電動機節電保護器的制作方法

專利名稱：電動機節電保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動機節電保護器，屬節電保護電路設備技術領域。
背景技術：
在所有能源中，電力與人類的生產生活最為息息相關的；但是，一直以來，人們對提高用電效率、節約電能并不是那么重視；低下的能源效率、高昂的能源消耗、日益增加的電力成本、逐漸減少的自然資源……；已成為制約社會進步、國家經濟、企業發展、人民生活的重要障礙，節能降耗已成為社會每個公民義不容辭的責任；目前中國的很多城市已經出現了用電緊張的局面，并紛紛采取拉閘限電、峰低谷用電等措施；治標終得治本，節電勢在必行；“節約能源、保護環境”已成為政府工作的重中之重；節能降耗已經成為關系到國民經濟安全、國際市場競爭能力、資源保護和環境等社會經濟可持續發展的重大問題；國家早就深刻認識到了這一點一九九七年頒布了《中華人民共和國節約能源法》，能源法的第一章第四條明確指出“節能是國家發展經濟的一項長遠戰略方針”，第四章第三十三條指出“國家鼓勵、支持開發先進節能技術”；黨的十五大明確指出“資源開發與節約并舉，把節約放在首位，提高資源利用效率，建設節約型社會”；我國三相異步電動機的使用數量占各種電動機總數量的78％以上，用途十分廣泛；一般企業有幾臺、幾十臺，大企業有幾百臺，超大企業有數千臺，其所耗的電能約占工業耗電量的60％；而絕大多數電動機都是經常處在空載、輕載、和變負載(空、輕、重、交替工作)的情況下運行，負載率低(大馬拉小車)、工作效率低、電能終端利用率只有30％-40％，電能損耗現象嚴重，節電潛力巨大；我國現階段能源管理浪費較為嚴重，為響應我國政府提出的“走可持續發展的道路，建設節約型社會”的號召，在目前能源并不充足的國情下，迅速推廣該產品，具有很大的意義；在西方國家，節電行業是一個每年以千億美元計算的龐大市場，節電不但成為政府制定能源政策的重要內容，更被提高到國家經濟穩定與政治安全的高度。在國內，數以百萬的企業正等待進行電力改造，因為這是企業降低成本提高企業綜合競爭能力獲得更多利潤的關鍵所在；針對以上問題，我們設計了一種帶有軟啟動功能的電動機用節電裝置，在實際應用中又發現了在使用安全性、經濟性、應用操作性上的很多不足之處。
一、原型機沒有旁路功能，一但節電器出現故障或者需要檢修、必須將節電器從線路中拆下。對用戶電動機線路進行回復，才能使用戶恢復生產。因此造成了安裝費用增高和使用與維修的諸多不方便，同時也影響了用戶的生產。
二、原型機的軟啟動功能在實際應用中存在著嚴重的不實用性，在市場運行的電動機需要保護和采用節電技術的都是4KW以上的中大型電動機，而在實際運行生產中的中、大型電機都已經安裝了啟動設施；所以如果應用原型機，在安裝時必須把用戶的啟動部分線路拆除，由于啟動電流的增加需更換用戶的電纜，這樣一是安裝不方便，二是增加了用戶成本造成浪費；更重要的是因拆除了用戶原來的啟動線路，在節電器發生故障和檢修時利用旁路線路無法啟動電動機，所以也無法及時恢復生產，只有停產檢修或者將節電器拆除，恢復用戶原啟動線路，因不能及時生產將給用戶造成一定的損失，給維修人員增加麻煩和不便。
三、原型機在大功率元器件和主板散熱問題上完全采用自然通風的方式。但在實際應用中因設備的功率大小不同，工作環境不同、地區溫度的差異等原因經常出現元器件散熱不好，因器件過熱引起的提前老化和損壞時有發生，因此不但影響了產品壽命，并給用戶造成了損失。
四、因原型機的過載保護調整電位器設在主板上，普通工作人員無法進行隨機設定調整，并且無明顯調整刻度，所以在實際使用中因用戶的生產環境和電動機所帶動的設備工作狀況不同經常出現誤動作的頻繁停車情況。
五、原型機在工藝設計和維修維護方面有幾點不足需改進；原型機所有的運行指示和故障指示都設在機箱的主板上，這種工藝安排一是不方便用戶觀察，因主板上無法清楚標識各個指示燈的功能，二是如果觀察必須打開機箱防護板，所以非常不安全，做為用戶也無法隨時觀察設備運行狀況。
基于以上情況，必須設計出能解決以上問題的新型電動機節電保護裝置。

發明內容
本實用新型的目的是設計一種電動機節電保護器，用來克服和解決節電保護中的不具備旁路功能、維修費用高、散熱不好使用壽命短、運行中誤動作頻繁、觀察設備運行狀況及運行指示和故障指示困難的問題；電動機節電保護器由電源指示燈(HD)、電壓表、過載指示燈(H5)、運行指示燈(HA)、維修開關(K1)、檢測開關(K2)、旁路節能轉換開關(K)、電流表、缺相指示燈(H4)、主板10、主板11、可控硅模塊及散熱器12、可控硅模塊及散熱器13、交流接觸器、元器件固定金屬架、可控硅模塊及散熱器16、金屬框架、調功電路、電壓電流取樣電路、自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路、調功信號合成、放大電路、節電率控制電路、缺相保護電路、過載保護電路、振蕩器、自動轉換電路、面板電路、穩壓電源和節能旁路控制電路組成；電源指示燈(HD)、電壓表、過載指示燈(H5)、運行指示燈(HA)、電流表和缺相指示燈(H4)安裝在保護器的前外面板上，維修開關(K1)、檢測開關(K2)、旁路節能轉換開關(K)安裝在保護器的前內面板上，元器件固定金屬架安裝在金屬框架上，主板10、11及交流接觸器和可控硅模塊及散熱器12、13、16安裝在元器件固定金屬架上；三相電輸入端與調功電路和節能旁路控制電路聯接，調功電路、電壓電流取樣電路、自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路、調功信號合成放大電路依次串聯聯接形成回路，調功電路還與缺相保護電路、過載保護電路、振蕩器、調功信號合成放大電路依次串聯聯接，節能旁路控制電路、面板電路、自動轉換電路、調功信號合成放大電路依次串聯聯接，節電率控制電路與自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路、調功信號合成放大電路聯接；調功電路還與節能旁路控制電路和與面板電路連接的穩壓電源連接；缺相保護電路還與調功信號合成放大電路和電動機M連接；1、調功電路由脈沖變壓器T4、T5、T6、插座X7、X8、X9、X4、可控硅V95、V96、V97組成，A相電壓輸入端與可控硅V95、輸出點e、并經插座X7接點腳5與脈沖變壓器T4的次級線圈之一的負端連接，脈沖變壓器T4的兩個次級線圈的正端經插座X7的腳1和腳3與可控硅V95的控制極連接，可控硅V95的正負極接點與輸出點A′、并經插座X7的腳2與脈沖變壓器T4的次級線圈之二的負端及輸出點a′連接，脈沖變壓器T4的初極線圈的正端與插座X4腳5的+12V連接，負端與插座X4腳1的“A”輸入連接，脈沖變壓器T4的次級線圈之一的負端經電阻R107、電容C34與脈沖變壓器T4的次級線圈之二的負端串聯連接，脈沖變壓器T4的次級線圈之一的負端還與輸出點a連接；B相、C相電壓輸入及調功電路與A相電壓輸入及調功電路相同；2、電壓、電流取樣電路由降壓電阻R115、R114、R113、限幅二極管V60、V59、V58、V57、V54、V53、運算放大器HA8、光電耦合器N9、N8、N7、插座X1、X2、X3、X12和同步變壓器T1、T2、T3組成；在電壓取樣電路中，三相380V電壓輸入端a、b、c分別經降壓電阻R115、降壓電阻R114、降壓電阻R113和限幅二極管V60、V59、限幅二極管V58、V57、限幅二極管V54、V53與地連接，三相380V電壓輸入端a、b還與整流穩壓電源的電源變壓器T11輸入端連接，插座X12的腳3與降壓電阻R115連接，插座X12的腳2與降壓電阻R114連接，插座X12的腳1與降壓電阻R113連接，插座X12的腳5與電源-15V連接，插座X12的腳6接地，插座X12的腳7與電源+15V連接，插座X12的腳3的輸出端與HA8運算放大器的腳13連接，插座X12的腳2的輸出端與HA8運算放大器的腳6連接，插座X12的腳1的輸出端與HA8運算放大器的腳9連接，插座X12的電源-15V的輸出端與HA8運算放大器的腳11連接，插座X12的電源+15V的輸出端與HA8運算放大器的腳4連接，HA8運算放大器的腳5與接地的電阻R110和光電耦合器N7的輸入端連接，HA8運算放大器的腳7經電阻R118與光電耦合器N7的輸入端連接，HA8運算放大器的腳8經電阻R120與光電耦合器N8的輸入端連接，HA8運算放大器的腳10與接地的電阻R117和光電耦合器N8的輸入端連接，HA8運算放大器的腳12與接地電阻R119和光電耦合器N9的輸入端連接，HA8運算放大器的腳14經電阻R116和光電耦合器N9的輸入端連接，光電耦合器N7的輸出端與插座X3腳1的VC連接，光電耦合器N8的輸出端與