过载继电器制造技术

公开一种用于防止电动机或其它设备过载的过载继电器（１０１）以及用于向过载继电器供电的电源单元。过载继电器包括：多个分流电阻器（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ），每个分流电阻器能设置在用于电动机或其它设备的电源的相应电源线的电流路径中；以及控制装置（１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ），与每个分流电阻器连接，并接收流经每个分流电阻器的电流信号。如果控制装置根据流经分流电阻器的一个或多个电流信号确定出过载情况存在，则控制装置产生跳闸信号以中断电源的连续性。电源单元（１６０）包括：整流器，用于将交流电源的一根或多根电源线中的交流电转化为直流电，其中，交流电源与受过载继电器保护的电动机或其它设备连接；以及至少一个变压器（１６８ａ、１６８ｂ、１６８ｃ），用于将电源单元与过载继电器耦接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种过载继电器，用于防止电动机(或其它设备)热过载。
技术介绍
电动机的最大负载电流被称为电动机的满载电流值或FLA值。电动机的FLA值可在0. 1安培至数百安培之间变化。如果电源供应给电动机的电流超过FLA值的时间过长， 会造成电动机过热损害。过载继电器通过在电动机或其它设备出现热过载之前中断电源的连续性从而防止电动机和其它设备过载。例如，由于供应的电流过大或电流供应不平衡而导致电动机出现热过载。过载继电器是按满载电流(FLA)值来分类的。过载电流定义为超过过载继电器的 FLA值的电流。过载继电器的FLA值通常被选择为与受其保护的电动机或其它设备的FLA 值相符合。过载继电器也可按跳闸等级来分类。在过载继电器中断电源的连续性之前，过载继电器的跳间等级确定过载电流能流过的以秒计算的最长时间。通常情况下，过载继电器的跳闸等级有10、20或30，但也存在其它等级。规定的电动机的过载电流与流动时间的最大容许比率由例如国际电工委员会标准60947( "IEC 60947”)和保险商实验室安全标准508 ( "UL 508”)的标准来限定。通常将过载继电器设计为根据这些标准中断电源的连续性。最坏的情况可以是为最大工作电流的12倍的过载电流持续达三十秒钟之久。图8示出了使用过载继电器1 (如根据本专利技术的过载继电器)来保护三相交流电动机2的一种可能配置。在图2中，三相交流电动机2由三根电源线3a、3b、3c连接到三相交流电源(图中未示出)。过载继电器1位于接触器4的下游。接触器4是用于中断和恢复电源的连续性的电控开关。接触器具有位于电源线的 3a、3b、3c上的一组定触头(连接至端子L1、L2、U)和动触头(连接至端子T1、T2、T3)。动触头由电磁体(连接于端子Al和Α2之间)控制。当电磁体通电时，生成的磁场使动触头接触至定触头以保证电源供应的连续性。过载继电器控制向电磁体的接触器提供的电流。在正常工作(无过载)时，过载继电器1为接触器提供电流以维持电源的连续性。当电动机2发生过载的情况下，过载继电器1停止向接触器4提供电流，导致接触器4中的触头断开，从而中断了接触器4的电源的连续性。断路器6位于接触器4的上游，并用于在电路短路的情况下中断电源的连续性。本地控制器(local control^与接触器4连接，并且允许电动机2由操作员控制。过载继电器有两个主要类型，机电过载继电器和电子过载继电器。机电继电器包括设置在三相电源的每根电源线上的热双金属。热双金属的弯曲程度均与流经它的电流成比例，因此也与双金属内产生的热量成比例。如果过载电流在电源线内流过一段时间，则该电源线上的双金属就会弯曲到使得机械锁被释放的程度，从而造成接触器中的触头断开，因此中断了电源的连续性。一旦电源的连续性被中断，双金属冷却并返回到其初始形状，这样可使电源的连续性恢复。双金属的加热和和冷却在某种程度上(即根据与流过电动机的电流相关的热能) 对应于电动机的加热和冷却。电流的热能可定义为IfflS2t，其中，Iffls是均方根电流，t是电流的持续时间。通过选择具有与特定电动机的热特性接近的双金属的机电过载继电器，机电过载继电器能够防止电动机过载。实践中，这是通过选择具有与电动机的FLA值符合的 FLA值的机电过载继电器实现的。电子过载继电器使用电流变压器来测量流经电源的每根电源线的电流。然后所测得的电流被用于确定是否应中断电源的连续性。大多数电子过载继电器通过以与电流变压器所测量的电流成比例的速度对电容器充电的方式工作。然后，将电容器上的电荷与第一阈值进行比较。如果电荷超过了第一阈值，则双稳态继电器跳闸以中断电源的连续性。一旦双稳态继电器跳闸，电容器放电直到下降至第二阈值水平，此时双稳态继电器返回到其初始状态。
