三相电机缺相保护器.pdf

一种三相电机缺相保护器，属于三相交流电机安全保护领域。它由电容降压整流滤波稳压电路、继电器控制输出电路、三相交流电整流滤波取样电路、三相直流电压比较输出控制电路四部分组成。电容降压整流滤波稳压电路由电阻，电容、二极管、三极管、稳压二极管串并联而成；继电器控制输出电路由继电器，三极管、可控硅、光耦、二极管、电阻串并联而成；三相直流电压比较输出控制电路由二极管、电阻、电容、稳压二极管、光耦串并联而成；三相交流电整流滤波取样电路由电阻，电容、二极管串并联而成。本发明的三相电机缺相保护器体积小，重量轻，继电器的供电电压稳定，保护可靠。

1、  一种三相电机缺相保护器，由电容降压整流滤波稳压电路、继电器控制输出电路、三相交流电整流滤波取样电路、三相直流电压比较输出控制电路四部分组成，其特征在于：
所述电容降压整流滤波稳压电路由电阻R10、R11，电容C4、C5、C6，二极管D10、D11、D12、D13，三极管Q1，稳压二极管D14串并联而成，该电容降压整流滤波稳压电路与三相电源连接侧设计有一降压电路，三相电源的任一相连接于该降压电路的一端，三相电源的另一任一相则与整流滤波稳压电路连接，在电容降压整流滤波稳压电路中三极管Q1的发射极与继电器J连接，集电极与整流滤波电路连接，基极则与稳压二极管D14连接；
所述继电器控制输出电路由继电器J，三极管Q2，可控硅Q3，光耦IC，二极管D15，电阻R12、R13、R14串并联而成，其电阻R12、R13是三极管Q2的基极偏置电阻，三极管Q2是继电器J的控制三极管，它的集电极与继电器J连接，发射极则连接于电容降压整流滤波稳压电路，可控硅Q3接于电阻R11和电阻R12的中点与负极之间，受光耦IC的控制；
所述三相直流电压比较输出控制电路由二极管D4、D5、D6、D7、D8、D9，电阻R15、R16，电容C7，稳压二极管D16，光耦IC串并联而成。