插座X2腳1的VB連接，光電耦合器N9的輸出端與插座X1腳1的VA連接；在電流取樣電路中，同步變壓器T1、T2、T3與調功電路18中的可控硅V95、V96、V97并聯，三相380V電壓輸入端a-a′、b-b′、c-c′分別與同步變壓器T1、T2、T3的輸入端連接，同步變壓器T1、T2、T3的取樣電流輸出端分別與插座X1腳4的IA、插座X2腳4的IB、插座X3腳4的IC連接；3、自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路由均衡控制器HA11、比較器HA1、HA2、HA3、隔離二極管V7和V8、V11和V12、V15和V16組成，插座X1腳1和腳4的VA、IA、插座X2腳1和腳4的VB、IB、插座X3腳1和腳4的VC、IC分別與均衡控制器HA11的腳7、腳6、腳5、腳4、腳3、腳2連接，腳1接地；均衡控制器HA11的腳8與地之間接有電阻R8并經電阻R7與HA1比較器的腳6、腳3連接，均衡控制器HA11的腳9經電阻R4與HA1比較器HA1的腳12、腳9連接，比較器HA1的腳12、腳9與地之間串接有電容C4和負極對接的DW1和DW2，均衡控制器HA11的腳10與地之間接有電阻R10并經電阻R9與比較器HA2的腳6、腳3連接，均衡控制器HA11的腳11經電阻R5與比較器HA2的腳12、腳9連接，比較器HA2的腳12、腳9與地之間串接有電容C5和負極對接的DW3和DW4，均衡控制器HA11的腳12與地之間接有電阻R12并經電阻R11與比較器HA3的腳3、腳6連接，均衡控制器HA11的腳13經電阻R6與比較器HA3的腳12、腳9連接，比較器HA3的腳12、腳9與地之間串接有電容C6和負極對接的DW5和DW6，均衡控制器HA11的腳14接電源Vc，I控1信號輸出端與二極管V4、V5、V6的負極連接，二極管V4、V5、V6的正極分別與均衡控制器HA11的腳9、腳11、腳13連接；比較器HA1的腳7和腳14間串聯有電阻R15和R16，比較器HA1的腳1和腳8間串聯有電阻R13和R14，比較器HA2的腳7和腳14間串聯有電阻R19和R20，比較器HA2的腳1和腳8間串聯有電阻R17和R18，比較器HA3的腳7和腳14間串聯有電阻R23和R24，比較器HA3的腳1和腳8間串聯有電阻R21和R22；比較器HA1的腳7經微分電路C7、R25與隔離二極管V7的負極連接，比較器HA1的腳1經微分電路C8、R26與隔離二極管V8的負極連接，比較器HA1的腳14經電阻R16與隔離二極管V9的正極連接，比較器HA1的腳8經電阻R14與隔離二極管V10的正極連接，隔離二極管V7和V8的正極接電壓VA輸出端，隔離二極管V9和V10的負極接電流IA輸出端；比較器HA2的腳7經微分電路C9、R27與隔離二極管V11的負極連接，比較器HA2的腳1經微分電路C10、R28與隔離二極管V12的負極連接，比較器HA2的腳14經電阻R20與隔離二極管V13的正極連接，比較器HA2的腳8經電阻R18與隔離二極管V14的正極連接，隔離二極管V11和V12的正極接電壓VB輸出端，隔離二極管V13和V14的負極接電流IB輸出端；比較器HA3的腳7經微分電路C11、R29與隔離二極管V15的負極連接，比較器HA3的腳1經微分電路C12、R30與隔離二極管V16的負極連接，比較器HA3的腳14經電阻R24與隔離二極管V17的正極連接，比較器HA3的腳8經電阻R22與隔離二極管V18的正極連接，隔離二極管V15和V16的正極接電壓VC輸出端，隔離二極管V17和V18的負極接電流IC輸出端；4、調功信號合成、放大電路由HA4運算放大器HA4、HA5、三極管G1、G4放大電路、三極管G2、G5放大電路、三極管G3、G6放大電路組成，由自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路20輸入的電流信號IA、IB、IC分別經電阻R31、R32、R33與電阻R38、R39、R43連接，電阻R43與電位器W3連接，電阻R39經電位器W7和二極管V45與運算放大器HA5的腳14連接，電阻R38與接地電容C23連接并經電阻R41連接在I控2輸出端上；由自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路20輸入的電壓信號VA與接地的電阻R34和運算放大器HA4的腳6連接，VB與接地的電阻R37和運算放大器HA4的腳2連接，VC與接地的電阻R40和HA5運算放大器HA5的腳6連接；運算放大器HA4的腳12和腳10分別經電阻R54、R55與I控3輸入端連接并經電阻R56與運算放大器HA5的腳10連接，HA4運算放大器HA4的腳9經電阻R49與接電源VC的電阻R48、接地的電容C13連接，運算放大器HA4的腳7與接地二極管V19的正極連接并經二極管V20與電阻R48連接，運算放大器HA4的腳5、腳3與接地電阻R35、R36和運算放大器HA5的腳5連接，運算放大器HA4的腳13經電阻R50與接地電阻R51、接地電容C14和二極管V22的負極連接，運算放大器HA4的腳1與二極管V22的正極和接地二極管V21的正極連接，運算放大器HA42601的腳14經電阻R58和二極管V25與三極管G1的基極連接，運算放大器HA4的腳8經電阻R59和二極管V26與三極管G2的基極連接，運算放大器HA4的腳8經電阻R57和接地二極管V44正極、運算放大器HA5的腳13連接，運算放大器HA5的腳8經電阻R60和二極管V27與三極管G3的基極連接，運算放大器HA5的腳9經電阻R53與接電源VC的電阻R52和接地電容C15連接，運算放大器HA5的腳7與接地二極管V23的正極連接并經二極管V24與電阻R52連接，運算放大器HA5的腳12接地；三極管G1的集電極經隔離二極管V34與三極管G4的集電極、插座X4的A連接，三極管G2的集電極經隔離二極管V35與三極管G5的集電極、插座X4的B連接，三極管G3的集電極經隔離二極管V36與三極管G6的集電極、插座X4的C連接；5、節電率控制電路由運算放大器HA9、HA10、電位器W2、W4和I控1、I控2信號輸入端及I控3信號輸出端組成，I控1信號輸入端經電阻R74與接地電阻R70、電容C26和運算放大器HA9的腳10連接，I控1信號輸入端經電阻R91與電阻R83、電容C3和運算放大器HA10的腳13連接，I控2信號輸入端與電阻R44、電阻R45和運算放大器HA9的腳2連接，運算放大器HA9的腳14經二極管V48與接地電阻R78和腳3連接，運算放大器HA9的腳13與接地電阻R80和接電源VC的電阻R81連接，運算放大器HA9的腳8經二極管V47與接地電阻R79、電容C28和運算放大器HA9的腳12連接，運算放大器HA9的腳9與電位器W4連接，運算放大器HA9的腳5與電位器W2連接，運算放大器HA9的腳6、腳7分別經二極管V46、電阻R47與電阻R46和運算放大器HA2的腳2連接，運算放大器HA9的腳1與電阻R45、電容C25、電阻R46連接，運算放大器HA10的腳14經電容C24、電阻R100與電阻R90、電容C1、電阻R85和運算放大器HA10的腳6連接，電容C1、電阻R85并聯在運算放大器HA10的腳6和腳7之間，腳7經電阻R97和二極管V49與I控3信號輸出端連接，腳12經電阻R84接地，運算放大器HA10的腳5、腳3分別與接地電阻R86和電阻R81連接，電容C2、電阻R82并聯在運算放大器HA10的腳1和腳2之間；6、缺相保護電路由互感器T7、T8、T9、三相輸入A′B′C′和輸出A″B″C″、電阻R137、R138、R139、R140、R141、R142、R143、R144、R145、二極管V40、V74、V50、V75、V55、V76、插座X14、X15、X16、X6和比較器HA6組成，互感器T7與經短路接地的電阻R137、R138、R139并聯聯接，聯接點與二極管V40、V74的負極聯接，經二極管V40整流的一路再經插座X14的接點4、插座X6接點6、電阻R96與比較器HA6的腳9連接，比較器HA6的腳1經二極管V37、V42、電阻R105與Z輸出點連接，經二極管V74整流的一路經插座X14的接點2、插座X6的接點1與Y輸出接點連接；互感器T8與經短路接地的電阻R140、R141、R142并聯聯接，聯接點與二極管V50、V75的負極聯接，經二極管V50整流的一路再經插座X15的接點4、插座X6的接點4、電阻R94與比較器HA6的腳2連接，比較器HA6的腳7經二極管V38、V42電阻R105與Z輸出點連接，經二極管V75整流的一路經插座X15的接點2、插座X6的接點1與Y輸出接點連接；互感器T9與經短路接地的電阻R143、R144、R145并聯聯接，聯接點與二極管V55、V76的負極聯接，經二極管V55整流的一路再經插座X16的接點4、插座X6的接點3、電阻R92與比較器HA6的腳6連接，比較器HA6的腳8經二極管V39、V42電阻R105與Z輸出點連接，經二極管V76整流的一路經插座X16的接點2、插座X6的接點1與Y輸出接點連接；比較器HA6的腳13接地，腳14經二極管V44電阻R101與接地電阻R98和腳3、腳5連接，三相輸出A″B″C″與電動機M聯接。
