自保護電動機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明是一種自保護電動機。因為電動機的定子繞組通電后，會使齒內建立齒漏 磁場，齒漏磁場產生的齒漏磁勢，通過耦合線圈轉換成齒漏電勢（以下簡稱電勢）輸出，其 輸出的電勢是"與電源電壓成正比，與電動機負載成反比"，利用電勢的這種特性來實現的 保護裝置，有防御外來入侵故障對電動機傷害的功能，使用這種保護裝置與電動機結合為 一體，構成了自保護電動機。屬電動機技術領域。
【背景技術】
[0002] 電動機是不執行三包的產品，這是被社會所默認，因為電動機的損壞，責任不完全 都是出自其電動機本身。歷史上很少有文獻祥細記載電動機使用壽命的報道，因為電動機 在使用過程中，很難確定其因故障而損壞的時間，因此無法認定電動機使用壽命。目前一臺 合格的電動機，無法做到像其他產品一樣實行三包，原因是質量上乘的電動機也無法抗拒 外來入侵故障傷害，由此可知，電動機損壞不完全取決于電動機的質量，在于電動機本身沒 有防御外來入侵故障傷害的功能。由于電動機本身不能防御外來入侵故障造成的傷害，因 此決定了電動機無法實現產品三包任務的承諾。
[0003] 外來入侵故障對電動機的傷害大致有：1、由電網造成的低電壓和過電壓故障；2、 由電源線路造成的單相起動和單相運行故障；3、由機器造成的過載和堵轉故障，從這些故 障中不難發現電動機的損壞，絕大部分是由這些外來入侵故障所產生。
[0004] 電動機的外來入侵故障歸納起來有低電壓、過電壓、單相起動、單相運行、過載和 堵轉故障，在這些故障中，堵轉是一種最為嚴重的電動機過載故障，且堵轉故障產生比較突 然，很難預測和防范，還有可能從單相故障或低電壓故障轉變為堵轉故障，造成對電動機很 大傷害，到目前為止，尚未發現對堵轉保護有從根本上解決的辦法，所以堵轉保護曾經被認 為是世界難題，目前對堵轉保護唯一的辦法是提高過載保護的靈敏度，盡量減少堵轉故障 給電動機造成傷害，但只能減少而不能杜絕。
[0005] 為了減少這些外來入侵故障對電動機造成的傷害，市場上有多種保護裝置出售， 目前出售的保護裝置的保護方法出自于電流、電壓、溫度，例一：熱繼電器，它是以電動機的 電流通過熱繼電器的發熱元件，以發熱元件熱脹冷縮原理來實現的保護裝置，由于從電流 轉變為熱元件的溫度，要有一定時間過程，需待溫度穩定以后熱元件才能發揮保護作用，因 此有些故障是可以得到保護，有些故障則得不到保護，其效果是介于可以保護與不可以保 護之間。例二：單相保護器，其故障信息來自電源斷相后的電位偏移，它能夠靈敏快速排除 故障，但它只對電源所產生的單相故障有效，保護功能單一。例三：埋設熱敏電阻保護方法， 是利用熱敏電阻的溫度開關特性，用來對電動機過熱進行保護，但要等電動機超過溫異時 才會有效果。由于現有保護裝置的保護功能不夠完善，因此有使用多種保護裝置來保護同 一臺電動機案例，也有采取綜合保護裝置，這顯然提高了保護成本和增加復雜程度。總體分 析，這些保護裝置的保護信息取樣都不是來自電動機本身，只是電動機附加保護裝置，目前 對電動機保護也只能依賴這些附加保護裝置來實現。
[0006] 另有，于1996年7月18日申請，1998年10月21日授權公告的ZL96110554. 2自 保護電動機，是以渦流磁場產生的渦流磁勢通過感應線圈轉換成渦流電勢來實現的保護裝 置，它有很好保護特性，但沒有把過載與堵轉故障信息區分開來，運行信息偏窄，造成可靠 性較差，也未曾提出過電壓和低電壓保護方案，專利審查時只按照保護器來審查，未協及自 保護電動機實質，遺憾的是尚未得到開發應用。
[0007] 由于現有保護裝置的保護功能不夠完善，且保護裝置與電動機分立設置，所以導 致產品無法實行三包的缺陷，因此電動機使用壽命也就無法體現，為了真實體現電動機使 用壽命，是否可以構思一種有防御外來入侵故障功能的電動機，來完成電動機以質量實行 三包承諾。

【發明內容】

[0008] 本發明是一種自保護電動機，它是以齒漏磁場產生的齒漏磁勢，通過耦合線圈轉 換為電勢輸出，其輸出的電勢特性是"與電源電壓成正比，與電動機負載成反比"，由于電勢 是跟隨電源電壓的高低與電動機負載的輕重變化而變化，因此利用電勢的這種特性來實現 的保護裝置，具有過電壓、低電壓、單相起動、單相運行、過載、堵轉保護和報警功能，應用這 種保護裝置與電動機結合為一體，而構成有自保護功能的電動機，這種自保護電動機，能夠 有效地防御外來入侵故障傷害，形成保護與電動機合一，尤其對堵轉故障的保護準確無誤， 從而克服了現有保護裝置的保護功能不夠完善，保護裝置與電動機分立設置，導致產品無 法實行三包的缺陷。
