專利名稱：電動機節能過載保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動機保護器。
現有的電動機保護器需外接電源變壓器、用電流互感器檢測電流，線路復雜，體積大，成本高，保護的電動機容量范圍窄，互換性差，不能同時具有過載保護和空載節能的性能。
本實用新型的任務是設計一種同時具有過載保護和空載節能兩種性能的電動機過載、空載保護器。
本實用新型是這樣完成任務的本實用新型由外殼、接線端子及線路板構成，外殼由電位器調整孔，電位測量孔，線路板由電流檢測環節、信號放大、整流環節、濾波延時環節、電流設定環節、電網電壓波動適宜環節、直流供電電源環節及執行繼電器環節構成。
用一根導線檢測電動機工作電流，經整流、放大轉換成半波信號，再經濾波成直流電平信號，將這直流電平信號一路經積分延時處理與設定電流比較，經集成運放輸出比較結果給執行繼電器控制電動機動作。另一路與設定的電流和電平比較經集成運放帶動執行繼電器控制電動機動作。當電動機工作電流處于正常值時，即大于空載設定電流而小于過載設定電流，一路集成運放輸出高電平，另一路也輸出高電平，執行繼電器無吸合電流常閉觸點仍常閉，當工作電流大于過載設定電流時一路集成運放輸出低電平，但繼電器利用電容放電而動作，常閉觸點被打開使接觸器跳閘，實現過載保護。當工作電流小于空載設定電流時，另一路輸出低電平，繼電器同樣瞬時動作，切斷電動機主電路接觸器自鎖回路，使接觸器跳閘，實現空載保護。
附
圖1是本實用新型原理圖。
附圖2是本實用新型安裝接線圖。
附圖3是本實用新型過載保護延時特性圖。
現在結合附圖詳細說明本實用新型本實用新型是由電流檢測環節、信號放大、整流環節、濾波及積分延時環節、電流設定比較環節、執行繼電器環節等構成。
用一根導線R0串接在三相電動機任一相供電線路中，這根導線產生一個微弱交流電信號，從而檢出電動機工作電流，此微弱交流電信號經R1、R2、R3、A1組成的放大、整流環節轉換成幅值高的半波信號，再經R4C1組成的濾波環節轉換成直流電平信號，將這直流電平信號分成兩路，一路經R3C2積分延時處理與設定電流(由W1設定)比較，經集成運放A2輸出比較結果給執行繼電器控制電動機轉或停。另一路與通過W2R6R7設定的電平比較，經集成運放A3A4帶動執行繼電器控制電動機轉或停。當電動機工作電流處于正常值時，即大于空載設定電流而小于過載設定電流，一路集成運放A2輸出高電平，另一路集成運放A3輸出低電平，A4輸出高電平，執行繼電器無吸合電流，常閉觸點不動作，當工作電流大于過載設定電流時，經R5、C2延時后，(附圖3為延時特性曲線)一路集成運放A2輸出低電平，電容C5經A2輸出級對繼電器J快速放電使之動作，從而使接觸器跳閘，實現過載保護。當工作電流小于空載設定電流時，另一路集成運放A3輸出高電平，集成運放A4輸出低電平，繼電器J同樣瞬時動作，帶動電動機主電路跳閘，實現空載保護。需說明的是C3R8均有正反饋作用，可確保A2A3A4狀態的轉換可靠性，從而確保執行繼電器的動作可靠性。
直流供電電路由D1、R9、R10、C4、DW構成，此電路為保護器的工作電源。利用R13、R14分電路對電容C5充電儲能，只有當電動機空載或過載時，A2或A4輸出才導通，電容C5才對繼電器J放電一次，于是常閉觸點被打開，帶動主電路跳閘。
W1、R11、R12、T1構成電網電壓波動適應電路，當電網電壓偏高或偏低時，電動機額定負荷下工作電流將偏低或偏高，本電路可保證電動機工作環境惡劣時對空載的精確檢測而使本保護器正常工作。
附圖2是本實用新型安裝接線圖，按圖接線后設定電流，首先開啟電動機使其滿負荷運轉，測量出1、2兩點間電壓V1，再測量1、3兩點電壓，調節電位器W1直至該電壓≈1.3V1，再測量1、4兩點電壓，調整電位器W2直至該電壓≈0.8V1，這時測量1、5兩點電壓在14～16伏。如不需空載保護，可調整電位器W2使1、4兩端電壓≈0.4V1即可達到。
電流檢測電路直接串接在電動機三相主回路任一相中，當其它兩相電路任一相斷相，或因過載造成電動機工作電流超過設定電流保護值時，電動機的電路跳閘。
