專利名稱：電子程控式交流電動(dòng)機(jī)節(jié)電保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)節(jié)電與保護(hù)的自動(dòng)控制，特別是一種電子程序控制裝置。
交流電動(dòng)機(jī)是工礦企業(yè)中最廣，耗電最多的設(shè)備，人們對(duì)電動(dòng)機(jī)的節(jié)電運(yùn)行和采用保護(hù)措施方面已做了大量工作，基本上都是在為克服“大馬拉小車”做研究工作，達(dá)到節(jié)電的目的，目前的電機(jī)節(jié)電器和保護(hù)器品種繁多，但它們往往功能不全，在技術(shù)方案上較多的忽視了電壓波動(dòng)對(duì)電機(jī)效率故功率因素的影響，保護(hù)器與節(jié)電器是截然分開設(shè)計(jì)，或者是節(jié)電效果不理想，如中國(guó)專利公開的申請(qǐng)?zhí)枮?2212564。3電機(jī)節(jié)電保護(hù)器，它雖把保護(hù)器和節(jié)電器綜合為一體，但其節(jié)電效果并不理想，它的節(jié)電措施只是用Y／△轉(zhuǎn)換的一種單一方式，不能隨電機(jī)負(fù)載變化，在大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種能控制電機(jī)軟啟動(dòng)，在運(yùn)行中自動(dòng)對(duì)電機(jī)限流調(diào)壓并具有保護(hù)功能的電子程控式交流電動(dòng)機(jī)節(jié)電保護(hù)器。
本實(shí)用新型是用如下方式完成的電子程控式交流電動(dòng)機(jī)節(jié)電保護(hù)器包括有電源、電壓檢測(cè)電路(2)，負(fù)載電流檢測(cè)電路(1)、電機(jī)保護(hù)控制電路(4)。電機(jī)軟啟動(dòng)控制電路(7)由電阻R、電容C組成的延時(shí)電路控制雙穩(wěn)觸發(fā)器IC2翻轉(zhuǎn)，輸出單刀雙擲開關(guān)使電容C充電的斜升直線段電壓信號(hào)經(jīng)開關(guān)SW2輸出，用該輸出信號(hào)經(jīng)電機(jī)運(yùn)行節(jié)電控制電路(6)的跟隨器IC1－4和光耦隔離放大電路后，控制電機(jī)調(diào)壓執(zhí)行電路(8)的雙向可控硅KS，調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行電壓；電機(jī)運(yùn)行節(jié)電控制電路(6)經(jīng)模擬開關(guān)SW1接受電機(jī)電流信號(hào)檢測(cè)電路(1)的輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)跟蹤電機(jī)負(fù)載電流變化，而控制電機(jī)調(diào)壓執(zhí)行電路(8)，模擬開關(guān)SW1受控于雙穩(wěn)觸發(fā)器IC2經(jīng)反相器I的輸出信號(hào)，Y／△轉(zhuǎn)換控制電路(5)接受電流信號(hào)檢測(cè)電路(1)的輸出信號(hào)經(jīng)比較器及延時(shí)后，控制繼電器J1的動(dòng)作，用其接點(diǎn)控制電機(jī)保護(hù)控制電路(4)，實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)運(yùn)行的Y／△轉(zhuǎn)換，過壓、欠壓保護(hù)控制電路(3)接受電源電壓檢測(cè)電路(2)的電壓信號(hào)，由兩個(gè)電阻串聯(lián)分壓電路上的電位器W4W5中心抽頭分別反映過壓、欠壓信號(hào)，經(jīng)比較器后，控制繼電器J2的動(dòng)作，用其接點(diǎn)控制電機(jī)保護(hù)控制電路(4)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)過壓、欠壓的保護(hù)。過壓、欠壓保護(hù)控制電路(3)中繼電器J2的常開接點(diǎn)J2－3并接在電機(jī)軟啟動(dòng)控制回路(7)中的斜率發(fā)生電容C的兩端，常開接點(diǎn)J2－1并接在T／△轉(zhuǎn)換控制電路(5)中比較器輸出端的旁路電容C的兩端，為電機(jī)重啟動(dòng)作準(zhǔn)備。過壓、欠壓保護(hù)控制電路(3)中的繼電器J2是由三極管BG2推動(dòng)的，在三極管BG2的基極并接有旁路電容C8起延時(shí)作用。