[0009] 解決其技術問題采用的技術方案是：自保護電動機包括自保護電動機主電路、齒 漏磁勢轉換電路、電勢傳輸與電勢轉換電路、電位檢測與電位轉換電路、信息執行電路、故 障報警電路。
[0010] 自保護電動機主電路是將自保護電動機定子的繞組與閘流菅一端連接，閘流菅另 一端與電源開關一端連接，電源開關另一端與三相交流380v電源連接。當自保護電動機定 子的繞組通電后，齒內即建立齒漏磁場而產生齒漏磁勢，齒漏"磁勢"來自于自保護電動機 本身，是外來入侵故障信息的來源。
[0011] 齒漏磁勢轉換電路是將耦合線圈繞在自保護電動機定子二線槽之間的齒上面。當 自保護電動機定子繞組通電后，會使齒內建立齒漏磁場而產生齒漏磁勢，齒漏磁勢由耦合 線圈轉換成電勢，電勢從耦合線圈二端輸出，其輸出電勢是跟隨電源電壓的升高而增大，電 源電壓的降低而減小，跟隨電動機負載的減輕而增大，電動機負載的加重而減小。
[0012] 電勢傳輸與電勢轉換電路是將耦合線圈輸出的一端與分支電路里的過電壓穩壓 管負極和調節電阻一端連接，調節電阻另一端和另一分支路里的門坎穩壓管負極連接，耦 合線圈另一端與負極電源連接。支路中的過電壓穩壓管正極與電阻一端和三極管基極連 接，三極管集電極與電阻的一端連接，電阻的另一端與負導通三極管基極連接，負導通三極 管發射極與電位轉換三極管基極連接；另一分支路中的門坎穩壓管正極與濾波電容正極和 降壓電阻的一端連接，降壓電阻另一端和電阻一端與電位轉換三極管基極連接。當過電壓 的電勢傳輸到過電壓穩壓管負極時，過電壓穩壓管被擊穿，使三極管基極呈高電勢導通，導 通后負導通三極管基極呈低電勢亦導通，使電位轉換三極管基極呈低電勢截止，從而把基 極的低電勢轉換成為過電壓故障高電位從集電極輸出。當電勢經過調節電阻的調節，傳輸 到門坎穩壓管時，若門坎穩壓管未被擊穿而是截止的，則電位轉換三極管基極呈低電勢截 止，從而把基極的低電勢轉換成為故障高電位從集電極輸出；當電勢經過調節電阻的調節， 傳輸到門坎穩壓管時，若門坎穩壓管被擊穿而導通，電勢則經過降壓電阻，使電位轉換三極 管基極呈高電勢導通，從而把基極的高電勢轉換成為運行低電位從集電極輸出。
[0013] 電位檢測與電位轉換電路是將R*c延時電路中的電容正極、電阻一端與電位轉換 三極管集電極、放電二極管正極、信息轉換三極管基極共同連接在一起，信息轉換三極管發 射極與復合三極管基極連接。當電位轉換三極管集電極輸出高電位時，經R?C電路3?7 秒時間的檢測，若信息轉換三極管基極電位達到高電位時導通，則復合三極管集電極把信 息轉換三極管基極的高電位轉換成為低電位故障信息輸出；當電位轉換三極管集電極輸出 低電位時，信息轉換三極管基極呈低電位截止，復合三極管集電極則把信息轉換三極管基 極的低電位轉換成為高電位運行信息從集電極輸出。
[0014] 信息執行電路是將復合三極管集電極與電阻一端連接，電阻另一端與執行三極管 基極連接，執行三極管集電極與光親合器輸入端連接，光親合器輸出端的端子al、a2,bl、 b2，cl、c2對應閘流管觸發極的端子al'、a2'，bl'、b2'，cl'、c2'連接。當復合三極 管集電極輸出的是故障信息時，執行三極管基極呈低電位截止，關斷光耦合器的負極電源， 使閘流管失去觸發信號而截止，自保護電動機便失去電源而停機；當復合三極管集電極輸 出的是運行信息時，執行三極管基極呈高電位導通，供給光耦合器負極電源，使閘流管獲得 觸發信號而導通，自保護電動機獲得三相交流380v電源而正常運行。
[0015] 故障報警電路是將復合三極管集電極與電阻一端連接，電阻另一端與故障電源開 關三極管基極連接，故障電源開關三極管集電極與負極電源連接，發射極與報警電路連接； 報警電路中脈沖回路的電阻、電容正極與電阻一端連接，電阻另一端與單晶體管發射極連 接，單結體管第一基極與電阻一端連接，電阻另一端與三極管基極連接，三極管集電極與喇 叭連接，喇叭另一端連接負極電源。故障報警是與故障停機同步進行，在故障停機的同一時 間，故障電