專利名稱：電子式電機磁力起動器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機的自動控制及保護裝置，特別是一種電機磁力起動器。
本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為電子式電機磁力起動器包括順次連接的電流采樣電路、檢測觸發電路和開關電路，其特征在于所述的開關電路包括由橋堆QL構成的電源、電阻R9～R12構成的電橋以及可控硅T2、T3；其中，橋堆QL的輸入端一端與電機的其中一相電源端相接，另一端串接控制器的線圈后與電機的另一相電源端相連，橋堆QL的二輸出端即為開關電路的電源，電阻R9～R12分為相串聯的R9、R10與相串聯的R11、R12二路，并聯后接在所述的電源正負端之間，可控硅T2、T3相串聯后也接在電源的正負之間，而且，可控硅T2的觸發極接在電阻R9與R10的共接端，T2陰極和T3陽極的中心連接點與電阻R11、R12的共接點相連；所述的可控硅T3的觸發極可以直接與所述的檢測觸發電路之輸出端相連；所述的開關電路還可以包括有一自鎖回路，包括順次串聯地接在所述電源正負二端的電阻R8、R7和可控硅T1，可控硅T1的觸發極接所述檢測觸發電路之輸出端，其陽極則經穩壓二極管WD2、應用傳感器開關CT后接所述可控硅T3的觸發極；所述的控制器可以是接觸器，也可以是脫扣器；所述的電流采樣電路可采用感應電機工作電流的變流器BL；所述的檢測觸發電路可以是三相式的，也可以是單相式的；
對于三相式，檢測觸發電路可以由采樣回路、過載檢測回路、缺相檢測回路、過載觸發回路以及缺相觸發回路構成采樣回路按三相分為并聯的三路，分別由二極管D(1-3)和電容C(1-3)構成，電流采樣電路之變流器BL(1-3)的一端經二極管D(1-3)、電容C(1-3)后回接其另一端，其中電容C(1-3)的正極即為三路采樣電壓輸出端；過載檢測回路也分為三路，與電流采樣回路相對應，由二極管D2、D4、D6構成一個或門邏輯電路電容C1、C2、C3的正極分別經二極管D2、D4、D6與電容C4的正極相連，C4的負極則與電容C1、C2、C3的負極相連，同時在電容C4的正負極之間還連接有串聯一體的可調電阻W和電阻R5，構成充放電回路；缺相檢測回路也分為三路，分別與三路電流采樣回路相對應，由電阻R(1-3)、三極管Q(1-3)構成一個與門邏輯電路，電阻R(1-3)的一端接電容C(1-3)的正極，另一端接三極管Q(1-3)的基極，Q1的發射極與Q2的集電極相連，Q2的發射極與Q3的集電極相連，Q3的發射機則與電容C1、C2、C3的負極相連；缺相觸發回路由電阻R4、二極管D7構成，電阻R4的一端接電容C4的正極，另一端一路接三極管Q1的集電極，另一路接二極管D7的陽極，D7的陰極即為整個檢測觸發電路的輸出端；過載觸發回路由電阻R6、電容C5和穩壓二極管WD1構成，電阻R6的一端接可調電阻W的中間端，另一端接電容C5的正極，電容C5的負極接電容C3的負極，穩壓二極管WD1的陰極接電容C5的正極，其陽極接二極管D7的陰極，也即整個檢測觸發電路的輸出端。
對于單相式，檢測觸發電路可以由采樣回路、延時回路、過載檢測回路、缺相無電流檢測回路以及缺相過流檢測回路構成采樣回路由二極管D21和電容C21構成，二極管21的陽極接變流器BL的一端，陰極接電容C21的正極，C21的負極接變流器BL的另一端，電容C21的正負極即為采樣回路的輸出；延時回路由相互串聯且接在采樣回路二端的電阻R21和電容C22構成；過載檢測回路由可調電阻W21、電阻R22、穩壓二極管WD22、電阻R26、二極管D22及電容C24構成，可調電阻W21的一端接電容C22的正極，另一端經電阻R22接采樣回路的負極，其中間端則接穩壓二極管WD22的陰極，WD22的陽極則經電阻R26、二極管D22、電容C24后接采樣回路的負極；缺相過流檢測回路由穩壓二極管WD21、電阻R25構成，穩壓二極管WD21的陰極接電容C22的正極，其陽極則經電阻R25接電容C4的正極；缺相無電流檢測回路由三極管Q21及其偏置電阻R23、R24構成，三極管Q21的基極經電阻R23接采樣回路的正極，集電極接穩壓二極管WD21與電阻R5的共接點，發射極則接開關回路的電源正極，電阻R24則接在三極管Q21的發射極與基極之間；上述中的電容C24正極串接一電阻R27后即作為整個檢測觸發電路的輸出端。