本實用新型最佳實施例如下以5.5KW軸流泵用電動機，額定電流11A空載電流7A，允許過載電流14A。檢測主電路電流用一根導線R0＝0.01歐姆串接在三相電動機任一相供電線路中，這根導線產生一個微弱交流電信號，從而檢出電動機工作電流，此微弱交流電信號經R1、R2、R3、A1組成的放大、整流環節轉換成幅值高的半波信號，再經R4C1組成的濾波環節轉換成直流電平信號，將這直流電平信號分成兩路，一路經R3C2積分延時處理與設定電流(由W1設定)比較，經集成運放A2輸出比較結果給執行繼電器控制電動機轉或停。另一路與通過W2R6R7設定的電平比較，經集成運放A3A4帶動執行繼電器控制電動機轉或停。當電動機工作電流處于正常值時，即大于空載設定電流而小于過載設定電流，一路集成運放A2輸出高電平，另一路集成運放A3輸出低電平，A4輸出高電平，執行繼電器無吸合電流，常閉觸點不動作，當工作電流大于過載設定電流時，經R5、C2延時后，(附圖3為延時特性曲線)一路集成運放A2輸出低電平，電容C5經A2輸出級對繼電器J快速放電使之動作，使接觸器跳閘，實現過載保護。當工作電流小于空載設定電流時，另一路集成運放A3輸出高電平，集成運放A4輸出低電平，繼電器J同樣瞬時吸合，帶動電動機主電路跳閘，實現空載保護。集成動放A1A2A3A4采用價格便宜的四集成比較器339系列，該比較器輸出級為集電極開路、發射極接地結構，這樣省略對繼電器推動電路，并且可以起到信號放大同時實現信號的半波整流(如A1)。需說明的是C3R8均有正反饋作用，可確保A2A3A4狀態的轉換可靠性，從而確保執行繼電器動作可靠。
直流供電電路由D1、R9、R10、C4、DW構成，此電路為保護器的工作電流。對執行繼電器J工作電源設計為非吸合狀態，只有當繼電器執行保護動作時才瞬時吸合一次。利用R13、R14分電路對電容C5充電儲能，只有當電動機空載或過載時，A2或A4輸出才導通，電容C5才對繼電器J放電一次，帶動主電路跳閘。
W1、R11、R12、T1構成電網電壓波動適應電路，當電網電壓偏高或偏低時，電動機額定負荷下工作電流將偏低或偏高，本電路可保證電動機工作環境惡劣時對空載的精確檢測而使本保護器正常工作。
電動機正常工作額定電流為11A，經檢測出的信號進入集成運放A2A3負輸入端，V1＝V2＝V3＝0.40伏檢測出的信號，調整W1W2使V2＝1.3V1≈0.52伏，V3＝0.8V1≈0.32伏，此時A2A4輸出均為高電平，繼電器不吸合，無保護動作，當電動機過載時，電流約為14A，經延時后，V2上升為0.58伏，A2輸出低電平，繼電器吸合，使接觸器跳閘，實現空載保護，當電動機空載時，電流約為7A，V3下降為0.26伏，A3輸出高電平，A4輸出低電平，繼電器吸合并使接觸器跳閘，實現電動機空載保護。
本實用新型與現有技術相比有如下優點本實用新型具備過載保護、空載節能功能，并且本實用新型使用方便可靠，保護范圍廣，性能價格比高，設定值可調。本實用新型只需將空載設定電流調整降低，就可靈活地刪除空載保護。
權利要求1.一種電動機節能、過載保護器，其特征在于由外殼、接線端子及線路板構成，外殼設有電位器調整孔，電位測量孔，線路板由電流檢測環節、信號放大、整流環節、濾波延時環節、電流設定環節、電網電壓波動適宜環節、直流供電電源環節及執行繼電器環節構成。
2.根據權利要求1所述的電動機節能、過載保護器，其特征在于電流檢測環節由一根導線構成。
3.根據權利要求1所述的電動機節能、過載保護器，其特征在于信號放大、整流環節由電阻R0R1R2R3及集成功放A1構成。
4.根據權利要求1所述的電動機節能、過載保護器，其特征在于集成運放A2A4輸出端并接實現過載、空載狀態的邏輯“線與”，并直接推動繼電器。
5.根據權利要求1所述的電動機節能、過載保護器，其特征在于利用電容C5充電儲能，對繼電器放電帶動繼電器動作。
6.根據權利要求1所述的電動機節能、過載保護器，其特征在于利用電容C3及電阻R8構成正反饋，保護繼電器動作可靠。
7.根據權利要求1所述的電動機節能、過載保護器，其特征在于電網電壓波動適應環節由三極管T1、電阻R11R12、電位器W2構成。
8.根據權利要求1所述的電動機節能、過載保護器，其特征在于直流供電電源由二極管D1、電容C4、電阻R9、R10、穩壓管DW構成。
專利摘要一種電動機節能、過載保護器，由殼體、接線端子和線路板構成。本保護器不設置供電變壓器，電流檢測環節為一根導線，利用四集成比較器339系列的特殊構造與電阻構成放大、整流環節，應用邏輯電路自動識別過載和空載，本實用新型還設有積分延時環節、電網電壓波動適應環節以及繼電器供電環節，本實用新型使電動機過載保護和空載節能為一體，具有微型、集成、動作穩定可靠，性能價格比高，適應電動機容量范圍廣等特點。
文檔編號H02H7/085GK2115598SQ9221331
公開日1992年9月9日 申請日期1992年3月1日 優先權日1992年3月1日
發明者龔成龍, 謝善州 申請人:龔成龍, 謝善州