[实用新型]电机断相保护器

说明书

本实用新型属于三相电机断相保护领域。

有关三相电机断相保护器的现有技术，主要有两种类型：电压采样型和电流采样型，所谓电压采样型，是指断相保护器的三个信号采样端直接连接到三相交流电源；其技术方案主要包括以下几部分：电压信号采样电路，断相判别电路；延迟触发电路，驱动控制电路及直流稳压电源电路，采用这种技术方案其优点是：结构简单，成本低；其缺点是：保护范围有限，即只对与保护器连接点以上三相电源的断相起作用，而对其以下部分的电源断相却无能为力；另外这种断相保护器还要求电源线为三相四线制，即必须要有零线，这样一旦零线断路，则保护器将失去作用。有关此类电机断相保护器的参考资料有：专利号为ZL    92228540.3名为″缺相自动保护器″以及专利号为ZL    92234234.2名为″微功耗断相保护器″的实用新型专利，所谓电流采样型，是指断相保护器的信号采样端与三相交流电源无直接接触；而是靠三个电流互感器感应流过三相电源线的电流信号；其技术方案主要包括以下几部分：电流信号采样电路；断相判别电路，延迟触发电路，驱动控制电路，直流稳压电源电路。采用这种方案的优点是恰好解决了电压采样型断相保护器的不足，但其缺点是这种断相保护器只能适用于手动控制动力系统；如果将其用于自动控制动力系统，特别是用于循环自动控制动力系统时，一旦发生电机断相故障，则很可能发生电机振荡，即使电机进入″起动－－－断相保护－－－停机－－－再起动″的恶性循环；有关此类电机断相保护器的参考资料有《电世界》1992年第7期刊登的″一种新颖的电机开关线路″，《电工技术》1993年第4期刊登的″论电动机保护并介绍一种保护器″两篇论文，以及专利号为ZL    92227097.X名为″三相电机断相电子保护器″的实用新型专利。

另外在现有电机断相保护器的技术方案中，无论是电压采样型还是电流采样型，其驱动控制电路，都是使用微，小型继电器或是使用固态继电器作为交流接触器的线圈回路的控制开关。由于上述继电器的触点无自锁功能，因此现有断相保护器在使用时必须按照特定的接线方式控制交流接触器，这对使用者来说很不方便；同时现有断相保护器还有一缺点，那就是保护器自身无断相试验功能，不便于操作人员随时检测保护器是否处于完好工作状态，因为要想检测现有断相保护器的好坏，必须在电机运转时用切断其一相电源的办法来实现，因此操作人员有触电的危险。

本实用新型的目的就在于提供一种全新的断相保护器技术方案，使其既包含现有技术的全部优点，又克服其缺点。

本实用新型所采用的技术方案包括六大主要部分：电流型信号采样电路，断相判别电路，延迟触发电路，驱动控制电路，直流稳压电源电路，电磁脱扣装置；

其中电流型信号采样电路，使用三个小型穿心式电流互感器作为信号传感器，用以采集电机三相电源线的电流信号；为了使断相保护器自身具有断相试验功能，在三个电流互感器的线圈输出端分别串接三个带有常闭触点的按钮开关，当按下其中任一按钮时，则将其输出断开，这对于后面的电路来说，其效果等同于电机发生断相，因此用这三个按钮可以进行模拟断相试验，以检测断相保护器是否处于完好状态；当电机正常工作时，则三个电流互感器的线圈中都有感应电流产生，将其分别经整流，滤波，限压后可得到三个高电平电压信号，此信号即作为断相判别电路的输入信号；当电机运转中有一相断电时，则对应该相的电流互感器线圈中无感应电流产生，则电流型信号采样电路将输出二个高电平和一个低电平信号；

断相判别电路采用异或门集成电路，而异或门电路的工作原理是，当输入端电平相同时其输出端为低，当其输入端相异时其输出端为高电平；由于断相判别电路的输入端连接电流型信号采样电路的输出端，因此，当电机正常工作或停机时，断相判别电路输出低电平，而当电机启动或运转中发生断相时，则断相判别电路将输出高电平；

延迟触发电路的作用就是将上述断相判别电路的输出高电平经几秒钟的延时，然后再触发其后面的驱动控制电路；采取延时的真正目的，是为了消除干扰信号，因为当电机起动或停止的瞬间，由于信号采样电路的元器件参数很难做到完全一致，因此其三路信号输出可能会瞬间相异，结果引起断相判别电路输出高电平，由于这一高电平持续时间极短，因此经延迟触发电路后可将其消除，而不致于触发驱动控制电路；

驱动控制电路的作用就是将真正的断相信号放大，以驱动电磁脱扣装置，电磁脱扣装置是由电磁铁和脱扣机构组成，一旦电磁铁线圈通电，则电磁铁吸合，使脱扣机构释放，从而切断交流接触器线圈电源，使交流接触器释放，切断电机三相电源，完成断相保护的任务；