CN210297238U - 一种三相电机的过流保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三相电机的过流保护电路，包括主电路和过流保护电路；所述主电路包括低压断路器、第一常开触点、第一相线、第二相线、第三相线和三相电机，所述第一相线、所述第二相线和所述第三相线分别通过所述压断路器和所述第一常开触点连接在所述三相电机上；所述过流保护电路包括转换开关、控制开关、继电器、第二常开触点、第一电流互感器、第二电流互感器、电位器、第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管，所述转换开关的第一端连接在所述第二相线上。本实用新型一种三相电机的过流保护电路，增强对交流电机通电工作中的过流保护，从而提高交流电机的使用寿命。

Description

一种三相电机的过流保护电路

技术领域

本实用新型涉及过流保护技术领域，特别是涉及一种三相电机的过流保护电路。

背景技术

过电流保护就是当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式。当流过被保护原件中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动，并用时限保证动作的选择性，使断路器跳闸或给出报警信号。过电流保护主要包括短路保护和过载保护两种类型。短路保护的特点是整定电流大、瞬时动作。

交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。由于交流电力***的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机，而且交流电机由于没有换向器因此结构简单，制造方便，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机的优点被广泛应用于各种机械设备的动力部件，交流电机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦，但是交流电机在使用时很容易因为开机时的过电流而烧毁保险丝，需要频繁更换保险丝，从而给使用者带来了不便，并且也会影响交流电机的使用寿命。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型所要解决的问题是提供一种三相电机的过流保护电路，增强对交流电机通电工作中的过流保护，从而提高交流电机的使用寿命。

(二)技术方案

为达到上述目的，本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是提供一种三相电机的过流保护电路，包括主电路和过流保护电路；所述主电路包括低压断路器、第一常开触点、第一相线、第二相线、第三相线和三相电机，所述第一相线、所述第二相线和所述第三相线分别通过所述压断路器和所述第一常开触点连接在所述三相电机上；

所述过流保护电路包括转换开关、控制开关、继电器、第二常开触点、第一电流互感器、第二电流互感器、电位器、第一三极管、第二三极管、第三三极管和第四三极管，所述转换开关的第一端连接在所述第二相线上，所述继电器的常开触头和所述第二常开触点串联后与所述控制开关并联，所述转换开关的第二端通过并联电路和所述第二电流互感器的一次侧连接；

所述第一电流互感器的一次侧串联在所述第三相线上，所述第一电流互感器的二次侧通过所述电位器连接在所述第一三极管的基极和所述第三三极管的基极上，所述第一电流互感器的二次侧和所述电位器的第一端之间连接有用于整流的第一二极管，所述电位器的第二端和所述第一三极管的基极连接，所述电位器的第三端串联有用于分压的第一电阻，所述第一三极管的发射极和所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第二电流互感器的二次侧的第一端通过第四二极管和所述继电器的线圈分别连接在所述第二三极管的集电极和所述第四三极管的集电极上，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的基极和第二二极管的负极连接。

第一电流互感器通过二次侧输出电流，经过第一二极管整流，再通过电位器和第一电阻的分压形成电压信号，形成的电压信号经过第二电阻和第六二极管加到第一三极管的基极，另一个信号经过电位器加到第三三极管的基极；第一三极管、第二三极管和第三三极管组成一个射极耦合双稳态电路，正常状态下，第一三极管处于截止状态，第二三极管和第三三极管处于饱和导通状态，继电器的线圈得电，继电器的常开开关吸合，交流电机正常运作；当三相中的某一项出现断相时，电流必定比正常时增大许多或因交流电机线圈短路、机械卡堵等故障使电流增大，这时第一电流互感器二次侧的电流也必定增大，加到第一三极管的基极电压也增大，促使第一三极管和第三三极管处于饱和导通状态，第二三极管截止，继电器的线圈失电同时继电器的常开开关释放，线圈相继失电，第二常开触点释放，第一常开触点断开，三相不再供电，过流状态下保护了交流电机。

进一步，所述过流保护电路还包括第一电容、第二电容、第三二极管、第五二极管、第六二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第一电容的正极和所述第一二极管的负极连接，所述第一电容的负极接地，所述第二电阻和所述第六二极管串联在所述电位器的第二端和所述第一三极管的基极之间，所述第一三极管的发射极和所述第三三极管的集电极之间连接有所述第三二极管，所述第三电阻和所述第四电阻并联在所述第四二极管的负极和所述第二三极管的基极之间，所述第二电容和所述第五电阻串联在所述第二二极管的负极和所述第四三极管的基极之间，所述第五二极管的负极和所述第四三极管的基极连接，所述第五二极管的正极接地。

进一步，所述第一三极管、所述第二三极管和所述第三三极管组成一个射极耦合双稳态电路。

进一步，还包括熔断器和线圈，所述第二电流互感器通过所述熔断器和所述第一相线连接形成回路，所述线圈连接在并联电路和所述第二电流互感器之间。

进一步，所述第一三极管、所述第二三极管、所述第三三极管和所述第四三极管分别采用NPN型三极管。

进一步，所述第一电容并联在所述电位器的第一端和所述第一电阻之间，用于储存所述第一电流互感器二次侧的电流，所述第二电容并联在所述第二二极管负极和所述第四三极管基极之间，用于储存所述第二电流互感器二次侧的电流。

