[發明專利]帶儲能撞擊裝置的塑殼式機電一體化三相交流電動機保護器

有效

• 申請號: 200710302451.0
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101212133A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 王衛東
• 申請（專利權）人: 王衛東
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08;H02H7/085;H02H7/09;H01H83/00;H01H71/10
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所
• 代理人: 高坤明

1.一種帶儲能撞擊裝置的塑殼式機電一體化三相交流電動機保護器，包括機殼(1)，安裝在機殼(1)上部的A、B、C三相供電上接線(2)、斷路器動觸頭(3)、安裝在機殼(1)中部的斷路器杠桿(5)、斷路器脫扣桿(6)、過流保護元件(7)，安裝在機殼(1)下部的三相向電動機送電的下接線(9)；其特征在于，還包括延時器(20)、失壓脫扣器(30)、儲能撞擊裝置(40)、電流檢測互感器(10)、零序電流互感器(8)；還包括中央處理器(CPU)及相關保護電路、顯示器、報警器、記錄儀；所述的延時器(20)通過上支架(26)和下支架(26-1)安裝在機殼(1)的某相槽中部；所述的斷路器杠桿(5)通過斷路器杠桿接合件(4)，與延時器(20)的活塞桿(28)上的接合件(28-1)為單向接合；所述的失壓脫扣器(30)安裝在延時器(20)下方的機殼(1)上；所述的活塞桿(28)下部安裝的緩沖件(25)，與失壓脫扣器(30)上部的動銜鐵(31)為單向接合；所述的動銜鐵(31)上的撞擊件(33)，與斷路器脫扣桿(6)為單向撞擊接合；所述的儲能撞擊裝置(40)安裝在所述的延時器(20)的一側。

2.根據權利要求1所述的帶儲能撞擊裝置的塑殼式機電一體化三相交流電動機保護器，其特征在于：所述的延時器(20)為氣缸式延時器，它包括氣缸(27)、活塞(22)、密封圈(23)、固定在活塞桿(28)上的接合件(28-1)、壓簧(29)及緩沖件(25)；所述的氣缸(27)上端通過上支架(26)與機殼(1)連接；所述的活塞(22)安裝在氣缸(27)內腔，活塞(22)上制作的溝槽中安裝密封圈(23)；所述的活塞桿(28)滑配合安裝在下支架(26-1)的孔中，下支架(26-1)安裝在機殼(1)上；所述的壓簧(29)安裝在接合件(28-1)與下支架(26-1)之間的活塞桿(28)上；所述的緩沖件(25)固定在活塞桿(28)的下端。

3.根據權利要求1所述的帶儲能撞擊裝置的塑殼式機電一體化三相交流電動機保護器，其特征在于：所述的失壓脫扣器(30)，包括支架(36)、電磁線圈(32)、靜銜鐵(34)、動銜鐵(31)、拉簧(35)；所述的支架(36)，其底板上固定電磁線圈(32)，電磁線圈(32)與靜銜鐵(34)連接；所述的動銜鐵(31)安裝在支架(36)的上端，動銜鐵(31)的一側與撞擊件(33)、鎖鉤(37)連接，另一側通過拉簧(35)與支架(36)的底板連接；所述的撞擊件(33)中心位于延時器(20)上的緩沖件(25)的下方；所述的鎖鉤(33)與儲能撞擊裝置(40)上的鎖鉤(45)連接。

4.根據權利要求1所述的帶儲能撞擊裝置的塑殼式機電一體化三相交流電動機保護器，其特征在于：所述的儲能撞擊裝置(40)為彈簧儲能撞擊器元件，它包括儲能撞擊桿(41)、脫扣撞擊件(42)、壓簧(43)、接合件(44)、鎖鉤(45)；所述的圓柱形儲能撞擊桿(41)滑配合安裝在上支架(26)和下支架(26-1)的孔中；所述的接合件(44)、脫扣撞擊件(42)分別固定在儲能撞擊桿(41)上；所述的壓簧(43)安裝在脫扣撞擊件(42)與下支架(26-1)之間的儲能撞擊桿(41)上；所述的儲能撞擊桿(41)下端制作鎖鉤(45)。

5.根據權利要求1所述的帶儲能撞擊裝置的塑殼式機電一體化三相交流電動機保護器，其特征在于：所述的三只電流檢測互感器(10)安裝在機殼(1)下側，A、B、C三相電源連線分別穿過三只電流檢測互感器。

6.根據權利要求1所述的帶儲能撞擊裝置的塑殼式機電一體化三相交流電動機保護器，其特征在于：所述的零序電流互感器(8)安裝在機殼(1)下側，A、B、C三相電源連線穿過零序電流互感器。

7.一種與帶儲能撞擊裝置的塑殼式機電一體化三相交流電動機保護器相配合的控制電路的電原理、接線及操作程序，其特征在于：

1)接線方式：

上接線(2)的A、B、C接三相交流電源，下接線(9)的A’、B’、C’接三相交流電動機；

2)輔助電源：

控制電路CPU的輔助電源由A相和C相分別通過限流整流取用，B相為輔助電源中性公用接地線，輔助電源為經凈化穩壓的直流電源；

3)合閘送電程序：

先將保護器手柄向下扳動一定距離，完成再扣動作，實現空氣延時器(20)儲能和失壓脫扣的預閉合，再將保護器手柄向上扳動一定距離，斷路器內K1、K2、K3三個動觸頭接通；