7、自動轉換電路由插座X10、X11、放大器HA13組成，放大器HA13的腳7經二極管V43與缺相保護電路中的Z輸出點連接，插座X10的接點1與電容C20、經電阻R103與插座X11的接點3、放大器HA13的腳5和與電源Vc連接的電阻R104連接，電容C20、電阻R106與比較器HA6的腳12連接，插座X10的接點3經電阻R102與插座X11的接點1和電阻R99連接，電阻R99的另一端與比較器HA6的腳10連接。
8、節能旁路控制電路由JQ交流接觸器、JI時間繼電器、旁路節能轉換開關(K)、A、B、C三相電壓輸入插座X5、由調功電路18輸入的A′、B′、C′插座X13、M、N輸出控制信號接點組成，由插座X5的接點1輸入的A相電壓與JQ交流接觸器的腳1和腳10連接，由插座X5的接點2輸入的B相電壓與JI時間繼電器的腳1、JQ交流接觸器的腳2和旁路節能轉換開關(K)連接，由插座X5的接點3輸入的C相電壓與JI時間繼電器的腳4和JQ交流接觸器的腳3連接，由插座X13的接點1輸入的A′與JQ交流接觸器的腳8連接，由插座X13的接點2輸入的B′與JQ交流接觸器的腳7連接，由插座X13的接點3輸入的C′與JQ交流接觸器的腳6連接，JQ交流接觸器的腳4與JI時間繼電器的腳5連接，A相與B相間接有電源指示燈(HD)，旁路節能轉換開關(K)并聯在JI時間繼電器的腳1和腳8、JQ交流接觸器的腳2和腳9之間，JI時間繼電器的腳6與M輸出控制信號接點連接，JQ交流接觸器的腳5與N輸出控制信號接點連接。
9、過載保護電路由輸入接點Y、輸出接點Z、電位器W5、W6、比較運算放大器HA7組成，輸入接點Y經電阻R128、R129與比較運算放大器HA7的腳3、腳5連接，比較運算放大器HA7的腳7與接地電阻R132和電阻R131連接，電阻R131經電位器W6與電容C33、二極管V51、V52的正極、比較運算放大器HA7的腳12連接，腳14與Z輸出接點、二極管V52、V56的負極、電阻R73連接，腳13與接地電阻R123和電阻R125連接，電阻R125與電源VE連接，腳6經電阻R127與電阻R121和電位器W5連接，電位器W5的兩端與接地電阻R126和電阻R124連接，電阻R124與電源VE連接，腳2與電阻R121、電阻R122、電容C22連接，電阻R122、電容C22的另一端與腳1連接，腳14與二極管V56、電阻R133、接地的H5串聯聯接。
10、振蕩器電路由振蕩器HA12、電阻R71、電阻R73、電容C16組成，振蕩器HA12的腳3經電阻R73與輸出接點Z聯接，腳5、腳6、腳11經電容C16與腳1、腳2、腳4聯接，腳1、腳2、腳4經電阻R71與腳8、腳9聯接，腳10、腳12、腳13相互聯接。
11、面板電路由交流電壓輸入接點d、e、f、g、K1指示燈、K2指示燈、面板電路繼電器J、輸入接點M、N、輸出信號插座X10、X11、維修開關K1、檢測開關K2組成，g交流電壓輸入接點經常閉觸點10、2、K1指示燈和f交流電壓輸入接點串聯連接，g交流電壓輸入接點經常開觸點10、6、K2指示燈和f交流電壓輸入接點串聯連接，d交流電壓輸入接點經面板電路繼電器J與并聯的檢測開關K2、常開觸點9、5、和M、N輸入接點連接，再經維修開關K1與e交流電壓輸入接點串聯連接；輸出信號插座X10的接點2經常閉觸點11、3與其接點3連接，接點2經常開觸點11、7與其接點1連接，輸出信號插座X11的接點2經常閉觸點12、4與其接點3連接，接點2經常開觸點12、8與其接點1連接。
12、穩壓電源輸出兩路+12伏VD、+12伏VC和一路-12伏VE，輸出兩路交流電壓d-e和f-g至面板電路35。
本實用新型適用于破碎機、注塑機、拉管機、風機、石材切割機、空壓機、衣車、電鋸、電梯、起重設備、車、刨、鉆、銑、剪等各種電力設備。
本實用新型的有益效果、優點和特點1、電動機多功能節電保護器就是根據電動機的負載率大小，調整電動機的輸入功率，保證電動機在最佳負載率下最佳運行，減少電動機的銅損、鐵損、雜散損耗和附加損耗，大幅提高電動機的實際運行效率，達到節電的目的。
2、電動機多功能節電保護器能有效跟蹤這些微小的負荷變化，當電動機處于空載、輕載、中載時就自動降低電機電壓，少供些電能；當變到重載時，又自動跟上去多供些電能，保證電動機安全運轉，需多少供多少，最大限度的節約電能。這也是該節電器節電效果特別顯著的根本原理。
3、高效節能由于本產品設有波形自動跟蹤控制系統，在電動機整個運行過程中，節電器能根據電動機負載的大小變化，連續的調節電動機的輸入電壓，強制降低電動機電流，保證電動機始終工作在最高效率狀態。其電動機電壓自動跟蹤調節范圍為240V-380V，電動機空載時的功率因素值＞0.90。
4、全方位保護節電器能對電動機缺相、過載、過熱、欠壓等進行自動高精度保護。缺相保護包括對電動機進行缺相啟動保護；過載保護包括過載延時保護，延時時間連續可調，為避免誤保護本產品可人為設定保護狀態；過熱保護包括對電動機、軸承和相關機械進行多點保護。各種保護均具有自鎖功能。
5、功能完善節電器還具有故障診斷、軟停車、抗沖擊負荷、無觸點配電等功能。節電器在工作過程中，遇有過載、缺相、供電異常、模塊觸發異常等情況時，均有相應的LED指示，讓使用者一目了然。軟停車時間連續可調，能滿足不同的生產工藝需要。節電器還具有抗擊負荷功能，當電動機遇到沖擊負荷時，節電器可在瞬間將電動機電壓調整到380V避免堵轉。沖擊負荷過后節電器自動回到原來的節電狀態。節電器無觸點、無電弧、壽命長、免維護、安全可靠，同時還具有體積小重量輕、調試安裝方便不改變用戶的電路設施和用電習慣等一系列優點。
本產品設有啟動運行與節能運行的自動轉換功能，采用了時間繼電器，定時切換，從而完成了轉換時間的連續可調。用戶可依據自己的工作狀況業務特點合理設置。
本機設有旁路開關，用戶不論因何原因需將節電器退出運行(故障及檢修)都可方便的利用本機的旁路開關，利用電動機原有的啟動線路立即回復生產，無需重新拆裝線路。
6、技術先進節電器采用國際先進的電力電子控制器件和高可靠全電子邏輯電路經先進工藝組裝而成，節電效果顯著，保護性能優異，連續工作、可靠性好、無觸點免維護。它的應用不僅提高電動機的運行效率為企業節省大量的電費開支，還能降低電動機的工作溫度延長電動機的使用壽命，為企業節省大量的啟動、保護、補償等輔助設備投資和維修費用。用于技術改造，取代傳統配電柜，大幅提高企業的工控自動化水平。本技術必將在工業領域得到廣泛應用。
7、本產品在下列情況下使用效果更佳(1)、電動機經常處在空載、輕載、變負載下運行。
(2)、電動機經常因某種原因發生缺相或過載故障。
(3)、工作現場三相電壓365V-405V。
(4)、電動機啟動時需采用降壓啟動方式的場合。


圖1電動機節電保護器內、外面板圖。
圖2電動機節電保護器內部結構圖。
圖3電動機節電保護器電原理框圖。
圖4調功電路圖。
圖5電壓、電流取樣電路圖。
圖6自動均衡控制電路、電壓電流相位檢測電路圖。
圖7調功信號合成、放大電路圖。
圖8節電率控制電路圖。
圖9過載保護、振蕩器電路圖。
圖10缺相保護電路、自動轉換電路圖。
圖11面板電路圖。
圖12穩壓電源電路圖。
圖13節能旁路控制電路圖。
圖中1.電源指示燈(HD)，2.電壓表，3.過載指示燈(H5)，4.運行指示燈(HA)，5.維修開關(K1)，6.檢測開關(K2)，7.旁路節能轉換開關(K)，8.電流表，9.缺相指示燈(H4)，10.主板，11.主板，12.可控硅模塊及散熱器，13.可控硅模塊及散熱器，14.交流接觸器，15.元器件固定金屬架，16.可控硅模塊及散熱器，17.金屬框架，18.調功電路，19.電壓電流取樣電路，20.自動均衡控制電路、電壓電流相位檢測電路，21.調功信號合成、放大電路，22.節電率控制電路，23.缺相保護電路，24.過載保護電路，25.振蕩器，26.自動轉換電路，27.面板電路，28.穩壓電源電路，29.節能旁路控制電路。
具體實施方式

