專利名稱：多功能電動機保護器的制作方法
技術領域：
一種多功能電動機保護器，屬于用電子技術對三相異步電動機進行保護的裝置。
目前的三相異步電動機保護裝置，主要是電磁系統構成的繼電保護裝置。也有一些電子技術監控的，如中國專利申請92210070，“智能化電動機監控器”即是一例。這類電子技術保護一般是對電動機的三相電流或電壓進行監控，只能對引起電動機電流或電壓變化的故障進行監控，監控精度不高，造價昂貴。
本實用新型的目的在于設計一種能夠對各種故障進行監控，監控精度高而造價低廉的多功能電動機保護器。
本實用新型是這樣設計的，我們知道當三相異步電動機出現過載卡塞、短路、斷路、轉子斷條等各種故障時，均會引起電動機轉速改變，出現轉差率增高的共性，通過實時測出被保護電機的轉差率，當轉差率出現增大時，表示電機出現故障或者情況異常，控制器作出相應的保護動作，實現對電動機的保護。本實用新型通過對電動機軸的轉速實測，如在軸上裝擋光片利用紅外傳感器輸出脈沖，同時通過電動機電源取得電動機的同步脈沖，比較兩者的轉差率，當轉差率為正常值時，表示電動機工作正常，保護器無動作；當轉差率偏離正常值時，表示電動機工作不正常，保護器發出指令，切斷電源，發出警報。一般需要保護器保護的電機，均為磁力啟動器啟動。本實用新型同時利用這個特點進行設計，在磁力啟動器中選一備用常開接點作為工作指令開關。保護器主要由電源電路、轉差率監控電路、啟動延時電路和執行電路組成。同時考慮到當電機缺相啟動、機械卡死等嚴重故障時能使電動機迅速退出運行，設計了一個嚴重故障保護電路；為防止磁力啟動器跳動的影響，還設計了一個磁力啟動器跳動保護電路。
本實用新型設計的這種保護器，可以對電動機一般可能發生的全部故障進行保護，并可以排除各種干擾，提高監控精度，并選用一般普遍電子元件，造價低。同時這種保護器還設計有一個測試電路，對被保護電機的轉差率進行實測，確定出正常工作時準確的轉差率進行設定，保證保護器處于最佳工作狀態。


圖1是本實用新型的線路原理圖；圖2是本實用新型的邏輯框圖；圖3是一種紅外線電機實際轉數傳感器原理圖；圖4是本實用新型轉差率測量卡原理圖。圖中的1是電源電路；2是轉差率監控電路；3是嚴重故障保護電路；4是磁力啟動器跳動保護電路；5是啟動延時電路；6是執行電路；Q為電動機磁力啟動器常開接點。電源電路(1)主要由高頻濾波電路L、C1、C2、C3、C4，電源變壓整流器E、D1、D2、D3、D4和集成塊IC8、三極管BG3、GB2、二級管D7，復位開關FA1、FA2組成；轉差率監控電路(2)主要由電容C11、C12、C13，電阻R5、R18、R11、R12，傳感器A，二極管D17、D15、D11、D10，集成塊IC1、IC2、IC3、IC4、IC7和三極管BG1、BG5、BG6組成；嚴重故障保護電路(3)主要由BG7、BG8，電阻R32、C15和二極管DW2、D18組成；磁力啟動器跳動保護電路(4)主要由集成塊IC5、二極管D9、D20組成；啟動延時電路(5)主要由集成塊IC6、BG9、BG10、C14組成；執行電路(6)主要由繼電器J、切換開關K、報警器B和三極管BG11、BG12組成；圖1中的LED1是電源指示，LED2是保護器工作指示，LED3是傳感器信號指示，LED4是嚴重故障保護指示，LED5是工作異常保護指示，LED6是磁力啟動器跳動保護指示，LED7是啟動延時指示。
現就附圖對本實用新型作進一步說明，當電動機用磁力啟動器啟動時，電動機磁力啟動器備用接點Q導通，(此時電動機轉差率很大，在啟動后的一小段時間里，必須切除電動機轉差率計數保護)。這時啟動延時電路(5)的IC6、BG9、BG10開始工作，當電動機正常啟動，開始工作后，C14輸出一個復位脈沖，使IC1、IC2、IC3、IC4復位。