與現有技術相比，本實用新型由于采用可控硅作為開關元件，直接應用電網電壓作為工作電源，免去了變壓器，體積大大縮小，成本也因此降低，而且接觸器或脫扣器與控制電路合用一個電源，減少了接線。同時，由于控制電路全部采用純電子元件，因此具有接線方便、動作靈敏、工作可靠的特點，可直接替代已被國家強制淘汰的QC型磁力起動器，廣泛應用于空壓機、潛水泵、冷庫、溫室等場合的電機自動運行及保護。
圖2為本實用新型實施例一的電路原理框圖。
圖3為本實用新型實施例一的電路原理圖。
圖4為本實用新型實施例二的電路原理框圖。
圖5為本實用新型實施例二的電路原理圖。
如

圖1所示，電子式電機磁力起動器包括順次連接的電流采樣電路、檢測觸發電路和開關電路。
實施例一如圖2所示，為一三相檢測控制的實施例，其檢測觸發電路具體由采樣回路、過載檢測回路、缺相檢測回路、過載觸發回路以及缺相觸發回路構成如圖3所示，電流采樣電路分為三路，分別由變流器BL1、BL2、BL3感應各相的電機工作電流；采樣回路按三相分為并聯的三路，分別由二極管D(1-3)和電容C(1-3)構成，電流采樣電路之變流器BL(1-3)的一端經二極管D(1-3)、電容C(1-3)后回接其另一端，其中電容C(1-3)的正極即為三路采樣電壓輸出端；過載檢測回路也分為三路，與三路采樣回路相對應，由二極管D2、D4、D6構成一個或門邏輯電路電容C1、C2、C3的正極分別經二極管D2、D4、D6與電容C4的正極相連，C4的負極則與電容C1、C2、C3的負極相連，同時在電容C4的正負極之間還連接有串聯一體的可調電阻W和電阻R5，構成充放電回路；缺相檢測回路也分為三路，分別與三路電流采樣回路相對應，由電阻R(1-3)、三極管Q(1-3)構成一個與門邏輯電路，電阻R(1-3)的一端接電容C(1-3)的正極，另一端接三極管Q(1-3)的基極，Q1的發射極與Q2的集電極相連，Q2的發射極與Q3的集電極相連，Q3的發射機則與電容C1、C2、C3的負極相連；缺相觸發回路由電阻R4、二極管D7構成，電阻R4的一端接電容C4的正極，另一端一路接三極管Q1的集電極，另一路接二極管D7的陽極，D7的陰極即為整個檢測觸發電路的輸出端；過載觸發回路由電阻R6、電容C5和穩壓二極管WD1構成，電阻R6的一端接可調電阻W的中間端，另一端接電容C5的正極，電容C5的負極接電容C3的負極，穩壓二極管WD1的陰極接電容C5的正極，其陽極接二極管D7的陰極，也即整個檢測觸發電路的輸出端；開關電路包括由橋堆QL構成的電源、電阻R9～R12構成的電橋以及可控硅T2、T3；其中，橋堆QL的輸入端一端與電機的其中一相電源端相接，另一端串接控制器的線圈M后與電機的另一相電源端相連，橋堆QL的二輸出端即為開關電路的電源，電阻R9～R12分為相串聯的R9、R10與相串聯的R11、R12二路，并聯地后接在所述的電源正負端之間，可控硅T2、T3相串聯后也接在電源的正負之間，而且，可控硅T2的觸發極接在電阻R9與R10的共接端，T2陰極和T3陽極的中心連接點與電阻R11、R12的共接點相連；所述的可控硅T3的觸發極④可以直接與檢測觸發電路之輸出端相連，也可以通過自鎖回路與所述的檢測觸發電路之輸出端相連，如圖3所示，自鎖回路包括順次串聯地接在所述電源正負二端的電阻R8、R7和可控硅T1，可控硅T1的觸發極②接所述檢測觸發電路之輸出端，其陽極則經穩壓二極管WD2、應用傳感器開關CT后接所述可控硅T3的觸發極。