以下結合附圖再說明一下本實用新型的具體結構和實施方式具體結構電動機節電保護器由電源指示燈(HD)1、電壓表2、過載指示燈(H5)3、運行指示燈(HA)4、維修開關(K1)5、檢測開關(K2)6、旁路節能轉換開關(K)7、電流表8、缺相指示燈(H4)9、主板10、主板11、可控硅模塊及散熱器12、可控硅模塊及散熱器13、交流接觸器14、元器件固定金屬架15、可控硅模塊及散熱器16、金屬框架17、調功電路18、電壓電流取樣電路19、自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路20、調功信號合成放大電路21、節電率控制電路22、缺相保護電路23、過載保護電路24、振蕩器25、自動轉換電路26、面板電路27、穩壓電源28和節能旁路控制電路29組成；電源指示燈(HD)1、電壓表2、過載指示燈(H5)3、運行指示燈(HA)4、電流表8和缺相指示燈(H4)9安裝在保護器的前外面板上，維修開關(K1)5、檢測開關(K2)6、旁路節能轉換開關(K)7安裝在保護器的前內面板上，元器件固定金屬架15安裝在金屬框架17上，主板10、11及交流接觸器14和可控硅模塊及散熱器12、13、16安裝在元器件固定金屬架15上；三相電輸入端與調功電路18和節能旁路控制電路29聯接，調功電路18、電壓電流取樣電路19、自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路20、調功信號合成放大電路21依次串聯聯接形成回路；調功電路18還與缺相保護電路23、過載保護電路24、振蕩器25、調功信號合成放大電路21依次串聯聯接；節能旁路控制電路29、面板電路27、自動轉換電路26、調功信號合成放大電路21依次串聯聯接；節電率控制電路22與自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路20、調功信號合成放大電路21聯接；調功電路18還與節能旁路控制電路29和與面板電路27連接的穩壓電源28連接；缺相保護電路23還與調功信號合成放大電路21和電動機M連接；1、調功電路18由脈沖變壓器T4、T5、T6、插座X7、X8、X9、X4、可控硅V95、V96、V97組成，A相電壓輸入端與可控硅V95、輸出點e、并經插座X7接點腳5與脈沖變壓器T4的次級線圈之一的負端連接，脈沖變壓器T4的兩個次級線圈的正端經插座X7的腳1和腳3與可控硅V95的控制極連接，可控硅V95的正負極接點與輸出點A′、并經插座X7的腳2與脈沖變壓器T4的次級線圈之二的負端及輸出點a′連接，脈沖變壓器T4的初極線圈的正端與插座X4腳5的+12V連接，負端與插座X4腳1的“A”輸入連接，脈沖變壓器T4的次級線圈之一的負端經電阻R107、電容C34與脈沖變壓器T4的次級線圈之二的負端串聯連接，脈沖變壓器T4的次級線圈之一的負端還與輸出點a連接；B相、C相電壓輸入及調功電路與A相電壓輸入及調功電路相同；2、電壓、電流取樣電路19由降壓電阻R115、R114、R113、限幅二極管V60、V59、V58、V57、V54、V53、運算放大器HA8、光電耦合器N9、N8、N7、插座X1、X2、X3、X12和同步變壓器T1、T2、T3組成；在電壓取樣電路中，三相380V電壓輸入端a、b、c分別經降壓電阻R115、降壓電阻R114、降壓電阻R113和限幅二極管V60、V59、限幅二極管V58、V57、限幅二極管V54、V53與地連接，三相380V電壓輸入端a、b還與整流穩壓電源的電源變壓器T11輸入端連接，插座X12的腳3與降壓電阻R115連接，插座X12的腳2與降壓電阻R114連接，插座X12的腳1與降壓電阻R113連接，插座X12的腳5與電源-15V連接，插座X12的腳6接地，插座X12的腳7與電源+15V連接，插座X12的腳3的輸出端與HA8運算放大器的腳13連接，插座X12的腳2的輸出端與HA8運算放大器的腳6連接，插座X12的腳1的輸出端與HA8運算放大器的腳9連接，插座X12的電源-15V的輸出端與HA8運算放大器的腳11連接，插座X12的電源+15V的輸出端與HA8運算放大器的腳4連接，HA8運算放大器的腳5與接地的電阻R110和光電耦合器N7的輸入端連接，HA8運算放大器的腳7經電阻R118與光電耦合器N7的輸入端連接，HA8運算放大器的腳8經電阻R120與光電耦合器N8的輸入端連接，HA8運算放大器的腳10與接地的電阻R117和光電耦合器N8的輸入端連接，HA8運算放大器的腳12與接地電阻R119和光電耦合器N9的輸入端連接，HA8運算放大器的腳14經電阻R116和光電耦合器N9的輸入端連接，光電耦合器N7的輸出端與插座X3腳1的VC連接，光電耦合器N8的輸出端與插座X2腳1的VB連接，光電耦合器N9的輸出端與插座X1腳1的VA連接；在電流取樣電路中，同步變壓器T1、T2、T3與調功電路18中的可控硅V95、V96、V97并聯，三相380V電壓輸入端a-a′、b-b′、c-c′分別與同步變壓器T1、T2、T3的輸入端連接，同步變壓器T1、T2、T3的取樣電流輸出端分別與插座X1腳4的IA、插座X2腳4的IB、插座X3腳4的IC連接；3、自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路20由均衡控制器HA11、比較器HA1、HA2、HA3、隔離二極管V7和V8、V11和V12、V15和V16組成，插座X1腳1和腳4的VA、IA、插座X2腳1和腳4的VB、IB、插座X3腳1和腳4的VC、IC分別與均衡控制器HA11的腳7、腳6、腳5、腳4、腳3、腳2連接，腳1接地；均衡控制器HA11的腳8與地之間接有電阻R8并經電阻R7與HA1比較器的腳6、腳3連接，均衡控制器HA11的腳9經電阻R4與HA1比較器HA1的腳12、腳9連接，比較器HA1的腳12、腳9與地之間串接有電容C4和負極對接的DW1和DW2，均衡控制器HA11的腳10與地之間接有電阻R10并經電阻R9與比較器HA2的腳6、腳3連接，均衡控制器HA11的腳11經電阻R5與比較器HA2的腳12、腳9連接，比較器HA2的腳12、腳9與地之間串接有電容C5和負極對接的DW3和DW4，均衡控制器HA11的腳12與地之間接有電阻R12并經電阻R11與比較器HA3的腳3、腳6連接，均衡控制器HA11的腳13經電阻R6與比較器HA3的腳12、腳9連接，比較器HA3的腳12、腳9與地之間串接有電容C6和負極對接的DW5和DW6，均衡控制器HA11的腳14接電源Vc，I控1信號輸出端與二極管V4、V5、V6的負極連接，二極管V4、V5、V6的正極分別與均衡控制器HA11的腳9、腳11、腳13連接；比較器HA1的腳7和腳14間串聯有電阻R15和R16，比較器HA1的腳1和腳8間串聯有電阻R13和R14，比較器HA2的腳7和腳14間串聯有電阻R19和R20，比較器HA2的腳1和腳8間串聯有電阻R17和R18，比較器HA3的腳7和腳14間串聯有電阻R23和R24，比較器HA3的腳1和腳8間串聯有電阻R21和R22；比較器HA1的腳7經微分電路C7、R25與隔離二極管V7的負極連接，比較器HA1的腳1經微分電路C8、R26與隔離二極管V8的負極連接，比較器HA1的腳14經電阻R16與隔離二極管V9的正極連接，比較器HA1的腳8經電阻R14與隔離二極管V10的正極連接，隔離二極管V7和V8的正極接電壓VA輸出端，隔離二極管V9和V10的負極接電流IA輸出端；比較器HA2的腳7經微分電路C9、R27與隔離二極管V11的負極連接，比較器HA2的腳1經微分電路C10、R28與隔離二極管V12的負極連接，比較器HA2的腳14經電阻R20與隔離二極管V13的正極連接，比較器HA2的腳8經電阻R18與隔離二極管V14的正極連接，隔離二極管V11和V12的正極接電壓VB輸出端，隔離二極管V13和V14的負極接電流IB輸出端；比較器HA3的腳7經微分電路C11、R29與隔離二極管V15的負極連接，比較器HA3的腳1經微分電路C12、R30與隔離二極管V16的負極連接，比較器HA3的腳14經電阻R24與隔離二極管V17的正極連接，比較器HA3的腳8經電阻R22與隔離二極管V18的正極連接，隔離二極管V15和V16的正極接電壓VC輸出端，隔離二極管V17和V18的負極接電流IC輸出端；4、調功信號合成、放大電路21由HA4運算放大器HA4、HA5、三極管G1、G4放大電路、三極管G2、G5放大電路、三極管G3、G6放大電路組成，由自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路20輸入的電流信號IA、IB、IC分別經電阻R31、R32、R33與電阻R38、R39、R43連接，電阻R43與電位器W3連接，電阻R39經電位器W7和二極管V45與運算放大器HA5的腳14連接，電阻R38與接地電容C23連接并經電阻R41連接在I控2輸出端上；由自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