[实用新型]抗干扰固态断相保护器

说明书

本实用新型涉及一种三相异步电动机断相保护器，特别是一种能消除谐波干扰的固态断相保护器。

断相运转是低压三相异步电动机最常见的故障，很难及时发现，而热继电器对于断相保护的有效性很差，致使因断相运转而烧坏的电动机不计其数，至今国内外尚未找到简单易行的解决办法，因此，断相保护已成为电工行业最感头痛和急待解决的问题。国际电工委员会IEC明文规定，凡使用熔断器的电动机均应设有防止断相的保护装置。目前，国内的异步电动机普遍缺少断相自动保护装置，在市场上虽能见到形形色色的断相保护器产品，但是多数体积大、通用性差、安装不便、动作不灵，甚至经常误动作！例如，现有的“固态断相继电器”(中国专利CN2072290U)、“电机缺相保护器”(中国专利CN2105132U)、“三相交流电缺相保护器”(中国专利CN2111580U)、“相序指示兼三相缺相保护器”(中国专利CN2118360U)等，普遍采用了三相对称负载的人工中性点在断相时产生偏移电压的原理。当电动机发生断相故障时，由于人工中性点对地的偏移电压升高，超过了稳压管的击穿电压，触发晶闸管，断相保护器动作，切断接触器线圈的电源，使电动机停止运转而得到保护。但是，人们不曾知道，当电动机正常运转时，由于供电变压器铁芯饱和的影响，人工中性点对地存在着严重的谐波干扰电压，实验证明，这个电压的峰值通常为8～10V，但很不稳定，有时竟能上升到13～15V，而3KW以上的电动机在空载状态下发生断相故障时，人工中性点对地偏移电压的峰值仅为16V左右，这样，为了使断相保护器对不同容量的电动机在空载状态下发生断相故障时，都能进行可靠的保护，应留出一些裕量，即应选击穿电压为13V的稳压管，显见，电动机正常运转时，谐波干扰电压就有可能超过稳压管的击穿电压，势必引起晶闸管的误触发，造成断相保护器的误动作，使电动机无故停车，影响正常生产。事实已经证明，现有的这几种断相保护器对于大多数生产生现场都是不能使用的！

本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足而研制出的一种能消除谐波干扰的固态断相保护器。

本实用新型是这样实现的：在断相保护器的电路设计中，增加了能消除谐波干扰的选频滤波电路，即对称形双T滤波电路，它接在断相信号检测电路与断相信号鉴别电路之间。当电动机正常运转时，选频滤波电路几乎将谐波干扰电压完全消除，故不会发生误动作；而当电动机在空载状态下发生断相故障时，其信噪比可达到26db以上，故断相保护器能够快速、可靠地动作，有效地起到断相保护作用。

本实用新型与现有技术相比，具有如下特点：

①能有效地消除电动机正常运转时的谐波干扰电压，不会发生误动作。

②断相信号与直流稳压电源相互分离，既增大了信号强度，又减少了跳闸时间。

③所有接线端子均位于断相保护器的顶部，安装接线十分方便。

④所选用元件的功率裕量大，即使电动机长期运转，断相保护器也无明显温升。

⑤断相保护器内部不含接插件和机械运动部件，故没有机械故障。

⑥主要元件平时无电流，元件不易老化，使用寿命长。

⑦体积小，耗能少，安装不占地方，使用不需调整。

⑧通用性强，可配合各种线圈电压的接触器，保护0.1～75KW任何接法的三相异步电动机。(如有要求，所保护电动机的容量可以加大)

附图1是抗干扰固态断相保护器的原理电路图，附图2是抗干扰固态断相保护器的使用接线图。图中，断相保护器的接线端子U、V、W分别接到电动机的三相电源端子上，不需区分相序，端子N接供电变压器的中性线，端子P、Q串接在控制电动机通断的接触器线圈回路中。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方案作进一步说明。

三个完全相同的电阻1，2，3作星形连接，组成断相信号检测电路，其人工中性点接到由三个电容4，5，9和三个电阻6，7，8组成的选频滤波电路，而选频滤波电路的输出，接到由二极管10与稳压管14组成的断相信号鉴别电路，再经放大电路，连接执行电路。

当电动机正常运转时，人工中性点对地的谐波干扰电压几乎全部被选频滤波电路滤掉，使谐波干扰电压的输出近于零，电容12上也无整流电压，稳压管14不会击穿，晶闸管15不能触发导通，光电耦合器的发光二极管21无电流通过，其光敏三极管22的输出端呈高阻状态，晶闸管28触发导通，桥式整流电路29、晶闸管28、电阻30便流过较大的电流，电阻30上也有较大的压降，双向晶闸管31被触发导通，外接的接触器便能正常吸合，电动机正常运转。