4)熱磁保護元件JR2、JR3工作原理：

熱磁保護元件包括雙金屬過熱保護元件和瞬態短路電磁保護元件兩部分；在電源電壓有故障或CPU有故障的情況下，當電動機的工作電流超過本保護器設定的極限值時，電流經過熱磁保護雙金屬加熱元件，雙金屬片受熱而變形，推動斷路器脫扣桿(6)由鎖定位置移動到脫扣解鎖位置，斷路器動觸頭K1、K2、K3自動斷開；當瞬間電流超過本保護器設定值時，此時瞬態短路電磁保護元件將斷路器脫扣桿(6)由鎖定位置迅速推向脫扣解鎖位置，K1、K2、K3自動斷開；

5)保護器配合電動機正常工作的手動設定程序：

在安裝本保護器和電動機后，需按相關說明，根據電動機功率大小，手工撥動本保護器的撥碼開關，使之與對應的電動機功率相對應，再按合閘程序合閘送電；

6)保護器配合電動機工作的自動設定程序及工作原理：

自動設定程序：

a、按清除按鈕，清除CPU原有數椐；

b、將保護器手柄向下扳動一定距離，完成再扣動作；

c、將保護器手柄向上扳動一定距離，其保護器內部K1、K2、K3三個動觸頭自動接通；

d、電動機正常負荷工作兩分鐘后，按記憶紐CPU自動記憶當前的工作電流信號；

7)電動機工作電流輕微連續超載、連續過載保護功能自動設定的原理：

當電動機工作電流超過額定電流1.1倍到1.2倍時(輕微超載)，控制電路不發出停電命令；當超過額定電流的1.3倍并連續過載工作時，控制電路在數秒至數十秒內發出停電命令，切斷電源，同時發光二極管自動報警；其工作原理是：此時的電流經L1’、L2’、L3’送至CPU，CPU根據設定數椐進行判斷，CPU對輕微連續超載不發出停電命令；對于超過1.3倍的電流經CPU判斷后，在一小時內自動向操作繼電器(J)發出停電命令，切斷失壓脫扣器電磁線圈(32)電壓和電流，失壓脫扣器動銜鐵(31)和撞擊件(33)在拉簧(35)作用下，將斷路器脫扣桿(6)由鎖定位置移動到脫扣解鎖位置，K1、K2、K3斷開；

8)嚴重過載、堵轉的設定及工作原理：

當交流電動機出現嚴重過載或堵轉時，被保護電動機的工作電流超過額定電流的1.5～2.5倍時，三相電流經L1’、L2’、L3’送至CPU，CPU判定并自動發出停電命令；

9)缺相保護功能的設定及工作原理：

a、當A、B相缺相時，設定面板上發光二極管熄滅并報警，此時人工不能操作合閘；其原理是：當A、B缺相時，由于失壓脫扣器(30)的電磁線圈(32)通過J接至A’、B’，操作合閘后，A’、B’無電壓，失壓脫扣器(30)不能閉合，其失壓脫扣器動銜鐵撞擊件(33)推動斷路器脫扣桿(6)由鎖定位置至脫扣解鎖位置，斷路器動觸頭(3)不能閉合；

b、當C相缺相時，控制電路設定，人工操作不能使斷路器動觸頭(3)閉合；即使操作本保護器手柄，保護器閉合，也只能維持0.5秒內隨之分斷；其工作原理是：當C相缺相，CPU仍能正常工作，當本保護器合閘后，CPU能檢測到A、B兩相電流成倍驟增的信號，及時發出切斷電源命令；

c、當K1、K2、K3接觸不良，或A’、B’、C’和電動機三根饋線接觸不良時，CPU都能檢測到此種異常信號，發出切斷電源命令；

10)漏電保護功能工作原理：

本保護器能保護A’、B’、C’所產生的漏電流，其原理是：零序電流互感線圈L7能自動檢測到A’、B’、C’因三相電動機電源饋線破損、電動機絕緣老化或受季節變化、潮濕而引起漏電流，即IA+IB+IC≠0，傳輸給CPU一個漏電信號，經CPU判定發出停電命令；

11)欠壓保護的工作原理：

當系統電壓接點接觸不良引起欠壓，或因供電線路不合理引起欠壓，當這些電壓滿足不了失壓脫扣器(30)工作電壓時，CPU發出指令，失壓脫扣器(30)釋放，斷路器脫扣桿(6)被推至脫扣解鎖位置，K1、K2、K3斷開；

12)RA、RB、RC、RVA、RVB、RVC的功能：

R為限流元件，RV為電壓吸收元件，能有效吸收本保護器斷開后，因電動機的慣性運轉產生的感應電動勢，防止電動機和本保護器在停電后因該電動勢對控制電路的損壞。