2、  根据权利要求1所述的三相电机缺相保护器，其特征在于：所述降压电路由电阻R10、电容C4并联而成。

3、  根据权利要求1所述的三相电机缺相保护器，其特征在于：所述继电器控制输出电路中二极管D15为阻尼二极管，串接于三极管Q1的发射极与三极管Q2的集电极之间。

4、  根据权利要求1所述的三相电机缺相保护器，其特征在于：电阻R14为光耦IC的限流供电电阻。

三相电机缺相保护器
技术领域
本发明属于三相交流电机安全保护领域，特别涉及一种三相电机缺相保护器。
背景技术
三相电机正常运转期间，它的定子、转子线圈的组合就近似一个带有转动部分的感应变压器。当C相缺相时，Lc会在La和Lb的感应作用下产生一个感应电压。经实验测得此感应电压等于原电压的83％左右，这个感应电压会通过主接触器后继续向主接触器线圈供电。因此，缺相后的感应电压仍能使主接触器继续吸合工作，使得电机在缺相故障下继续运转，造成电机线圈过热，从而烧毁电机。为了避免在电源发生缺相故障时电机被损坏，本发明人曾与2008年_月日提交了一项“三相电机缺相保护器”专利(专利号200820076822.8)，该专利虽然解决了三相电机在缺相故障下的保护问题，但该装置尚存在体积、重量较大，控制继电器供电电压的稳定性不足之缺陷。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述现有技术之缺陷，提供一种体积小、重量轻、稳定性、灵敏性较高的三相电机缺相保护器。
本发明的目的是这样实现的：一种三相电机缺相保护器，由电容降压整流滤波稳压电路、继电器控制输出电路、三相交流电整流滤波取样电路、三相直流电压比较输出控制电路四部分组成。其特征在于电容降压整流滤波稳压电路由电阻、电容、二极管、三极管、稳压二极管串并联组成。该电容降压整流滤波稳压电路与三相电源连接侧设计有一降压电路，三相电源的任一相连接于该降压电路的一端，三相电源的另一任一相则与整流滤波稳压电路连接。在电容降压整流滤波稳压电路中三极管的发射极与继电器连接，集电极与整流滤波电路连接，基极则与稳压二极管连接。三相交流电源通过电阻、电容降压，经二极管整流，电容滤波形成一个直流电压，再经电阻、稳压二极管、三极管稳压，电容滤波后得到一个稳定的直流电压，供继电器控制输出电路使用。
所述继电器控制输出电路由继电器、三极管、可控硅、光耦、二极管和电阻串并联组成。
所述三相直流电压比较输出控制电路由二极管、电阻、电容、稳压二极管和光耦串并联组成。
所述三相交流电整流滤波取样电路由电阻、电容、二极管串并联组成。
本发明的三相电机缺相保护器对现有技术加以改进，省略了电源变压器，使得成品体积变小，重量变轻。增加了稳压电路和光耦，使得控制继电器的供电电压更加稳定，保护更加可靠。
附图说明
图1是本发明三相电机缺相保护器的电路结构图。
图2是本发明与电源及电机的连接示意图。
具体实施方式
图1给出了本发明的最佳实施例。本发明的三相电机缺相保护器，是由电容降压整流滤波稳压电路、继电器控制输出电路、三相交流电整流滤波取样电路和三相直流电压比较输出控制电路四部分组成。
所述电容降压整流滤波稳压电路由电阻R10、R11，电容C4、C5、C6，二极管D10、D11、D12、D13，三极管Q1，稳压二极管D14串并联而成。该电容降压整流滤波稳压电路与三相电源连接侧设计有一降压电路，该降压电路由电阻R10、电容C4并联而成、三相电源的任一相连接于该降压电路的一端。三相电源的另一任一相则与整流滤波稳压电路连接，该整流滤波稳压电路是由二极管D10、D11、D12、D13和电容C5串并联组成。在电容降压整流滤波稳压电路中三极管Q1的发射极与继电器J连接，集电极与整流滤波电路连接，基极则与稳压二极管D14连接。三相交流电源通过电阻R10、电容C4降压，经二极管D10、D11、D12、D13整流，电容C5滤波形成一个直流电压，再经电阻R11，稳压二极管D14，三极管Q1稳压，电容C6滤波后，在电容C6上得到一个稳定的直流电压，供继电器控制输出电路使用。
所述继电器控制输出电路由继电器J，三极管Q2，可控硅Q3，光耦IC，二极管D15，电阻R12、R13、R14串并联而成。其中电阻R12、R13是三极管Q2的基极偏置电阻，三极管Q2是继电器J的控制三极管，它的集电极与继电器J连接，发射极则连接于电容降压整流滤波稳压电路。可控硅Q3接于电阻R11和电阻R12的中点与负极之间，受光耦IC的控制。电阻R14为光耦IC的限流供电电阻。二极管D15为阻尼二极管，串接于三极管Q1的发射极与三极管Q2的集电极之间。
所述三相直流电压比较输出控制电路由二极管D4、D5、D6、D7、D8、D9，电阻R15、R16，电容C7，稳压二极管D16，光耦IC串并联而成。经整流滤波后的三相直流电压通过二极管D4、D5、D6、D7、D8、D9组成的电压比较电路，再经电阻R16在电容C7上形成一个比较电压，该比较电压用以控制稳压二极管D16和光耦IC的截止与导通，电阻R15为电容C7的放电电阻。
所述三相交流电整流滤波取样电路由电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9，电容C1、C2、C3，二极管D1、D2、D3串并联而成。电阻R1、R2、R3为星型接法，分别接于A、B、C三相交流电源，中性点与整流滤波电路相连。二极管D1、D2、D3为整流二极管，电阻R4、R5、R6和电容C1、C2、C3构成滤波电路。电阻R7、R8、R9为电容C1、C2、C3的放电电阻。
本发明三相电机缺相保护器有五个接线端，A、B、C为三相交流电源输入端，K1、K2为开关量控制输出端，K1、K2为常开状态，串接于交流电机二次起、停控制回路中，用以实现保护控制。
图2为本发明三相电机缺相保护器与电源及电机的连接方式。图中DK为总开关，RD1为总保险，RD2为二次保险，ZC为主接触器，RJ为热保护器，M为三相电机，TA为停止按钮，QA为启动按钮，BHQ为本三相电机缺相保护器。
本发明的工作原理如下：正常工作时，三相交流电压经三相交流电整流滤波取样电路后，在电容C1、C2、C3上形成与三相交流电压相对应的三个直流电压，这三个直流电压又经三相直流电压比较输出控制电路在电容C7上形成一个比较电压。由于正常工作时的三相交流电压对称平衡，所以在电容C7上形成的电压为0或者很小，不足以使稳压二极管D16反向导通，所以对继电器控制输出电路没有影响。电容降压整流滤波稳压电路输出继电器控制输出电路的供电电压，继电器控制输出电路的三极管Q2工作于饱和导通状态，继电器J得电吸合，K1、K2闭合，电机正常运转。
当三相电源在电机运行中突然出现缺相时，三相交流相电压失去平衡，此不平衡的三相交流电压经三相交流电整流滤波取样电路后在电容C1、C2、C3上形成的三个直流电压也相对不平衡，又经三相直流电压比较输出控制电路后在电容C7上形成一个较高的比较电压，此电压足以使稳压管D16反向导通，从而使光耦IC内的二极管导通，推动输出端也导通，触发可控硅Q3导通，三极管Q2的基极电压被短路，于是三极管Q2截止，继电器J失去工作电压触点断开。由于K1、K2串接于电机起、停控制电路中，控制电路的电源被切断，接触器主触点及时断开，切断电机电源，使得电机得以保护，避免了因三相交流电源缺相而导致电机被损坏。
本发明所述的三相电机缺相保护器所用继电器只有一个机械触点，克服了因机械触点过多而导致保护系统失灵的缺陷。此外，本发明保护动作时间快，其保护断电动作只与三相交流电的不平衡电位差有关，而与三相交流电的平衡波动无关，因而适用工作电压较宽。在实现缺相保护的同时，还可以实现三相交流电压不平衡保护。