[发明专利]一种电子式热继电器

说明书

本发明涉及一种电子式热继电器，适用于工厂三相电动机过电流保护，取代传统热继电器。

市场上电动机保护器电流取样一般是穿芯式电流互感器，由于穿芯式电流互感器存在磁饱和非线性等缺陷，电动机保护器在工矿企业普及使用并取代传统热继电器受到限制。

本发明的目的是要克服上述存在缺陷，以合金电阻微电子电流取样代替穿芯式电流互感器电流取样，使得在理论上十分成熟的微电子电流取样技术变为实用技术。

本发明技术方案：①以合金电阻R串联在主回路，直接将主电流i变换成合金电阻R两端微伏交流电压信号；②以高导磁率磁芯变压器B实现取样信号隔离、耦合与放大；③以电压放大变比电阻R1、电阻R2和运算放大器T组成高精度功率放大电路实现对微电压信号进行单相功率放大和半波整流；④以隔离二极管D组成隔离电路实现对三相半波整流电压信号隔离与合成；⑤以限流电阻R3、滤波电容C组成滤波电路，在电容C两端取得直流取样电压信号与主电流i成线性对应关系。

详细内容由下面实例说明，本实施例选用电动机额定电流30A。

图1是电子式热继电器、交流电动机工作原理方框图。

图2是电子式热继电器工作原理图。

由图1、图2本实施例是一个具有过载、断相等保护电子式热继电器，电子主电路由电流取样电路、电流调节电路、反时限电路、电压比较电路、关断执行电路等组成，其特征是电流取样电路由主回路电阻R、电压隔离变压器B、电压放大变比电阻R1和R2、集成运算放大器T、隔离二极管D、限流电阻R3、滤波电容C等组成；主回路电阻R并接在电压隔离变压器B输入端，电压隔离变压器输出端接在集成运算放大器T正端与地端之间，电压放大变比电阻R1与电阻R2组成串联电路并接在集成运算放大器T输出端、负端与地端之间，集成运算放大器T输出端与隔离二极管D正端相连，隔离二极管D负端经限流电阻R3接滤波电容C正端，滤波电容C负端接地。设计该电路的目的是使主电流i在电流取样电路主回路电阻R上通过时，其两端产生微压降，该电压信号经电压隔离变压器B隔离接在电阻R1、电阻R2、集成运算放大器T组成功率放大器输入端集成运算放大器T正端，进行功率放大，在集成运算放大器T输出端输出伏数量级半波整流电压，该电压信号经隔离二极管D组成三相二极管隔离与合成电路，将三个单相半波脉冲电压信号合成为三相半波整流电压信号，该信号经限流电阻R3与滤波电容C串联组成的电容滤波电路在电容C上输出伏数量级直流电压，该直流电压信号幅值与主电流i成线性关系，结合电流调节电路、反时限电路、电压比较电路、关断执行电路与非过载放电电路、三相不平衡保护电路等组成的比较完善的电动机保护电路，实现对三相交流电动机过载与缺相保护。电流取样电路主回路电阻R采用合金电阻，主电流经过合金电阻R时，在合金电阻R两端产生与其成线性比例关系微伏电压取样信号。电压隔离变压器采用微型升压磁芯变压器，其目的是一方面将三相没有公共端的主电流变换三相微电压信号进行耦合与隔离，一方面对其进行线性电压放大。设置电阻R1、电阻R2、集成运算放大器T组成的功率放大器的目的是，一方面对微电压信号进行高精度半波整流，一方面对微电压信号进行功率放大，放大后的电压信号除了是伏数量级电压信号外，还能带动一定负载，抗干扰能力强。

综上所述，本电子式热继电器，由于采用高精度电子电流取样电路，结合其他电路，使得该新型电子热继电器具有以下优点：

①能方便生产出与JR系列相同接线方式热继电器；

②抗干扰能力强；

③体积小，功耗低，节能；

④电流调节线性、精度高，具有快速缺相保护等。