路20輸入的電壓信號VA與接地的電阻R34和運算放大器HA4的腳6連接，VB與接地的電阻R37和運算放大器HA4的腳2連接，VC與接地的電阻R40和HA5運算放大器HA5的腳6連接；運算放大器HA4的腳12和腳10分別經電阻R54、R55與I控3輸入端連接并經電阻R56與運算放大器HA5的腳10連接，HA4運算放大器HA4的腳9經電阻R49與接電源VC的電阻R48、接地的電容C13連接，運算放大器HA4的腳7與接地二極管V19的正極連接并經二極管V20與電阻R48連接，運算放大器HA4的腳5、腳3與接地電阻R35、R36和運算放大器HA5的腳5連接，運算放大器HA4的腳13經電阻R50與接地電阻R51、接地電容C14和二極管V22的負極連接，運算放大器HA4的腳1與二極管V22的正極和接地二極管V21的正極連接，運算放大器HA42601的腳14經電阻R58和二極管V25與三極管G1的基極連接，運算放大器HA4的腳8經電阻R59和二極管V26與三極管G2的基極連接，運算放大器HA4的腳8經電阻R57和接地二極管V44正極、運算放大器HA5的腳13連接，運算放大器HA5的腳8經電阻R60和二極管V27與三極管G3的基極連接，運算放大器HA5的腳9經電阻R53與接電源VC的電阻R52和接地電容C15連接，運算放大器HA5的腳7與接地二極管V23的正極連接并經二極管V24與電阻R52連接，運算放大器HA5的腳12接地；三極管G1的集電極經隔離二極管V34與三極管G4的集電極、插座X4的A連接，三極管G2的集電極經隔離二極管V35與三極管G5的集電極、插座X4的B連接，三極管G3的集電極經隔離二極管V36與三極管G6的集電極、插座X4的C連接；5、節電率控制電路22由運算放大器HA9、HA10、電位器W2、W4和I控1、I控2信號輸入端及I控3信號輸出端組成，I控1信號輸入端經電阻R74與接地電阻R70、電容C26和運算放大器HA9的腳10連接，I控1信號輸入端經電阻R91與電阻R83、電容C3和運算放大器HA10的腳13連接，I控2信號輸入端與電阻R44、電阻R45和運算放大器HA9的腳2連接，運算放大器HA9的腳14經二極管V48與接地電阻R78和腳3連接，運算放大器HA9的腳13與接地電阻R80和接電源VC的電阻R81連接，運算放大器HA9的腳8經二極管V47與接地電阻R79、電容C28和運算放大器HA9的腳12連接，運算放大器HA9的腳9與電位器W4連接，運算放大器HA9的腳5與電位器W2連接，運算放大器HA9的腳6、腳7分別經二極管V46、電阻R47與電阻R46和運算放大器HA2的腳2連接，運算放大器HA9的腳1與電阻R45、電容C25、電阻R46連接，運算放大器HA10的腳14經電容C24、電阻R100與電阻R90、電容C1、電阻R85和運算放大器HA10的腳6連接，電容C1、電阻R85并聯在運算放大器HA10的腳6和腳7之間，腳7經電阻R97和二極管V49與I控3信號輸出端連接，腳12經電阻R84接地，運算放大器HA10的腳5、腳3分別與接地電阻R86和電阻R81連接，電容C2、電阻R82并聯在運算放大器HA10的腳1和腳2之間；6、缺相保護電路23由互感器T7、T8、T9、三相輸入A′B′C′和輸出A″B″C″、電阻R137、R138、R139、R140、R141、R143、R144、R144、R145、二極管V40、V74、V50、V75、V55、V76、插座X14、X15、X16、X6和比較器HA6組成，互感器T7與經短路接地的電阻R137、R138、R139并聯聯接，聯接點與二極管V40、V74的負極聯接，經二極管V40整流的一路再經插座X14的接點4、插座X6接點6、電阻R96與比較器HA6的腳9連接，比較器HA6的腳1經二極管V37、V42、電阻R105與Z輸出點連接，經二極管V74整流的一路經插座X14的接點2、插座X6的接點1與Y輸出接點連接；
互感器T8與經短路接地的電阻R140、R141、R142并聯聯接，聯接點與二極管V50、V75的負極聯接，經二極管V50整流的一路再經插座X15的接點4、插座X6的接點4、電阻R94與比較器HA6的腳2連接，比較器HA6的腳7經二極管V38、V42、電阻R105與Z輸出點連接，經二極管V75整流的一路經插座X15的接點2、插座X6的接點1與Y輸出接點連接；互感器T9與經短路接地的電阻R143、R144、R145并聯聯接，聯接點與二極管V55、V76的負極聯接，經二極管V55整流的一路再經插座X16的接點4、插座X6的接點3、電阻R92與比較器HA6的腳6連接，比較器HA6的腳8經二極管V39、V42、電阻R105與Z輸出點連接，經二極管V76整流的一路經插座X16的接點2、插座X6的接點1與Y輸出接點連接；比較器HA6的腳13接地，腳14經二極管V44、電阻R101與接地電阻R98和腳3、腳5連接，三相輸出A″B″C″與電動機M聯接。
7、自動轉換電路26由插座X10、X11、放大器HA13組成，放大器HA13的腳7經二極管V43與缺相保護電路23中的Z輸出點連接，插座X10的接點1與電容C20、經電阻R103與插座X11的接點3、放大器HA13的腳5和與電源Vc連接的電阻R104連接，電容C20、電阻R106與比較器HA6的腳12連接，插座X10的接點3經電阻R102與插座X11的接點1和電阻R99連接，電阻R99的另一端與比較器HA6的腳10連接。
8、節能旁路控制電路29由JQ交流接觸器14、JI時間繼電器、旁路節能轉換開關(K)7、A、B、C三相電壓輸入插座X5、由調功電路18輸入的A′、B′、C′插座X13、M、N輸出控制信號接點組成，由插座X5的接點1輸入的A相電壓與JQ交流接觸器14的腳1和腳10連接，由插座X5的接點2輸入的B相電壓與JI時間繼電器的腳1、JQ交流接觸器14的腳2和旁路節能轉換開關(K)7連接，由插座X5的接點3輸入的C相電壓與JI時間繼電器的腳4和JQ交流接觸器14的腳3連接，由插座X13的接點1輸入的A′與JQ交流接觸器14的腳8連接，由插座X13的接點2輸入的B′與JQ交流接觸器14的腳7連接，由插座X13的接點3輸入的C′與JQ交流接觸器14的腳6連接，JQ交流接觸器14的腳4與JI時間繼電器的腳5連接，A相與B相間接有電源指示燈(HD)1，旁路節能轉換開關(K)7并聯在JI時間繼電器的腳1和腳8、JQ交流接觸器14的腳2和腳9之間，JI時間繼電器的腳6與M輸出控制信號接點連接，JQ交流接觸器14的腳5與N輸出控制信號接點連接。
9、過載保護電路24由輸入接點Y、輸出接點Z、電位器W5、W6、比較運算放大器HA7組成，輸入接點Y經電阻R128、R129與比較運算放大器HA7的腳3、腳5連接，比較運算放大器HA7的腳7與接地電阻R132和電阻R131連接，電阻R131經電位器W6與電容C33、二極管V51、V52的正極、比較運算放大器HA7的腳12連接，腳14與Z輸出接點、二極管V52、V56的負極、電阻R73連接，腳13與接地電阻R123和電阻R125連接，電阻R125與電源VE連接，腳6經電阻R127與電阻R121和電位器W5連接，電位器W5的兩端與接地電阻R126和電阻R124連接，電阻R124與電源VE連接，腳2與電阻R121、電阻R122、電容C22連接，電阻R122、電容C22的另一端與腳1連接，腳14與二極管V56、電阻R133、接地的過載指示燈H5串聯聯接。
10、振蕩器電路25由振蕩器HA12、電阻R71、電阻R73、電容C16組成，振蕩器HA12的腳3經電阻R73與輸出接點Z聯接，腳5、腳6、腳11經電容C16與腳1、腳2、腳4聯接，腳1、腳2、腳4經電阻R71與腳8、腳9聯接，腳10、腳12、腳13相互聯接。
11、面板電路27由交流電壓輸入接點d、e、f、g、K1指示燈、K2指示燈、面板電路繼電器J、輸入接點M、N、輸出信號插座X10、X11、維修開關K15、檢測開關K26組成，g交流電壓輸入接點經常閉觸點10、2、K1指示燈和f交流電壓輸入接點串聯連接，g交流電壓輸入接點經常開觸點10、6、K2指示燈和f交流電壓輸入接點串聯連接，d交流電壓輸入接點經面板電路繼電器J與并聯的檢測開關K26、常開觸點5、9和M、N輸入接點連接，再經維修開關K15與交流電壓輸入接點e串聯連接；輸出信號插座X10的接點2經常閉觸點11、3與其接點3連接，接點2經常開觸點11、7與其接點1連接，輸出信號插座X11的接點2經常閉觸點12、4與其接點3連接，接點2經常開觸點12、8與其接點1連接。
12、穩壓電源28輸出兩路+12伏VD、+12伏VC和一路-12伏VE，輸出兩路交流電壓d-e和f-g至面板電路35。
