[发明专利]三相供、用电保护控制专用电路

说明书

本发明属于半导体控制电路，适于制成厚膜电路，尤其是制成专用集成电路。其应用产品用于三相供、用电设备的控制与保护，如三相功能开关、三相异步电动机保护器等。

目前还没有见到三相供用电保护控制的专用电路。虽有电动机保护器的专用模块，但考察其性能，仍有不尽人意的地方，如外围元件多、制造产品调试麻烦，有些功能不完善、易发生故障等缺点。

本发明的目的在于设计一种功能齐全、完善、实用的专用电路，并制成专用集成电路，使之以此为核心制做的应用产品适应多种故障可能对三相供、用电设备保护控制的要求。

为充分说明此专用电路，有必要先介绍各种故障可能及对保护控制产品的技术要求。因为三相电动机占总耗电量70％以上，这里以电动机故障与保护为核心予以说明。

主要故障可能：

1、发电机、电动机绕组过热；2、三相电流不平衡以及断相；3、负载过电流；4、负载短路。

控制与保护器应具备的功能：

1、过热保护、三相电流不平衡以及断相保护、过电流保护、短路保护以及各自故障显示；2、模拟故障自检功能，以便随时知道保护器是否处于完好工作状态；3、启动电流、额定工作电流、空载电流分别控制保护功能；4、反(定)时限保护选择功能；5、手动与自动复位选择功能；6、各种故障独立监视、控制功能，以避免互相牵扯造成拒动和误动；7、采用电流取样；8、使用执行继电器常闭点。

附图一是本发明的逻辑功能图，将附图二取代附图一中E部分，即为本发明应用通用元件组成的专用电路实施例。附图三为参考应用电路图。

本发明由五部分组成：即图一中的A、B、C、D、E部分。其中A部分由比较器b₁、b₂组成，用于绕组过热保护，B部分由比较器b₃、b₄、b₅组成，用于启动与运转的过电流保护，C部分由比较器b₆、b₇、b₈组成，用于三相电流不平衡与断相保护，D部分由比较器b₉组成，用于负载短路保护，E部分由四或门输入反相图腾柱输出电路组成，为执行驱动电路。

下面分别介绍各部分原理与功能：

A部分，电机绕组不热时，Rt阻值很大，⑨脚低电位，⑩脚高电位，DEL2不亮，Q₇导通，(11)脚低电位，⑧脚低电位；

电机绕组过热，Rt阻值变小，⑨脚电位上升到b1阈值时，⑩脚变为低电位，DEL2亮，Q₇截止，R₇对C₄充电，(11)脚电位上升到b2阈值时，⑧脚为高电位。

B部分，b₃为启动时间控制电路，启动时③为低电位，④也为低电位，DEL2亮，待③到高电位时，④亦为高电位，DEL2灭，表示启动时间已过。④脚也同时为启动电流控制端，在④脚为低电位时，R₁₃与D₈串联后与R₁₆并联，这样图三中b点电位很高时才能使IC⑤脚到达b₄比较电压阈值，待④脚为高电位时，由于R₁₃，D₈不与R₁₆并联，b点电位较低就能使IC⑤脚到达b₄比较电压阈值，这个b点较高电压与较低电压比即为启动电流与额定电流比。⑤脚为电流监视输入端，⑤脚低电位时，⑥脚高电位，DEL4不亮，⑦脚、⑧脚低电位；⑤脚高电位时，⑥脚低电位，DEL4亮，表b示过电流，此时，⑦、⑧脚高电位。

C部分，(12)与(13)脚分别接图三中a、b点，CT_1-3与D_1-6组成三相桥式整流电路，在三相主回路基本平衡时，a点为纹波很小的脉动直流，b点因有C₁存在，为平滑直流，当三相主回路不平衡较严重对，a点为纹波很大的脉动直流，b点仍为平滑直流，这样，在三相平衡对设定(12)脚电位高于(13)脚电位，高出比值按要求设定，一旦a点纹波大于原设定比值，即(12)脚电位按50周频率低于(13)脚电位，则(14)脚电位亦按50周频率变为低电位和R₂对C₃充电、放电状态，此时DEL1亮，(14)脚为低电位，(15)脚上R₁对C₂充电，超过b₈阈值，⑧脚变为高电位。