本實(shí)用新型在交流電動(dòng)機(jī)空、輕載運(yùn)行時(shí)能跟蹤負(fù)載大小的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)繞組上的工作電壓，當(dāng)電機(jī)接近滿載時(shí)，將電機(jī)繞組自動(dòng)由星星接法切換成三角形接法，以提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩－帶負(fù)載能力。在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，在預(yù)定時(shí)間里控制電機(jī)繞組電壓以線性斜升至全電壓實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，使電機(jī)平滑加速至額定轉(zhuǎn)速。從降壓限流啟動(dòng)到跟蹤調(diào)壓運(yùn)行，以及負(fù)載增大時(shí)Y／△轉(zhuǎn)換為全自動(dòng)控制，同時(shí)本實(shí)用新型還具有過壓、欠壓過載、斷相保護(hù)功能。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能全、節(jié)電效果顯著，適用于各類交流電動(dòng)機(jī)的節(jié)電和保護(hù)運(yùn)行。
圖1是本實(shí)用新型電路原理方框圖圖2是本實(shí)用新型電路原理圖
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖1所示，本實(shí)用新型由電機(jī)電流信號(hào)檢測(cè)電路(1)、電壓信號(hào)檢測(cè)電路(2)，過壓、欠壓保護(hù)控制電路(3)，電機(jī)保護(hù)控制電路(4)Y／△轉(zhuǎn)換控制電路(5)，電機(jī)運(yùn)行節(jié)電控制電路(6)、電機(jī)軟啟動(dòng)控制電路(7)、電機(jī)調(diào)壓執(zhí)行電路(8)構(gòu)成。如圖2所示，電機(jī)電流信號(hào)檢測(cè)電路(1)由串接于電機(jī)B相線路中的電流互感器B1輸出經(jīng)二極管D1－D4整流電路后輸入至跟隨器IC1－1和IC1－2，經(jīng)圖2中A點(diǎn)輸出。電壓信號(hào)檢測(cè)電路(2)由接于A、B相的單相電壓互感器B2降壓經(jīng)二極管D11－D14整流電路后輸出直流電壓信號(hào)。電機(jī)過壓、欠壓保護(hù)電路(3)由比較器IC4輸出控制三極管BG2的導(dǎo)通與截止，從而使繼電器J2動(dòng)作與否，IC4采用NE555集成電路，IC4的輸入端2腳接由電阻R16可調(diào)電阻W4電阻R17構(gòu)成的串聯(lián)分壓電路接電壓信號(hào)檢測(cè)電路(2)的輸出直流電壓信號(hào)，在可調(diào)電阻W4上端上接三極管BG6的集電極用可調(diào)電阻W5調(diào)節(jié)分壓給三極管BG6的基極，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻W4使得在電源電壓下限值時(shí)，IC4的2腳電壓降至5腳的1／2，3腳輸出高電平，使三極管BG2導(dǎo)通繼電器J2動(dòng)作，其常閉接點(diǎn)J2－2斷開，電機(jī)保護(hù)控制電路(4)中的接觸器QC線圈斷電，電機(jī)切斷電源，此時(shí)發(fā)光二極管LED2亮。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻W5使得當(dāng)電源電壓超過上限值時(shí)，三極管BG6導(dǎo)通，使IC4的2腳輸入電壓降低，繼電器J2動(dòng)作，接觸器QC切斷電機(jī)電源，電源在正常值時(shí)，IC4的3腳輸出低電平，發(fā)光二極管LED1亮，LED2滅，穩(wěn)壓管DW作為基準(zhǔn)電壓，電阻R12為平衡電阻與繼電器J2線圈阻值相同，電容C8為旁路電容，起延時(shí)作用，能使繼電器J2可靠動(dòng)作，或者是能防止電源電壓瞬時(shí)欠壓、過壓造成保護(hù)誤動(dòng)作電機(jī)軟啟動(dòng)控制電路(7)，在按下電機(jī