實施方式一、節電器原理概述三相異步電動機M的工作效率于負載率關系密切，負載率越低工作效率越低；電動機節電器就是根據電動機負載率的大小，調整電動機M的輸入功率，保證電動機M在最佳效率下工作，通過提高電動機M的實際工作效率達到節電的目的。
二、節電器及保護電路的工作過程1、調功電路18(見圖4)三相電分別由A、B、C三端輸入到可控硅V95、V96、V97的一端，可控硅的另一端A′、B′、C′為輸出端，a、a′、b、b′、c、c′為輸出端，它檢測電動機M的電壓、電流，并經調功信號放大后，由插座X4端輸入到脈沖變壓器T4、T5、T6上，再經T4、T5、T6耦合輸出到可控硅V95、V96、V97的觸發端，來改變可控硅模塊12、13、16的導通角，即可實現調整功率的目的。
2、電壓、電流取樣電路19(見圖5)電壓取樣由調功電路18來的a、b、c信號，經經R183、R184、R185電阻降壓和限幅二極管V60、V59、V58、V57、V54、V53限幅送到HA8進行整形放大，通過光耦器N7、N8、N9隔離輸出；電流取樣由并聯在可控硅V95、V96、V97上的同步變壓器T1、T2、T3來完成。
3、自動均衡控制、電壓電流相位檢測電路20(見圖6)
電流、電壓取樣信號分別由插座X1、X2、X3的1端和4端輸入到均衡控制器HA11，電流、電壓取樣信號經HA11均衡控制后輸出，再經HA1、HA2、HA3整形反相，便可得到與電動機的電壓、電流同相位的2個反相方波信號，相位相反的電壓、電流信號相加，當電壓、電流同相時輸出電壓為0，當電壓、電流相位差越大時輸出電壓越高；這樣便可得到與電壓、電流相位差成正比的電壓信號，這一信號經C7、R25、C8、R26、C9、R27、C10、R28、C11、R29、C12、R30微分，再經V7、V8、V11、V12、V15、V16隔離輸出。
4、調功信號合成放大電路21(見圖7)HA1、HA2、HA3輸出的信號，分別從VA、VB、VC、IA、IB、IC各端輸入，經HA4、HA5比較放大后輸出方波信號，其寬度受電壓、電流相位差的控制；該方波信號經三極管G1、G4、G2、G5、G3、G6放大后輸出控制可控硅模塊，使可控硅模塊的導通角受電動機電壓電流控制，從而達到根據電動機M負載率大小調整電動機M輸入功率的目的。
5、節電率控制電路22(見圖8)節電率控制電路22由HA9、HA10來完成，調整W2即可設置節電率的大小，W4為沖擊負載變化跟蹤電位器，與電流相位差成正比的信號從調功信號合成放大電路21中經R31、R32、R33輸出，C23濾波后的I控2，輸入到HA9放大，再經HA10放大后經R97、V49輸出I控3，I控3經R54、R55、R56分別送回到調功信號合成放大電路21中HA4的腳10、腳12和HA5的腳10用來控制調功信號合成電路21。
6、缺相保護電路23(見圖10)缺相保護由互感器T7、T8、T9上的感應電流經R138、R141、R144變成電壓后，經二極管V40、V50、V55整流，形成一個負壓，經插座X14、X15、X16的腳4和插座X6的腳6、腳4、腳2、電阻R96、R94、R92和C17、C18、C19濾波后，加到HA6的腳9、腳2、腳6上，當電動機M缺相時，HA6的腳2(或腳9、腳6)的電壓比腳3電壓高，腳1(腳7、腳8)輸出低電位，經V37(或V38、V39)、V42、R105和輸出點Z送到調功信號合成電路21中，控制三極管G1的基極，使三極管G1基極的6KHZ高頻信號被切斷，可控硅關斷，達到保護電動機M的目的。
7、自動轉換電路26(見圖10)由時間繼電器的動作，經R103給HA13的腳5送來觸發信號，從而達到自動轉換的目的。
8、過載保護電路24、振蕩器電路25的工作原理(見圖9)通過T7、T8、T9互感器上輸出的另一路經V74、V75、V76(見圖10)整流后經插座X6的腳1輸出至Y接點，再經圖9中的電阻R128、R129輸入到HA7的腳3、腳5上，當電動機M過載時，電流增大，HA7的腳3、腳5電壓下降，當低于由W5設定的腳2、腳6上的設定值時，腳14輸出低電壓至輸出接點Z，經R133使過載指示燈(H5)亮，經R73將6KHZ信號切斷，同時輸出接點Z輸出的低電壓信號將可控硅關斷，電動機M斷電，達到保護電動機M的目的。
振蕩器電路25(見圖9)由HA12完成，HA12組成一個6KHZ的振蕩方波，振蕩器電路30輸出信號經R73、輸出接點Z輸出送到G1的基極。
9、面板電路27(見圖11)待機狀態時，繼電器J不工作，K1燈亮，表明節電器電路可以進入工作狀態，當工作狀態時，繼電器J工作，常開觸點6吸合，K2燈亮，表明節電器可以正常工作；繼電器J工作后，常開觸點7、11及8、12吸合，啟動自動轉換電路26(見圖10)工作，節電器工作，電動機M運行，并進入節能狀態。
10、穩壓電源28(見圖12)輸出兩路+12伏VD、+12伏VC和一路-12伏VE，輸出兩路交流電壓d-e和f-g至面板電路27。
11、節能旁路控制電路29(見圖13)
旁路狀態時，旁路節能轉換開關(K)閉合，交流接觸器JQ吸合，三相電直接給電動機M供電。節能狀態時，旁路節能轉換開關(K)打開，在時間繼電器JI沒有吸合前，由于時間繼電器JI的腳1和腳8連通，交流接觸器JQ吸合，電動機M啟動運行；當到達時間繼電器JI預置時間后，時間繼電器JI吸合，時間繼電器JI的腳1和腳8斷開，交流接觸器JQ也斷開，同時時間繼電器JI的腳5和腳6連接，啟動自動轉換電路26(見圖10)工作，電動機M進入節能狀態工作。
關于改進部分工作原理的進一步說明一、啟動轉換電路為了方便安裝與維護，并有效的減少用戶使用與安裝成本，充分利用用戶原有的啟動設備，同時實現設備的起動與節電運行的自動轉換功能，本機取消了原型機的軟啟動部分，增加了啟動轉換電路；啟動轉換電路由時間繼電器來控制轉換，根據每臺電動機M所拖動設備的啟動狀況進行設定。當電動機M啟動時只須正常按啟動開關，電動機M便可正常啟動。達到額定設置的時間后(電動機從啟動狀態進入工作狀態)時間繼電器吸合，節電保護器進入節能工作狀態(利用時間繼電器的觸點吸合，給HA10送去控制信號，自動轉換電路啟動工作，從而實現了啟動轉換的功能)。
二、旁路開關的設置當節電保護器發生工作異常或需檢修時為了保證電動機M正常工作所設置。
其原理是，在節電保護器內設有旁路回路和旁路開關。當節電保護器因故需停止工作時，只要將節電保護器的電源輸入、輸出開關同時斷開，將旁路開關閉合，電動機M通過旁路回路直接得到電源，因而實現了正常工作，又不影響節電保護器的正常工維護。
三、大功率元器件強制散熱裝置當節電保護器主板大功率元器件表面溫度超過元器件額定溫度時，安裝在元器件散熱器上的熱敏開關自動工作，啟動散熱器上的散熱風機達到強制散熱的目的。當元器件溫度下降到額定溫度以下時熱敏開關自動斷開，風機停止工作。
四、過載保護控制開關用戶可利用設在外部的過載保護開關按自己電動機M的工作狀態，根據現場情況設置過載保護的動作時間，也可根據自己的實際需求選擇使用或退出過載保護。
五、功能顯示面板化為了便于使用和管理設備，增加安全性，本機將功能顯示面板化。一是使于觀查，二是方便管理。特將故障指示、運行指示、電源指示均安裝于設備面板。
權利要求1.一種電動機節電保護器，由電源指示燈(HD)(1)、電壓表(2)、過載指示燈(H5)(3)、運行指示燈(HA)(4)、維修開關(K1)(5)、檢測開關(K2)(6)、旁路節能轉換開關(K)(7)、電流表(8)、缺相指示燈(H4)(9)、主板(10)、主板(11)、可控硅模塊及散熱器(12)、可控硅模塊及散熱器(13)、交流接觸器(14)、元器件固定金屬架(15)、可控硅模塊及散熱器(16)、金屬框架(17)、調功電路(18)、電壓電流取樣電路(19)、自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路(20)、調功信號合成放大電路(21)、節電率控制電路(22)、缺相保護電路(23)、過載保護電路(24)、振蕩器(25)、自動轉換電路(26)、面板電路(27)、穩壓電源(28)和節能旁路控制電路(29)組成；其特征在于電源指示燈(HD)(1)、電壓表(2)、過載指示燈(H5)(3)、運行指示燈(HA)(4)、電流表(8)和缺相指示燈(H4)(9)安裝在保護器的前外面板上，維修開關(K1)(5)、檢測開關(K2)(6)、旁路節能轉換開關(K)(7)安裝在保護器的前內面板上，元器件固定金屬架(15)安裝在金屬框架(17)上，主板(10、11)及交流接觸器(14)和可控硅模塊及散熱器(12、13、16)安裝在元器件固定金屬架(15)上；三相電輸入端與調功電路(18)和節能旁路控制電路(29)聯接，調功電路(18)、電壓電流取樣電路(19)、自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路(20)、調功信號合成放大電路(21)依次串聯聯接形成回路；調功電路(18)還與缺相保護電路(23)、過載保護電路(24)、振蕩器(25)、調功信號合成放大電路(21)依次串聯聯接；節能旁路控制電路(29)、面板電路(27)、自動轉換電路(26)、調功信號合成放大電路(21)依次串聯聯接；節電率控制電路(22)與自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路(20)、調功信號合成放大電路(21)聯接；調功電路(18)還與節能旁路控制電路(29)和與面板電路(27)連接的穩壓電源(28)連接；缺相保護電路(23)還與調功信號合成放大電路(21)和電動機M連接。