上述中QL的作用是既為控制電路提供直流脈動工作電流，又為控制器線圈M提供交流工作電流，通過QL的轉換使二者互不影響；為了達到自動控制的目的，該電路特設置了傳感器接口CT，根據不同的應用場合接上不同的傳感器，就可實現電機的自動啟閉及運行。
現將該電路應用于空壓機的自動啟閉為例，說明它的工作原理如下當三相電源都正常的情況下，開啟電源開關K，380V工作電源通過橋堆QL的二個輸入端，施加于接觸器線圈M和開關電路上。380V交流電壓經過橋堆QL整流后，在其正端輸出脈動直流電，此直流電經過可控硅觸發電阻R7、R8→穩壓管WD2→傳感器接口CT→空壓機壓力開關→可控硅T3的控制極到陰極構成回路，產生觸發電流，使可控硅T3導通。由于可控硅T2的控制極和陰極跨接在由分壓電阻R9、R10和R11、R12組成的電橋兩邊，因為T3的導通，使電橋失衡，形成足夠大的觸發電壓，促使T2也迅速導通，從而使整個開關電路接通，380V交流電壓就直接加到接觸器線圈M上，使接觸器吸合，接通主電路使電機啟動運行。
以上的工作原理是交流電正半周時的工作過程，在交流負半周時，由于橋堆的導向作用，原理和正半周時完全相同。在交流電正負過零時，可控硅T2、T3因無電流而自動關閉，只有等觸發電路有觸發脈沖產生時才能重新導通。因為觸發電路中的穩壓管WD2的閥值很低，因此可控硅導通的時間很早，不會使送到接觸器線圈上的交流電壓產生過大的影響。此時的開關電路只受空壓機的壓力開關控制，當壓力足夠時，壓力開關斷開，切斷了觸發電路，使可控硅T2、T3因無觸發信號而自動關閉，接觸器釋放，空壓機停止工作。隨著氣壓的下降，壓力開關自動接通觸發電路，使整個電路自動進入工作過程。
缺相檢測電路的工作過程是在三相電源正常的情況下，電機工作時的工作電流被變流器BL1-BL3檢測后，在電容C1、C2、C3上產生直流電壓，此電壓分別經過三極管的基極電阻R1、R2、R3使各自的三極管Q1、Q2、Q3導通，與門電路呈“O”狀態，二極管D7無缺相信號輸出。一旦電源故障，不管哪一相發生缺相就會使該相的采樣電路丟失直流電壓，而使相應的三極管因無基極電壓而截止，使與門電路呈“1”狀態，此時由或門電路(二極管D2、D4、D6)引入的采樣直流電壓經過電阻R4、二極管D7輸入到可控硅T1的控制極上，使T1觸發導通，短路了開關電路必需的觸發信號，使開關電路關閉，接觸器釋放，達到了保護電機的目的。
過載保護電路主要是通過檢測由二極管D2、D4、D6組成的或門電路送到電容C4上的三相采樣電壓，經可調電阻W和電阻R5分壓后，由R6向電容C5充電，一旦C5電壓高于穩壓二極管WD1導通電壓，就會有電流經過WD1流入可控硅T1的控制極，使電路自鎖。
圖中的可變電阻W用于整定過載電流值；二極管D8用來釋放電容C5上的殘存電荷，使延時更精確。
此電路中的自鎖功能一旦產生作用后，必須要斷開電源開關K后才能退出自鎖，因此可避免故障時的自動開機現象，確保電機和設備的安全。
實施例二如圖4、圖5所示，為單相檢測控制的實施例，可以用于對使用電壓的平衡度沒有嚴格要求的場合中，其制造成本更低；其檢測觸發電路由采樣回路、延時回路、過載檢測回路、缺相無電流檢測回路以及缺相過流檢測回路構成采樣回路由二極管D21和電容C21構成，二極管21的陽極接變流器BL的一端，陰極接電容C21的正極，C21的負極接變流器BL的另一端，電容C21的正負極即為采樣回路的輸出；
延時回路由相互串聯且接在采樣回路二端的電阻R21和電容C22構成；過載檢測回路由可調電阻W21、電阻R22、穩壓二極管WD22、電阻R26、二極管D22及電容C24構成，可調電阻W21的一端接電容C22的正極，另一端經電阻R22接采樣回路的負極，其中間端則接穩壓二極管WD22的陰極，WD22的陽極則經電阻R26、二極管D22、電容C24后接采樣回路的負極；缺相過流檢測回路由穩壓二極管WD21、電阻R25構成，穩壓二極管WD21的陰極接電容C22的正極，其陽極則經電阻R25接電容C4的正極；缺相無電流檢測回路由三極管Q21及其偏置電阻R23、R24構成，三極管Q21的基極經電阻R3接采樣回路的正極，集電極接穩壓二極管WD21與電阻R5的共接點，發射極則接開關回路的電源正極，電阻R24則接在三極管Q21的發射極與基極之間；上述中的電容C24正極串接一電阻R27后即作為整個檢測觸發電路的輸出端；開關電路與實施例一相同，不贅述。
當電機處于正常工作狀態時，可調電阻W21的中點電位低于穩壓管WD22的擊穿電壓，此時WD22無電流通過，電容C24正極端無信號輸出；同時，由于電容C21電位高于①點電位，三極管Q21因基極呈反偏狀態而截止；一旦電機因負載加重超過額定電流時，可調電阻W21的中點整定電位必定會超過穩壓管WD22的擊穿電壓，就會有電流流過，此電流經延時電阻R26、二極管D22向電容C24充電，當電容C24上的電壓足夠高時，就可觸發可控硅T1使其導通；如果線路有缺相故障發生，必然會有二種采樣結果一是過流，故障電流遠大于工作電流；二是電流為零(缺相發生在檢測相)；當第一種缺相情形發生時，因變流器BL21采集到的電流很大，在電容C22上的電壓會在瞬間提高，超過了穩壓二極管WD21的擊穿值，使WD21有電流通過，經電阻R25向電容C24充電，當電容C24上的電壓足夠高時，就可觸發可控硅T1使其導通。此時，雖然由于電容C22電壓的升高，可調電阻W21中點電位也超過了穩壓管WD21的擊穿值，但由于延時電阻R26的阻值較大，延時時間較長，而電阻R25的阻值較小，因此，向電容C24充電的時間就會很快，能在很短的時間里形成信號電壓，達到了缺相快速保護的目的；當第二種缺相情形發生時，變流器BL21因無采樣電流輸出，濾波電容C21的電壓會在原來正常工作電壓的基礎上迅速降低，當①端電位高于電容C21的電位時，三極管Q21基極因呈正向偏置而導通，此時①端的觸發電壓就會通過三極管Q21→電阻R25→電容C24→地構成充電電路，促使電容C24上快速形成信號電壓，觸發可控硅T1使其導通。
圖中C23為抗干擾電路，避免開機瞬間的誤動作；二極管D22用以阻止缺相信號流入過載檢測電路，使電容C24上的電壓能更快的形成，以縮短保護動作時間。
上述二個實施例的控制線路稍作改接還可應用于手動操作式電機保護裝置中，如將接觸器M換成脫扣線圈TQ，把②端接線改接到④端，此時開關電路不受觸發信號及傳感器的控制，只受缺相或過載等故障信號控制，一旦采樣檢測電路有故障信號送到可控硅T3的控制極，就會觸發開關電路快速導通，脫扣線圈因有電流而吸動脫扣機構，使繼電裝置自動分斷主電路達到保護用電設備的目的。
權利要求1.一種電子式電機磁力起動器，包括順次連接的電流采樣電路、檢測觸發電路和開關電路，其特征在于所述的開關電路包括由橋堆QL構成的電源、電阻R9～R12構成的電橋以及可控硅T2、T3；其中，橋堆QL的輸入端一端與電機的其中一相電源端相接，另一端串接控制器的線圈后與電機的另一相電源端相連，橋堆QL的二輸出端即為開關電路的電源，電阻R9～R12分為相串聯的R9、R10與相串聯的R11、R12二路，并聯后接在所述的電源正負端之間，可控硅T2、T3相串聯后也接在電源的正負之間，而且，可控硅T2的觸發極接在電阻R9與R10的共接端，T2陰極和T3陽極的中心連接點與電阻R11、R12的共接點相連。
2.根據權利要求1所述的電子式電機磁力起動器，其特征在于所述的可控硅T3的觸發極直接與所述的檢測觸發電路之輸出端相連。
3.根據權利要求1所述的電子式電機磁力起動器，其特征在于所述的開關電路還可以包括有一自鎖回路，包括順次串聯地接在所述電源正負二端的電阻R8、R7和可控硅T1，可控硅T1的觸發極接所述檢測觸發電路之輸出端，其陽極則經穩壓二極管WD2、應用傳感器開關CT后接所述可控硅T3的觸發極。
4.根據權利要求1或2或3所述的電子式電機磁力起動器，其特征在于所述的控制器為接觸器或脫扣器。
5.根據權利要求1或2或3所述的電子式電機磁力起動器，其特征在于所述的電流采樣電路采用感應電機工作電流的變流器BL。
6.根據權利要求5所述的電子式電機磁力起動器，其特征在于所述的檢測觸發電路為三相式，由采樣回路、過載檢測回路、缺相檢測回路、過載觸發回路以及缺相觸發回路構成采樣回路按三相分為并聯的三路，分別由二極管D(1-3)和電容C(1-3)構成，電流采樣電路之變流器BL(1-3)的一端經二極管D(1-3)、電容C(1-3)后回接其另一端，其中電容C(1-3)的正極即為三路采樣電壓輸出端；過載檢測回路也分為三路，與三路采樣回路相對應，由二極管D2、D4、D6構成一個或門邏輯電路電容C1、C2、C3的正極分別經二極管D2、D4、D6與電容C4的正極相連，C4的負極則與電容C1、C2、C3的負極相連，同時在電容C4的正負極之間還連接有串聯一體的可調電阻W和電阻R5，構成充放電回路；缺相檢測回路也分為三路，分別與三路電流采樣回路相對應，由電阻R(1-3)、三極管Q(1-3)構成一個與門邏輯電路，電阻R(1-3)的一端接電容C(1-3)的正極，另一端接三極管Q(1-3)的基極，Q1的發射極與Q2的集電極相連，Q2的發射極與Q3的集電極相連，Q3的發射機則與電容C1、C2、C3的負極相連；缺相觸發回路由電阻R4、二極管D7構成，電阻R4的一端接電容C4的正極，另一端一路接三極管Q1的集電極，另一路接二極管D7的陽極，D7的陰極即為整個檢測觸發電路的輸出端；過載觸發回路由電阻R6、電容C5和穩壓二極管WD1構成，電阻R6的一端接可調電阻W的中間端，另一端接電容C5的正極，電容C5的負極接電容C3的負極，穩壓二極管WD1的陰極接電容C5的正極，其陽極接二極管D7的陰極，也即整個檢測觸發電路的輸出端。
7.根據權利要求5所述的電子式電機磁力起動器，其特征在于所述的檢測觸發電路為單相式，由采樣回路、延時回路、過載檢測回路、缺相無電流檢測回路以及缺相過流檢測回路構成采樣回路由二極管D21和電容C21構成，二極管21的陽極接變流器BL的一端，陰極接電容C21的正極，C21的負極接變流器BL的另一端，電容C21的正負極即為采樣回路的輸出；延時回路由相互串聯且接在采樣回路二端的電阻R21和電容C22構成；過載檢測回路由可調電阻W21、電阻R22、穩壓二極管WD22、電阻R26、二極管D22及電容C24構成，可調電阻W21的一端接電容C22的正極，另一端經電阻R22接采樣回路的負極，其中間端則接穩壓二極管WD22的陰極，WD22的陽極則經電阻R26、二極管D22、電容C24后接采樣回路的負極；缺相過流檢測回路由穩壓二極管WD21、電阻R25構成，穩壓二極管WD21的陰極接電容C22的正極，其陽極則經電阻R25接電容C4的正極；缺相無電流檢測回路由三極管Q21及其偏置電阻R23、R24構成，三極管Q21的基極經電阻R23接采樣回路的正極，集電極接穩壓二極管WD21與電阻R5的共接點，發射極則接開關回路的電源正極，電阻R24則接在三極管Q21的發射極與基極之間；上述中的電容C24正極串接一電阻R27后即作為整個檢測觸發電路的輸出端。
專利摘要一種電子式電機磁力起動器，包括順次連接的電流采樣電路、檢測觸發電路和開關電路，其特征在于所述的開關電路包括由橋堆QL構成的電源、電阻R9～R12構成的電橋以及可控硅T2、T3；其中，橋堆QL的輸入端一端與電機的其中一相電源端相接，另一端串接控制器的線圈后與電機的另一相電源端相連，橋堆QL的二輸出端即為開關電路的電源，電阻R9～R12分為相串聯的R9、R10與相串聯的R11、R12二路，并聯后接在所述的電源正負端之間，可控硅T2、T3相串聯后也接在電源的正負之間，而且，可控硅T2的觸發極接在電阻R9與R10的共接端，T2陰極和T3陽極的中心連接點與電阻R11、R12的共接點相連。與現有技術相比，本實用新型直接應用電網電壓作為工作電源，免去了變壓器，體積大大縮小，成本也因此降低，而且具有接線方便、動作靈敏、工作可靠的特點。
文檔編號H02P1/26GK2527032SQ0221519
公開日2002年12月18日 申請日期2002年1月16日 優先權日2002年1月16日
發明者鄔安平 申請人:鄔安平