)控制接觸器QC后，電機(jī)接通電源，由整流三極管D11－D14和穩(wěn)壓電路7812提供直流Ec，直流電流EC經(jīng)電阻R9向電容C6充電，雙穩(wěn)觸發(fā)器IC2的2腳瞬間低電平，使IC2的3腳輸出高電平，控制模擬開關(guān)SW2導(dǎo)通，而經(jīng)反相器I輸出低電平，使模擬開關(guān)SW1截止，同時(shí)電源Ec經(jīng)可調(diào)電阻W3向電容C7充電，電容C7的充電斜升直線段電壓信號(hào)經(jīng)SW2輸出控制電機(jī)運(yùn)行節(jié)電控制電路(6)，該電路(6)由跟隨器IC1－4經(jīng)三極BG6放大，再經(jīng)三個(gè)串接的雙光耦放大管G分三路輸出經(jīng)三極管BG3－BG5放大后，觸發(fā)串接在電機(jī)主回路中的雙向可控硅KS控制其導(dǎo)通角，觸發(fā)電流跟隨電容C7上充電電壓斜升的變化由小逐漸增大，從而使加在電機(jī)繞組上的電壓隨時(shí)間逐漸上升，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，其斜率由可調(diào)電阻W3調(diào)節(jié)，W6調(diào)節(jié)最低啟動(dòng)電壓。當(dāng)IC2的6腳由電容C7提供電壓信號(hào)上升到等于5腳基準(zhǔn)電壓，即電機(jī)達(dá)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，IC2翻轉(zhuǎn)，其3腳輸出由高電平迅速轉(zhuǎn)為低電平，實(shí)現(xiàn)電機(jī)從啟動(dòng)到運(yùn)行的切換。IC2的3腳輸出低電平，使SW2截止，而經(jīng)反相器I輸出高電平，使SW1導(dǎo)通，電流信號(hào)檢測(cè)電路(1)輸出的反映電機(jī)電流變化的電壓信號(hào)經(jīng)模擬開關(guān)SW1輸出控制電機(jī)運(yùn)行節(jié)電控制電路(6)，改變雙向可控硅KS的導(dǎo)通程度，使電機(jī)運(yùn)行電壓跟蹤負(fù)載大小而升降，使電機(jī)保持最佳節(jié)電運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)電機(jī)接近滿載時(shí)，也即電流信號(hào)檢測(cè)電路(1)輸出的A點(diǎn)電壓VA升到一定值時(shí)，Y／△轉(zhuǎn)換控制電路(5)接受VA信號(hào)經(jīng)比較器IC1－3翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，經(jīng)R7、C5延時(shí)，使三極管BG1導(dǎo)通，而繼電器J1吸合，其接點(diǎn)J1使接觸器QCY釋放，而QC△吸合。如圖2所示，電機(jī)繞組則由Y接法改為△接法，提高運(yùn)行電壓
倍，負(fù)載減輕后，則比較器IC1－3輸出低電平，三極管BG1截止，繼電器J1釋放電機(jī)則恢復(fù)Y接法自動(dòng)調(diào)壓運(yùn)行狀態(tài)，達(dá)到電機(jī)調(diào)壓運(yùn)行、節(jié)電。在電容C7和C5上分別并接有繼電器J2的常開接點(diǎn)J2－3和J2－1其作用是在保護(hù)動(dòng)作后，通過接點(diǎn)的閉合，使電容C7和C5的電壓短接放電，保證電機(jī)能迅速重啟動(dòng)，本實(shí)用新型采用光耦隔離管G，二極管D5、D6、D7、D8以及旁路電容C3C7、C9、C11，使得各運(yùn)放控制電路不受執(zhí)行電路中自感電勢(shì)及瞬時(shí)高頻、高壓的干擾，提高其可靠性和穩(wěn)定性。過載保護(hù)利用熱繼器RJ，電源斷相保護(hù)是用接觸器QC的控制電路接A、C相，電源互感器串接于B相來實(shí)現(xiàn)。雙向可控硅KS串接在QCY接點(diǎn)與三相中性點(diǎn)之間。利用電流互感器次級(jí)繞組的多個(gè)抽頭和適當(dāng)調(diào)節(jié)電路中各可調(diào)電阻W1－W4，可使一臺(tái)產(chǎn)品適用于幾種不同功能功率的電機(jī)，提高其使用的靈活性。
權(quán)利要求1.一種電子程控式交流電動(dòng)機(jī)節(jié)電保護(hù)器，它包括電源電壓檢測(cè)電路(2)負(fù)載電流檢測(cè)電路(1)、電機(jī)保護(hù)控制電路(4)，其特征是電機(jī)軟啟動(dòng)控制電路(7)由電阻R電容C組成的延時(shí)電路控制電容C充電的斜升直線段電壓信號(hào)經(jīng)開關(guān)SW2輸出，用該輸出信號(hào)經(jīng)電機(jī)運(yùn)行節(jié)電控制電路(6)的跟隨器IC1-4和光耦隔離放大電路后，控制電機(jī)調(diào)壓執(zhí)行電路(8)的雙向可控硅KS調(diào)節(jié)電機(jī)繞組電壓，電機(jī)啟動(dòng)后，雙穩(wěn)IC2翻轉(zhuǎn)，控制由模擬開關(guān)SW1SW2及反相器I組成的單刀雙擲開關(guān)，實(shí)現(xiàn)由啟動(dòng)到運(yùn)行的轉(zhuǎn)換。電機(jī)節(jié)電運(yùn)行控制電路(6)經(jīng)模擬開關(guān)SW1接受電機(jī)電流信號(hào)檢測(cè)電路(1)的輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)跟蹤電機(jī)負(fù)載電流變化而控制電機(jī)調(diào)壓執(zhí)行電路(8)，Y/Δ轉(zhuǎn)換控制電路(5)接受電流信號(hào)檢測(cè)電路(1)的輸出信號(hào)經(jīng)比較器IC1-3及R7、C5延時(shí)后，控制繼電器J1的動(dòng)作，用其接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)控制電機(jī)運(yùn)行的Y/Δ轉(zhuǎn)換；過壓、欠壓保護(hù)控制電路(3)接受電壓信號(hào)檢測(cè)電路(2)的電壓信號(hào)，由兩個(gè)電阻串聯(lián)分壓電路上的電位器W4、W5的中心抽頭分別反映過壓、欠壓信號(hào)，經(jīng)比較器后控制繼電器J2的動(dòng)作，用其接點(diǎn)J2-2切斷電機(jī)保護(hù)控制電路(4)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)過壓、欠壓保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)電保護(hù)器，其特征在于過壓、欠壓保護(hù)控制電路(3)中繼電器J2的常開接點(diǎn)J2－3并接在電機(jī)軟啟動(dòng)控制電路(7)中的斜率發(fā)生電容C的兩端，常開接點(diǎn)J2－1并接在Y／△轉(zhuǎn)換控制電路(5)中比較器輸出端的旁路電容C的兩端。為電機(jī)重啟動(dòng)作準(zhǔn)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述節(jié)電保護(hù)器，其特征在于過壓、欠壓保護(hù)控制電路(3)中的繼電器J2是由三極管BG2推動(dòng)的，在三極管BG2的基極并接有旁路電容C8起延時(shí)作用。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種交流電機(jī)節(jié)電與保護(hù)的控制裝置，它是由跟蹤電機(jī)負(fù)載大小的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)繞組上電壓以及用模擬信號(hào)控制電機(jī)繞組電壓在預(yù)定時(shí)間里以線性斜升至全電壓，實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)平滑加速到額定轉(zhuǎn)速，在負(fù)載接近滿載時(shí)Y/Δ轉(zhuǎn)換，提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并有過壓久壓保護(hù)以及斷相、過載保護(hù)功能。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、易于制作、成本低、工作穩(wěn)定可靠、節(jié)電效果顯著。
文檔編號(hào)H02H7/09GK2143028SQ9223511
公開日1993年9月29日 申請(qǐng)日期1992年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月20日
發(fā)明者宮強(qiáng) 申請(qǐng)人:宮強(qiáng)