2.如權利要求1所述的電動機節電保護器，其特征在于A、調功電路(18)由脈沖變壓器T4、T5、T6、插座X7、X8、X9、X4、可控硅V95、V96、V97組成，A相電壓輸入端與可控硅V95、輸出點e、并經插座X7接點腳5與脈沖變壓器T4的次級線圈之一的負端連接，脈沖變壓器T4的兩個次級線圈的正端經插座X7的腳1和腳3與可控硅V95的控制極連接，可控硅V95的正負極接點與輸出點A′、并經插座X7的腳2與脈沖變壓器T4的次級線圈之二的負端及輸出點a′連接，脈沖變壓器T4的初極線圈的正端與插座X4腳5的+12V連接，負端與插座X4腳1的“A”輸入連接，脈沖變壓器T4的次級線圈之一的負端經電阻R107、電容C34與脈沖變壓器T4的次級線圈之二的負端串聯連接，脈沖變壓器T4的次級線圈之一的負端還與輸出點a連接；B相、C相電壓輸入及調功電路與A相電壓輸入及調功電路相同；B、電壓、電流取樣電路(19)由降壓電阻R115、R114、R113、限幅二極管V60、V59、V58、V57、V54、V53、運算放大器HA8、光電耦合器N9、N8、N7、插座X1、X2、X3、X12和同步變壓器T1、T2、T3組成；在電壓取樣電路中，三相380V電壓輸入端a、b、c分別經降壓電阻R115、降壓電阻R114、降壓電阻R113和限幅二極管V60、V59、限幅二極管V58、V57、限幅二極管V54、V53與地連接，三相380V電壓輸入端a、b還與整流穩壓電源的電源變壓器T11輸入端連接，插座X12的腳3與降壓電阻R115連接，插座X12的腳2與降壓電阻R114連接，插座X12的腳1與降壓電阻R113連接，插座X12的腳5與電源-15V連接，插座X12的腳6接地，插座X12的腳7與電源+15V連接，插座X12的腳3的輸出端與HA8運算放大器的腳13連接，插座X12的腳2的輸出端與HA8運算放大器的腳6連接，插座X12的腳1的輸出端與HA8運算放大器的腳9連接，插座X12的電源-15V的輸出端與HA8運算放大器的腳11連接，插座X12的電源+15V的輸出端與HA8運算放大器的腳4連接，HA8運算放大器的腳5與接地的電阻R110和光電耦合器N7的輸入端連接，HA8運算放大器的腳7經電阻R118與光電耦合器N7的輸入端連接，HA8運算放大器的腳8經電阻R120與光電耦合器N8的輸入端連接，HA8運算放大器的腳10與接地的電阻R117和光電耦合器N8的輸入端連接，HA8運算放大器的腳12與接地電阻R119和光電耦合器N9的輸入端連接，HA8運算放大器的腳14經電阻R116和光電耦合器N9的輸入端連接，光電耦合器N7的輸出端與插座X3腳1的VC連接，光電耦合器N8的輸出端與插座X2腳1的VB連接，光電耦合器N9的輸出端與插座X1腳1的VA連接；在電流取樣電路中，同步變壓器T1、T2、T3與調功電路(18)中的可控硅V95、V96、V97并聯，三相380V電壓輸入端a-a′、b-b′、c-c′分別與同步變壓器T1、T2、T3的輸入端連接，同步變壓器T1、T2、T3的取樣電流輸出端分別與插座X1腳4的IA、插座X2腳4的IB、插座X3腳4的IC連接；C、自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路(20)由均衡控制器HA11、比較器HA1、HA2、HA3、隔離二極管V7和V8、V11和V12、V15和V16組成，插座X1腳1和腳4的VA、IA、插座X2腳1和腳4的VB、IB、插座X3腳1和腳4的VC、IC分別與均衡控制器HA11的腳7、腳6、腳5、腳4、腳3、腳2連接，腳1接地；均衡控制器HA11的腳8與地之間接有電阻R8并經電阻R7與HA1比較器的腳6、腳3連接，均衡控制器HA11的腳9經電阻R4與HA1比較器HA1的腳12、腳9連接，比較器HA1的腳12、腳9與地之間串接有電容C4和負極對接的DW1和DW2，均衡控制器HA11的腳10與地之間接有電阻R10并經電阻R9與比較器HA2的腳6、腳3連接，均衡控制器HA11的腳11經電阻R5與比較器HA2的腳12、腳9連接，比較器HA2的腳12、腳9與地之間串接有電容C5和負極對接的DW3和DW4，均衡控制器HA11的腳12與地之間接有電阻R12并經電阻R11與比較器HA3的腳3、腳6連接，均衡控制器HA11的腳13經電阻R6與比較器HA3的腳12、腳9連接，比較器HA3的腳12、腳9與地之間串接有電容C6和負極對接的DW5和DW6，均衡控制器HA11的腳14接電源Vc，I控1信號輸出端與二極管V4、V5、V6的負極連接，二極管V4、V5、V6的正極分別與均衡控制器HA11的腳9、腳11、腳13連接；比較器HA1的腳7和腳14間串聯有電阻R15和R16，比較器HA1的腳1和腳8間串聯有電阻R13和R14，比較器HA2的腳7和腳14間串聯有電阻R19和R20，比較器HA2的腳1和腳8間串聯有電阻R17和R18，比較器HA3的腳7和腳14間串聯有電阻R23和R24，比較器HA3的腳1和腳8間串聯有電阻R21和R22；比較器HA1的腳7經微分電路C7、R25與隔離二極管V7的負極連接，比較器HA1的腳1經微分電路C8、R26與隔離二極管V8的負極連接，比較器HA1的腳14經電阻R16與隔離二極管V9的正極連接，比較器HA1的腳8經電阻R14與隔離二極管V10的正極連接，隔離二極管V7和V8的正極接電壓VA輸出端，隔離二極管V9和V10的負極接電流IA輸出端；比較器HA2的腳7經微分電路C9、R27與隔離二極管V11的負極連接，比較器HA2的腳1經微分電路C10、R28與隔離二極管V12的負極連接，比較器HA2的腳14經電阻R20與隔離二極管V13的正極連接，比較器HA2的腳8經電阻R18與隔離二極管V14的正極連接，隔離二極管V11和V12的正極接電壓VB輸出端，隔離二極管V13和V14的負極接電流IB輸出端；比較器HA3的腳7經微分電路C11、R29與隔離二極管V15的負極連接，比較器HA3的腳1經微分電路C12、R30與隔離二極管V16的負極連接，比較器HA3的腳14經電阻R24與隔離二極管V17的正極連接，比較器HA3的腳8經電阻R22與隔離二極管V18的正極連接，隔離二極管V15和V16的正極接電壓VC輸出端，隔離二極管V17和V18的負極接電流IC輸出端；D、調功信號合成、放大電路(21)由HA4運算放大器HA4、HA5、三極管G1、G4放大電路、三極管G2、G5放大電路、三極管G3、G6放大電路組成，由自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路(20)輸入的電流信號IA、IB、IC分別經電阻R31、R32、R33與電阻R38、R39、R43連接，電阻R43與電位器W3連接，電阻R39經電位器W7和二極管V45與運算放大器HA5的腳14連接，電阻R38與接地電容C23連接并經電阻R41連接在I控2輸出端上；由自動均衡控制電路和電壓電流相位檢測電路(20)輸入的電壓信號VA與接地的電阻R34和運算放大器HA4的腳6連接，VB與接地的電阻R37和運算放大器HA4的腳2連接，VC與接地的電阻R40和HA5運算放大器HA5的腳6連接；運算放大器HA4的腳12和腳10分別經電阻R54、R55與I控3輸入端連接并經電阻R56與運算放大器HA5的腳10連接，HA4運算放大器HA4的腳9經電阻R49與接電源VC的電阻R48、接地的電容C13連接，運算放大器HA4的腳7與接地二極管V19的正極連接并經二極管V20與電阻R48連接，運算放大器HA4的腳5、腳3與接地電阻R35、R36和運算放大器HA5的腳5連接，運算放大器HA4的腳13經電阻R50與接地電阻R51、接地電容C14和二極管V22的負極連接，運算放大器HA4的腳1與二極管V22的正極和接地二極管V21的正極連接，運算放大器HA42601的腳14經電阻R58和二極管V25與三極管G1的基極連接，運算放大器HA4的腳8經電阻R59