這時保護器開始工作，轉差率計數保護電路(2)中的BG1從電路(1)的變壓器E的一路上得到同步脈沖，使R5上產生與電源同頻的矩形脈沖即電動機同步轉速脈沖，此信號經D11加到IC3上進行計數分配；當同步轉速脈沖計數到99時(≈100)與門IC7－2因兩個輸入端皆置高電平而翻轉，輸出高電平，此高電平經BG4放大，使與門IC7－42腳、IC7－35腳皆置高電平，此高電平經D10加到同步計數的IC3輸入端，使其長期處于高電平，而停止對D11過來的信號進行計數，此時如果電動機實際轉速脈沖計數尚已越過轉差率整定值(可予置，也可以實測設定)，則表示電動機工作正常。如果電動機出現異常或故障，IC1計數達到整定值(圖1所示為96)，則會驅動與門IC7－1翻轉輸出高電平，IC7－36腳也變為高電平，IC7－3翻轉，經D17點燃發光二極管LED5、驅動繼電器J(J串接在磁力啟動器啟動回路中)停止向電動機供電，同時驅動警報器B報警。跳閘信號經D19閉鎖IC1、IC2計數，保持IC7－1、IC7－2翻轉，由D7閉鎖晶體管電源開關，以保持磁力啟動器故障跳閘后本裝置的供電，以上保持狀態可由復位開關FA1、FA2在故障排除后復位。如果電機實際轉速脈沖計數已越過轉差率整定值，與門IC7－4輸出的高電平經BG5、BG6使IC1、IC2、IC3、IC4復位，IC7－2、IC7－4返回，電路重新計數。如果D15輸來的實際轉速脈沖周期過大，使IC19腳輸出脈沖間隔大于2秒，嚴重故障保護電路(3)的電容C15因不能及時放電而擊穿DW2，使BG8導通，點燃發光二極管LED4，同時驅動繼電器J停止對電動機的供電，使警報器B報警。這就能在電機缺相啟動、機械卡死等嚴重故障發生時，及時將電動機退出運行。在裝置剛開始投入工作時，C11、R18、C12、R11、C13、R12等微分電路會對所有IC清零。當保護器安裝好后，將切換開關K置“測量”位，在測量插口插上測量卡，就可以很方便地測出被保護電機正常運轉時的轉差率保護定值，這一功能是將同步轉速脈沖99號(IC7－2)改為閉鎖實際脈沖(D19)而實現的。當磁力啟動器發生跳動時，Q點會連續不斷地輸出通斷信號，使IC5翻轉，輸出高電平，點燃LED6，啟動繼電J斷電動機電源，發出警報。
作為實施例，IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、IC6可選用CD4017，IC7可選用CD4081，D1、D2、D3、D4、D5選用2CP，其他二極管D6－D20可選用2CK。
權利要求一種多功能電動機保護器，由電源電路(1)、轉差率監控電路(2)、嚴重故障保護電路(3)，磁力啟動器跳動保護電路(4)、啟動延時電路(5)、執行電路(6)和電動機磁力啟動器常開接點(Q)組成，其特點在于電源電路(1)主要由電感L、電容C1、C2、C3、C4，變壓器E，二極管D1、D2、D3、D4、D7，集成塊IC8，三極管BG2、BG3，復位開關FA1、FA2組成；轉差率監控電路(2)主要由傳感器A、電容C11、C12、C13，電阻R5、R18、R11、R12，二極管D17、D15、D11、D10，集成塊IC1、IC2、IC3、IC4、IC7，三極管BG1、BG5、BG6組成；嚴重故障保護電路(3)主要由三極管BG7、BG8，電阻R32，電容C15、二極管DW2、D18組成；磁力啟動器跳動保護電路(4)主要由集成塊IC5、二極管D9、D20組成；啟動延時電路(5)主要由集成塊IC6、三極管BG9、BG10、電容C14組成；執行電路(6)主要由繼電器J、切換開關K、報警器B、三極管GB11、GB12組成。
專利摘要一種利用電子技術的多功能電動機保護器。利用電動機各種故障均會引起轉差率增大的特點，通過實測電動機轉速，比較轉差率，實現對電動機的保護。保護器主要由電源電路(L、E、IC8、BG3)、轉差率監控電路(A、D15、D11、IC1—IC4、IC7)、延時啟動電路(IC6、BG9、BG10)、嚴重故障保護電路(BG7、BG8、R32、C15)、磁力啟動器跳動保護電路(IC5)和執行電路(BG12、J、B)組成。本保護器精度高、造價低、使用方便。
文檔編號H02H7/08GK2198699SQ93210438
公開日1995年5月24日 申請日期1993年4月16日 優先權日1993年4月16日
發明者張劍濤 申請人:張劍濤