[发明专利]三相电动机过热保护器

说明书

本发明涉及三相电动机的保护装置，特别是一种三相电动机过热保护器。

现有电动机的过热保护，以采用RJ16型调整电流式双金属片热继电器最为流行，它属于电流型间接保护方式，只能适用于长期工作制或间断长期工作制的场合，对于频繁启动，连续正、反转以及需要反接制动的场合，只有局部保护特性而无法可靠保护。另外，规格只能按电流大小区分，而且批量生产中产品稳定性差，使用前要求将电流动作值校准，安装时还需适当调整，给使用者带来不便，常有因使用不当而损坏电机。其性能指标及相应设计参数往往互相制约。例如，低倍过载和极限过载及及时动作与6倍过载一定时限内应不动作的矛盾，断相过载应及时动作与三相正常不均衡应稳定的矛盾等。对零序电压型断相保护的现有产品，断相检测时存在随机性误动作及控制箱内无动力零线场合下的应用难度;还有一种保护装置是在电动机内部各相线包埋设温度开关也很不方便。

本发明的目的就是要解决上述现有技术之不足，提供一种安装及使用方便，对超负荷及断相起可靠保护的电动机保护器。

本发明可由两部分构成，一是安装在电机进线盒内直接监测铁芯温度的自动装置能通用于常用电机上作发热保护，二是安装在电机电源上直接监测三相电压是否正常的断相保护装置，能通用于电压为同一等级的电机上作三相间严重不平衡的保护。本发明的关键在于，在现有的由取样电路、整流电路及控制电路三部分组成的断相保护装置中，其控制电路设计为积分型触发控制电路，具体方案是：整流输出正、负端并接一个顺应电压极性的可控硅SCR，整流输出正极端接一个二极管D与继电路器J的并联回路，整流输出负极端接一个电解电容C和电阻R的并联回路，将上述两个并联回路的出端相连，连接点通过一稳压管DW与可控硅触发极相连。当断相发生时，断相电压由N′经D与J并联回路向电解电容C充电储能，当电容的电压达到触发电路设定值，DW导通，SCR受触发也导通时，电容储能就向继电器线包供电，继电器动作，由其转换触点去实施各种保护功能R为电解C的泄放电阻。本电路的特殊性在于可控硅SCR及电解C的接法和一般常用电路不同。在可控硅触发导通后，继电器的吸合时间完全由电容器的容量及继电器吸合特性相配合决定，断相信号电流由于被可控硅短接而无影响，这种接法的优点在于能在电解电荷基本放完时，SCR在N′电位过零时可靠关断。并且具有继电器触点万一粘合后能反复循环的进行重新触发启动功能，作为产品检测时提供动作时间测量依据。由于电机本身具有短时超负荷能力，一般对1/3负载率以下的电机断相无须保护，而在1/3以上负载率的电机断相运行中，则转速会随负载率的上升而下降，直至堵转时，模拟中性点电压上升为最高。依据堵转时的电机承载能力，确定安全的断相保护动作时间，再依据1/3负载率断相时中性点电压作依据，参照电机允许的相间参数不平衡范围折衷确定积分型触发控制电路的动作值。由于中性点电压为断相点电压的1/3，所以，为了提高动作值分辨率，将模拟中性点N′电压经过倍压整流再接入积分触发控制电路。并且，最好将传统的单一电阻或电容或电感组成模拟中性点取样电路，改进为由R、L、C串联电路采用星形接法构成的实质上是三相电源瞬时平均值取样电路，解决了R型输出电流不足，必须另设电源的缺点;解决了C型输出时需要高耐压这一目前产品价格昂贵的缺点;解决了L型输出元件参数分散性大的缺点。一般应用时采用以容抗为主的RLC串联输出电路。倍压整流部分缺少的输入电容由呈容抗为主的取样电路代替，断相电压经过倍压整流后再经D、J等向C充电。为与上述电路配合使用完成保护目的，采用双金属片结构的温度开关，制成带各级刻度的可调式热继电器J_u，安装于电机接线盒内电机定子铁芯外壳上，直接监测电机定子铁芯温升，实施对电机各种超负荷下各相线包基本均匀发热的过热保护，包括电源谐波和逆序分量引起的电机发热因素，同时又不受环境温度的影响。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1为模拟中性点取样的断相保护方式;

图2为负序电压取样的断相保护方式。