电路，避免启动时误动作。电阻R82起到放电作用。如图9所示为驱动电路，其作用为将过载或断相信号放大驱动控制回路。由于本技术使用具有自旋阀结构的GMR磁敏传感器作为电流检测元件，具有极高的磁场灵敏度，而电流产生磁场，因此该传感器能检测很微小的电流变化，从而该保护器能实现高精度的电流过流或缺相保护。由于GMR传感器对磁场敏感，易于受到杂散磁场的干扰，因此该技术还包括对GMR传感器的磁屏蔽保护，避免非监测电流产生的磁场的干扰。由于三相交流电机的保护器为有源器件，因此其电源接线应在接触器的前端。同时应尽量排除强的磁场干扰。当使用时，GMR元件作为电流检测器固定在电流线附近。其对磁场敏感性与方向有关，具体依实用要求而定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相交流电机的保护器，包括过载保护装置，其特征是：所述的过载保护装置包括依次串联的巨磁电阻传感装置、第一至三放大电路（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）、第一至三整流电路（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）、第一至三延迟电路（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ）、第一至六比较电路（４Ａ１、４Ｂ１、４Ｃ１、４Ａ２、４Ｂ２、４Ｃ２）和驱动电路（７）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三相交流电机的保护器，包括过载保护装置，其特征是所述的过载保护装置包括依次串联的巨磁电阻传感装置、第一至三放大电路(1A、1B、1C)、第一至三整流电路(2A、2B、2C)、第一至三延迟电路(3A、3B、3C)、第一至六比较电路(4A1、4B1、4C1、4A2、4B2、4C2)和驱动电路(7)。2.如权利要求1所述的三相交流电机的保护器，其特征是所述的三相交流电机的保护器还包括缺相保护装置，该装置包括依次相连的断相判别电路(5)和断相判别延迟电路(6)，所述断相判别电路(5)的三相输入端分别接第四至六比较电路(4A2、4B2、4C2)，断相判别延迟电路(6)的三相输出端分别接至驱动电路(7)的三相输入端。3.如权利要求1或2所述的三相交流电机的保护器，其特征是所述的整流电路(2A、2B、2C)和延迟电路(3A、3B、3C)分别包括运算放大器(F)和第五电容(C5)第五电阻(R5)，所述运算放大器(F)的一输入端接第一电阻(R1)，另一输入端(11)与输出端(10)之间并接有第二电阻(R2)和第二电容(C2)，在比较器的输入端(11)和输出端(10)之间有依次串联的第一电容(C1)、第三电阻(R3)和第一二极管(D1)，第一二极管(D1)的负向端接输出端(10)，第三电阻(R3)两端并联有第三电容(C3)，在比较器的输出端(10)与第一电容(C1)之间串接有二极管(D2)和相并联的第四电阻(R4)和第四电容(C4)，二极管(D2)的正向端接比较器的输出端(10)，在第四电容(C4)的两端还并联有第五电阻(R5)、第五电容(C5)、第六第六电阻(R6)，第五电容(C5)与第六电阻(R6)的接点接地。4.如权利要求1或2所述的三相交流电机的保护器，其特征是所述的巨磁电阻传感装置包括巨磁电阻传感器(2)和磁屏蔽体(3)，所述磁屏蔽体(3)位于巨磁电阻传感器的周围，为高磁导率的磁性材料。5.如权利要求3所述的三相交流电机的保护器，其特征是所述的巨磁电阻传感装置包括巨磁电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王林忠，肖又专，库万军，曾荣伟，
申请(专利权)人：深圳市华夏磁电子技术开发有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]