技术实现思路
在最一般的情况下，本专利技术提供了防止电动机或其它设备过载的过载继电器，包括一个或多个分流电阻器，设置在电动机或其它设备的电源的电源线中，以及控制装置， 用于通过测量分流电阻器两端的电压来测量电源线中的电流。电源可具有单一的电源线或多根电源线。电源线可输送交流电流或直流电流。先前的电子过载继电器采用电流变压器而不是分流电阻器来测量电源的电源线中的电流。先前的机电装置不使用分流电阻器测量电流，而是采用与流经它的电流成比例弯曲的热双金属材料来进行测量。专利技术人发现，分流电阻器提供了以下各项优点。在专利技术的第一个方面，提供了根据权利要求1的过载继电器。控制装置可跨接每个分流电阻器，因此可接收表示每个分流电阻器两端的电压的信号。因为，根据方程V= IR，分流电阻器两端的电压与流经分流电阻器的电流成比例，所以表示分流电阻器两端的电压的信号同时表示流经分流电阻器的电流。在过载继电器的使用中，每个分流电阻器位于电源的相应电源线的电流路径中， 因此，流经每个分流电阻器的电流与流经相应电源线路的电流是相同的。因此，在过载继电器使用中，表示流经分流电阻器的电流的信号，也表示流经电源线的电流的信号，表示流经分流电阻器的电流的信号由测量单元接收。因此，在过载继电器使用中，控制装置能够根据表示流经电源的电源线的电流的一个或多个信号来确定是否存在过载情况。用语“流经分流电阻器的电流”和“在过载继电器使用中流经电源线的电流”在此可互换使用。过载情况可被定义为这样一种情况，其中，电动机或其它设备存在热过载的风险。 例如，过载情况可包括流经电源线的电流超过预定的阈值如FLA值；在预定的时间内，流经电源线的电流超过了预定的阈值；电源线的缺失(即电源线中零电流)和/或电源线电流减少。为了避免疑问，这里所描述的处理为根据信号的处理，即处理可直接根据信号也可间接根据信号进行。例如，处理可通过使用原始信号的衍生信号，而不是使用原始信号本身来进行。因此，控制装置可根据表示流经分流电阻器的电流的一个或多个信号或参数衍生而来的信号或参数，来确定过载情况存在。总而言之，根据第一方面的过载继电器采用分流电阻器来测量流经电动机或其它设备的电源的电源线的电流。专利技术人已观察到这种设置能够提供优于先前的过载继电器的多种优点。一个优点为，分流电阻器可以远远小于具有相同的额定电流的电流变压器，因此产生较小的过载继电器成为可能。可能产生较小的过载继电器的另一个原因为，分流电阻器可定位在电源的电源线的电流路径上。分流电阻器也比等效的电流变压器成本更低。根据第一方面的过载继电器的另一个优点为，过载继电器可以使用用于电动机或其它设备的直流电源。先前的使用电流变压器测量电流的电子过载继电器只能使用交流 H1^ ο控制装置可包括多个测量单元，每个测量单元连接至分流电阻器中相应的一个， 测量单元设置为接收流经与其连接的分流电阻器的电流信号。每个测量单元可制成独立的集成电路，如“应用程序专用”集成电路(“ASIC”)。每个测量单元可跨接相应的一个分流电阻器上，所以每个测量单元可接收表示各个分流电阻器两端的电压的信号(即通过方程V =顶可知也表示流经分流电阻器的电流的信号)。过载继电器的测量单元可彼此电绝缘。换句话说，测量单元可设置为使每个测量单元之间没有直接的电连接或电接触。可通过在测量单元之间提供空间或电绝缘材料来实现电绝缘。如果测量单元相互耦接，则电绝缘可通过由一个或多个电绝缘元件如光本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于防止电动机或其它设备过载的过载继电器，包括：多个分流电阻器，每个分流电阻器能设置在所述电动机或其它设备的电源的相应电源线的电流路径中；以及控制装置，与每个分流电阻器连接，并接收流经每个分流电阻器的电流信号；其中，如果所述控制装置根据流经所述分流电阻器的一个或多个电流信号确定出过载情况存在，则所述控制装置产生跳闸信号以中断所述电源的连续性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·马丁·里德尔，
申请(专利权)人：伊顿工业制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH