电子式三相电机综合保护器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电子式三相电机综合保护器，其特征在于对三相电流进行采样，过流保护反时限延时宽，可从９秒到２０分钟，三相不平衡、缺相保护具有活动性延时，可对三相电流不平衡、缺相、堵转、过流、短路、过压、欠压和电机漏电进行保护。（*该技术在1999年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机保护装置，具体涉及一种电子式三相电机综合保护器。电机保护器是目前常用的一种电机保护装置。但现有技术中公开的保护器(如CN87216391和87204387)缺少三相电流不平衡保护功能，且其缺相保护延时是固定不变的；过流保护的反时限范围较窄，对断续过载造成电机的热积累不能保护。本技术的目的是设计一种可对三相电流不平衡进行保护、具有活动性延时、过流保护的反时限范围宽、可对断续过载造成的热积累进行保护的电子式三相电机综合保护器。本技术给出的设计方案包括采样单元，漏电保护单元，三相不平衡、缺相保护单元，过流保护单元，过压、欠压保护单元和执行单元，其特征在于1)采样单元包括有三个电流互感器，这样可以对三相电流分别进行检测。2)三相不平衡、缺相保护单元包括检测单元、延时长短与三相电流不平衡的程度成反比同时也和电机的电流大小成反比的活动性延时单元和隔离放大器。这样，对于三相电流不平衡程度大或启动时缺相的延时时间就很短，以及时切断电源保护电机；而对电流不平衡程度小或运行中缺相的延时就长，以避免不必要的保护动作。3)过流保护单元包括两个基准电压不同的电压比较器，基准电压分压电阻R17、R16、R7、R8，采样信号分压电阻R23、R24，充电电容Ct，两个阻值不同的充电电阻Rt1、Rt2，隔离放大器M5和放电器R11、D12、M1。轻过载时，第一个电压比较器导通，采样信号电压经过较大的充电电阻Rt向充电电容Ct充电，由于信号电压较小而充电电阻较大，所以可以获得较长的延时。重过载时，第二个电压比较器也导通，信号电压经二个充电电阻同时向充电电容充电，由于信号电压较大，充电电阻Rt2较小，所以延时可以很短。这样就可以得到很宽的延时范围。不过流时，充电电容通过放电器R11、D12、M1放电，工作电流小，放电就快，工作电流大放电就慢，因此可以反映电机断续过载的热积累情况，当热积累超过设计值时，保护器动作。本技术有如下附图附图说明图1保护器原理方框图图2保护器电原理图图3三相不平衡、缺相保护单元方框图图4三相电流平衡时V10、V11波形图图5三相电流中一相电流大时V10、V11、V13波形图图6三相电流中二相电流大时V10、V11、V13波形图图7保护器元器件相对位置示意图以下结合附图对本技术作详细描述。图1是本技术原理方框图，包括采样单元1、漏电保护单元2、过流保护单元3、三相不平衡、缺相保护单元4、过压、欠压保护单元5、执行单元6和电源7。图2是本技术电原理示意图。和现有技术一样，采样单元1选用电流互感器，其特征是选用三个电流互感器分别对三相电流进行采样，以确保任一相出现故障均可进行保护，工作可靠性较高。采样单元1由互感线圈A、B、C，二极管D1、D2、D3、D4，电阻R0、R1，电位器W和电容C1组成。三相不平衡、缺相保护单元包括检测器8、延时器9和隔离放大器10(参见图3)。延时器9的延时长短与三相电流不平衡的程度成反比，同时和电机工作电流的大小也成反比。检测器8由电压比较器M3、电阻R4、R5、R6和二极管DW1组成；活动性延时器9由电阻R12、R21、R14、二极管D9、D15和电容C3组成；隔离放大器10由二极管D7和电压比较器M4组成。当电网电压不正常或者电机线圈有局部短路时，由于各相电流并不一定发生严重过流现象，所以只靠过流保护单元是不能发现这类故障的。本技术选用了三个电流互感器，分别对电机的三相电流进行信号采样，取出电机三相电流中幅度最大的一个和其余相电流幅度进行比较。采样信号经D1、D2、D3三相半波整流后，由电位器W调节，使采样信号输出值Vj大于一定值(例如6V)，采样信号一路经D4隔离、C1滤波，变为直流信号Vj，然后经R5、R6分压送到电压比较器M3的11端，作为M3的基准电压V11；采样信号另一路经R4送到M3的10端，此信号是脉动直流信号V10。V10、V11在三相电流平衡时的波形参见图4，此时，M3的基准电压V11设计成稍低于M310端的脉动直流信号V10的最低电位，即V11一直小于V10，M3的13端为低电位，电容C3上无电压，执行单元不动作。电机三相电流不平衡时，M311端的基准电压V11在三个半周时间内的变化很小(参见图5、图6)，但M310端的脉动直流信号V10的变化却较大(参见图5、图6)。如在某一时刻t1开始V10＜V11，到t2时刻又恢复V10＞V11，那么在t1～t2的时间内M3的13端都输出高电位，经D9向C3充电。在t2时刻以后V10＞V11，C3经R14放电。随着不平衡程度的增加，t1～t2的时间也增加，充电时间加长，放电时间相对缩短，C3上电压上升幅度增大。当C3上的电压增加到设计值(例如5V)时，经隔离放大器10推动执行单元6，使保护器执行保护。充电电容C3上电压升高的快慢还与采样电压Vj的大小有关。当电机缺相启动时，电机电流很大，这时采样电压V很高，此电压向延时电容C3充电，C3上的电压很快就达到设计值，例如可在小于0.1秒的时间使保护器动作，切断电机电源。当电机在运行中缺相、电机电流又不很大时，采样电压Vj就比较小，延时电容C3上的电压上升到设计值的时间就长一些，可以得到长一些(例如1～2秒)的延时，以适应电机不同的缺相情况，避免了固定延时造成的不必要的保护动作。过流保护单元3包括两个电压比较器M1、M2，基准电压分压电阻R17、R16、R7、R8，信号电压分压电阻R23、R24，充电电容Ct，电阻不同的两个充电电阻Rt1、Rt2，隔离放大器M5和放电电阻随电机工作电流变化的放电器R11、D12、M1。当电机工作电流没有超过额定值时，采样信号电压Vj比较低，经电阻R23、R24分压后送到电压比较器M1的9端和电压比较器M2的7端，适当选择分压电阻R7、R8、R17、R16，使M19端的电压V9低于M18端的电压V8，使M27端的电压V7低于M26端的电压V6，即V9＜V8，V7＜V6，此时M1的14端和M2的1端均为零电位。因此，在电机不过载时充电电容Ct上没有电压，隔离放大器M54端的电压V4低于5端的电压V5，即V4＜V5，所以M52端的电压V2为高电位，执行单元6不动作。当电机轻过载时，信号电压Vj上升，经R23、R24分压后送到M1的9端，使V9＞V8，这时M1导通，M1的14端电位上升，V14的设定值要大于M5的V5。由于是轻过载，Vj值不是很大，按本技术的设计M2的V7仍小于V6，M2的1端仍为零电位。因此，Vj只通过充电电阻Rt1向Ct充电，又由于Vj值不是很大，Rt1的阻值又很大，所以Ct上的电压Vc上升很慢，要使Vc大于V5需较长的时间，例如可做到20分～1小时，这样就实现了轻过载的长时限延时功能。随着电机电流的上升，Vj逐渐上升到很高值，M1的V9和M2的V7也升高，使得V9＞V8，V7＞V6，M1的14端、M2的1端都变为高电位。Vj经Rt1、Rt2两路向Ct充电。由于Vj很高，Rt2又较Rt1小很多，所以Ct上电压Vc上升速度加快，充到设计值的时间缩短。例如，当电机负载率为700％时，这一时间可缩短至9秒。当Vc＞V5时，保护器执行保护功能，切断电机电源。这样就实现了电机重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子式三相电机综合保护器，包括采样单元１、漏电保护单元２、过流保护单元３、三相不平衡、缺相保护单元４、过压、欠压保护单元５、执行单元６和电源７，本实用新型的特征在于：１）采样单元１中包括有分别对三相电流进行采样的三个电流互感器Ａ、Ｂ 、Ｃ，２）过流保护单元３包括两个基准电压不同的电压比较器Ｍ↓［１］、Ｍ↓［２］，基准电压分压电阻Ｒ↓［１７］、Ｒ↓〔１６〕、Ｒ↓〔７〕、Ｒ↓〔８〕，信号电压分压电阻Ｒ↓〔２３〕、Ｒ↓〔２４〕，充电电容Ｃｔ，两个阻值不同的充电电阻Ｒ↓［ｔ １］、Ｒ↓［ｔ２］，隔离放大器Ｍ↓［５］和放电器Ｒ↓［１１］、Ｄ↓〔１２〕、Ｍ↓〔１〕，３）三相不平衡、缺相保护单元４中包括有检测器８、延时长短与三相电流不平衡程度成反比同时也和电机工作电流大小成反比的活动性延时器９和隔离放大器１０。

【技术特征摘要】
1.一种电子式三相电机综合保护器，包括采样单元1、漏电保护单元2、过流保护单元3、三相不平衡、缺相保护单元4、过压、欠压保护单元5、执行单元6和电源7，本实用新型的特征在于1)采样单元1中包括有分别对三相电流进行采样的三个电流互感器A、B、C，2)过流保护单元3包括两个基准电压不同的电压比较器M1、M2，基准电压分压电阻R17、R16、R7、R8，信号电压分压电阻R23、R24，充电电容Ct，两个阻值不同的充电电阻Rt1、Rt2，隔离放大器M5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琳，陈义，
申请(专利权)人：杭州富阳春建电器厂，陈琳，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]