和二極管V26與三極管G2的基極連接，運算放大器HA4的腳8經電阻R57和接地二極管V44正極、運算放大器HA5的腳13連接，運算放大器HA5的腳8經電阻R60和二極管V27與三極管G3的基極連接，運算放大器HA5的腳9經電阻R53與接電源VC的電阻R52和接地電容C15連接，運算放大器HA5的腳7與接地二極管V23的正極連接并經二極管V24與電阻R52連接，運算放大器HA5的腳12接地；三極管G1的集電極經隔離二極管V34與三極管G4的集電極、插座X4的A連接，三極管G2的集電極經隔離二極管V35與三極管G5的集電極、插座X4的B連接，三極管G3的集電極經隔離二極管V36與三極管G6的集電極、插座X4的C連接；E、節電率控制電路(22)由運算放大器HA9、HA10、電位器W2、W4和I控1、I控2信號輸入端及I控3信號輸出端組成，I控1信號輸入端經電阻R74與接地電阻R70、電容C26和運算放大器HA9的腳10連接，I控1信號輸入端經電阻R91與電阻R83、電容C3和運算放大器HA10的腳13連接，I控2信號輸入端與電阻R44、電阻R45和運算放大器HA9的腳2連接，運算放大器HA9的腳14經二極管V48與接地電阻R78和腳3連接，運算放大器HA9的腳13與接地電阻R80和接電源VC的電阻R81連接，運算放大器HA9的腳8經二極管V47與接地電阻R79、電容C28和運算放大器HA9的腳12連接，運算放大器HA9的腳9與電位器W4連接，運算放大器HA9的腳5與電位器W2連接，運算放大器HA9的腳6、腳7分別經二極管V46、電阻R47與電阻R46和運算放大器HA2的腳2連接，運算放大器HA9的腳1與電阻R45、電容C25、電阻R46連接，運算放大器HA10的腳14經電容C24、電阻R100與電阻R90、電容C1、電阻R85和運算放大器HA10的腳6連接，電容C1、電阻R85并聯在運算放大器HA10的腳6和腳7之間，腳7經電阻R97和二極管V49與I控3信號輸出端連接，腳12經電阻R84接地，運算放大器HA10的腳5、腳3分別與接地電阻R86和電阻R81連接，電容C2、電阻R82并聯在運算放大器HA10的腳1和腳2之間；F、缺相保護電路(23)由互感器T7、T8、T9、三相輸入A′B′C′和輸出A″B″C″、電阻R137、R138、R139、R140、R141、R142、R143、R144、R145、二極管V40、V74、V50、V75、V55、V76、插座X14、X15、X16、X6和比較器HA6組成，互感器T7與經短路接地的電阻R137、R138、R139并聯聯接，聯接點與二極管V40、V74的負極聯接，經二極管V40整流的一路再經插座X14的接點4、插座X6接點6、電阻R96與比較器HA6的腳9連接，比較器HA6的腳1經二極管V37、V42、電阻R105與Z輸出點連接，經二極管V74整流的一路經插座X14的接點2、插座X6的接點1與Y輸出接點連接；互感器T8與經短路接地的電阻R140、R141、R142并聯聯接，聯接點與二極管V50、V75的負極聯接，經二極管V50整流的一路再經插座X15的接點4、插座X6的接點4、電阻R94與比較器HA6的腳2連接，比較器HA6的腳7經二極管V38、V42、電阻R105與Z輸出點連接，經二極管V75整流的一路經插座X15的接點2、插座X6的接點1與Y輸出接點連接；互感器T9與經短路接地的電阻R143、R144、R145并聯聯接，聯接點與二極管V55、V76的負極聯接，經二極管V55整流的一路再經插座X16的接點4、插座X6的接點3、電阻R92與比較器HA6的腳6連接，比較器HA6的腳8經二極管V39、V42、電阻R105與Z輸出點連接，經二極管V76整流的一路經插座X16的接點2、插座X6的接點1與Y輸出接點連接；比較器HA6的腳13接地，腳14經二極管V44、電阻R101與接地電阻R98和腳3、腳5連接，三相輸出A″B″C″與電動機M聯接；G、自動轉換電路(26)由插座X10、X11、放大器HA13組成，放大器HA13的腳7經二極管V43與缺相保護電路23中的Z輸出點連接，插座X10的接點1與電容C20、經電阻R103與插座X11的接點3、放大器HA13的腳5和與電源Vc連接的電阻R104連接，電容C20、電阻R106與比較器HA6的腳12連接，插座X10的接點3經電阻R102與插座X11的接點1和電阻R99連接，電阻R99的另一端與比較器HA6的腳10連接；H、節能旁路控制電路(29)由JQ交流接觸器(14)、JI時間繼電器、旁路節能轉換開關(K)(7)、A、B、C三相電壓輸入插座X5、由調功電路(18)輸入的A′、B′、C′插座X13、M、N輸出控制信號接點組成，由插座X5的接點1輸入的A相電壓與JQ交流接觸器(14)的腳1和腳10連接，由插座X5的接點2輸入的B相電壓與JI時間繼電器(14)的腳1、JQ交流接觸器(14)的腳2和旁路節能轉換開關(K)(7)連接，由插座X5的接點3輸入的C相電壓與JI時間繼電器的腳4和JQ交流接觸器(14)的腳3連接，由插座X13的接點1輸入的A′與JQ交流接觸器(14)的腳8連接，由插座X13的接點2輸入的B′與JQ交流接觸器(14)的腳7連接，由插座X13的接點3輸入的C′與JQ交流接觸器(14)的腳6連接，JQ交流接觸器(14)的腳4與JI時間繼電器的腳5連接，A相與B相間接有電源指示燈(HD)(1)，旁路節能轉換開關(K)(7)并聯在JI時間繼電器的腳1和腳8、JQ交流接觸器(14)的腳2和腳9之間，JI時間繼電器的腳6與M輸出控制信號接點連接，JQ交流接觸器(14)的腳5與N輸出控制信號接點連接；I、過載保護電路(24)由輸入接點Y、輸出接點Z、電位器W5、W6、比較運算放大器HA7組成，輸入接點Y經電阻R128、R129與比較運算放大器HA7的腳3、腳5連接，比較運算放大器HA7的腳7與接地電阻R132和電阻R131連接，電阻R131經電位器W6與電容C33、二極管V51、V52的正極、比較運算放大器HA7的腳12連接，腳14與Z輸出接點、二極管V52、V56的負極、電阻R73連接，腳13與接地電阻R123和電阻R125連接，電阻R125與電源VE連接，腳6經電阻R127與電阻R121和電位器W5連接，電位器W5的兩端與接地電阻R126和電阻R124連接，電阻R124與電源VE連接，腳2與電阻R121、電阻R122、電容C22連接，電阻R122、電容C22的另一端與腳1連接，腳14與二極管V56、電阻R133、接地的過載指示燈H5串聯聯接；J、振蕩器電路(25)由振蕩器HA12、電阻R71、電阻R73、電容C16組成，振蕩器HA12的腳3經電阻R73與輸出接點Z聯接，腳5、腳6、腳11經電容C16與腳1、腳2、腳4聯接，腳1、腳2、腳4經電阻R71與腳8、腳9聯接，腳10、腳12、腳13相互聯接；K、面板電路(27)由交流電壓輸入接點d、e、f、g、K1指示燈、K2指示燈、面板電路繼電器J、輸入接點M、N、輸出信號插座X10、X11、維修開關K1(5)、檢測開關K2(6)組成，g交流電壓輸入接點經常閉觸點10、2、K1指示燈和f交流電壓輸入接點串聯連接，g交流電壓輸入接點經常開觸點10、6、K2指示燈和f交流電壓輸入接點串聯連接，d交流電壓輸入接點經面板電路繼電器J與并聯的維修開關K1(5)、常開觸點5、9和M、N輸入接點連接，再經檢測開關K2(6)與e交流電壓輸入接點串聯連接；輸出信號插座X10的接點2經常閉觸點11、3與其接點3連接，接點2經常開觸點11、7與其接點1連接，輸出信號插座X11的接點2經常閉觸點12、4與其接點3連接，接點2經常開觸點12、8與其接點1連接；L、穩壓電源(28)輸出兩路+12伏VD、+12伏VC和一路-12伏VE，輸出兩路交流電壓d-e和f-g至面板電路(35)。
專利摘要本實用新型涉及一種電動機節電保護器，屬節電保護電路設備技術領域，其目的是設計一種電動機節電保護器，用來解決節電保護中的不具備旁路功能、誤動作頻繁、觀察運行狀況困難的問題；電動機節電保護器由過載指示燈、運行指示燈、維修開關、檢測開關、旁路節能轉換開關、缺相指示燈、主板10、11、可控硅模塊及散熱器12、13、16、交流接觸器和調功、電壓電流取樣、自動均衡控制和電壓電流相位檢測、調功信號合成放大、節電率控制、缺相保護、過載保護、自動轉換、面板、節能旁路控制電路及振蕩器構成。本實用新型用于電動機節電保護，具有節能、過載調整、缺相保護、旁路和觀察運行狀況方便的有益效果和優點。
文檔編號H02H7/08GK2879532SQ200620020508
公開日2007年3月14日 申請日期2006年3月31日 優先權日2006年3月31日
發明者段銀樓, 佟振國 申請人:哈爾濱龍韜科技發展有限公司