进一步，所述射极耦合双稳态电路包括两个状态，所述第一电流互感器通过二次侧输出电流，所述电位器和所述第一电阻分压形成电压信号，电压信号输入到所述第一三极管基极，电压信号小于额定电压值时，所述过流保护电路处于所述第一三极管截止，所述第二三极管和所述第三三极管饱和导通状态；电压信号大于额定电压值时，所述过流保护电路处于所述第一三极管和所述第三三极管饱和导通，所述第二三极管截止状态。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有如下优点：本实用新型利用四个三极管和继电器以及多个导通元件组成过流保护电路，第一三极管、第二三极管和第三三极管组成一个射极耦合双稳态电路，正常状态下，第一三极管处于截止状态，第二三极管和第三三极管处于饱和导通状态，继电器的线圈得电，继电器的常开开关吸合，交流电机正常工作，反之，当三相中的某一相断相时，第一电流互感器的二次侧电流增大，此时，第一三极管和第三三极管处于饱和导通状态，第二三极管截止，继电器线圈失点释放继电器常开开关，交流电机停止工作，有效的对过流时的交流电机进行保护，提高了交流电机的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一种三相电机的过流保护电路的电路图；

图中各个附图标记的对应的部件名称是：QF为低压断路器、A为第一相线、B为第二相线、C为第三相线、M为三相电机、STP为转换开关、ST为控制开关、K为继电器、KM1为第一常开触点、KM2为线圈、KM3为第二常开触点、T1为第一电流互感器、T2为第二电流互感器、RP为电位器、VT1为第一三极管、VT2为第二三极管、VT3为第三三极管、VT4为第四三极管、C1为第一电容、C2为第二电容、VD1为第一二极管、VD2为第二二极管、VD3为第三二极管、VD4为第四二极管、VD5为第五二极管、VD6为第六二极管、R1为第一电阻、 R2为第二电阻、R3为第三电阻、R4为第四电阻、R5为第五电阻、FU 为熔断器。

具体实施方式

本实施例：

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，一种三相电机的过流保护电路，包括主电路和过流保护电路；主电路包括低压断路器QF、第一常开触点KM1、第一相线A、第二相线B、第三相线C和三相电机M，第一相线A、第二相线B和第三相线C分别通过压断路器QF和第一常开触点KM1连接在三相电机M上；过流保护电路包括转换开关STP、控制开关ST、继电器K、第二常开触点KM3、第一电流互感器T1、第二电流互感器T2、电位器RP、第一三极管VT1、第二三极管VT2、第三三极管 VT3和第四三极管VT4，转换开关STP的第一端连接在第二相线B 上，所述继电器K的常开触头和第二常开触点KM3串联后与控制开关ST并联，转换开关STP的第二端通过并联电路和第二电流互感器 T2的一次侧连接；第一电流互感器T1的一次侧串联在第三相线C上，第一电流互感器T1的二次侧通过电位器RP连接在第一三极管VT1 的基极和第三三极管VT3的基极上，第一电流互感器T1的二次侧和电位器RP的第一端之间连接有用于整流的第一二极管VD1，电位器 RP的第二端和第一三极管VT1的基极连接，电位器RP的第三端串联有用于分压的第一电阻R1，第一三极管VT1的发射极和第三三极管VT3的集电极连接，第三三极管VT3的发射极接地，第二电流互感器T2的二次侧的第一端通过第四二极管VD4和继电器K的线圈分别连接在第二三极管VT2的集电极和第四三极管VT4的集电极上，第四三极管VT4的发射极接地，第四三极管VT4的基极和第二二极管VD2的负极连接。

过流保护电路还包括第一电容C1、第二电容C2、第三二极管 VD3、第五二极管VD5、第六二极管VD6、第二电阻R2、第三电阻 R3、第四电阻R4和第五电阻R5，第一电容C1的正极和第一二极管 VD1的负极连接，第一电容C1的负极接地，第二电阻R2和第六二极管VD6串联在电位器RP的第二端和第一三极管VT1的基极之间，第一三极管VT1的发射极和第三三极管VT3的集电极之间连接有第三二极管VD3，第三电阻R3和第四电阻R4并联在第四二极管VD4的负极和第二三极管VT2的基极之间，第二电容C2和第五电阻R5 串联在第二二极管VD2的负极和第四三极管VT4的基极之间，第五二极管VD5的负极和第四三极管VT4的基极连接，第五二极管VD5 的正极接地。第一三极管VT1、第二三极管VT2和第三三极管VT3 组成一个射极耦合双稳态电路。过流保护电路还包括熔断器FU和线圈KM2，第二电流互感器T2通过熔断器FU和第一相线A连接形成回路，线圈KM2连接在并联电路和第二电流互感器T2之间。第一三极管VT1、第二三极管VT2、第三三极管VT3和第四三极管VT4 分别采用NPN型三极管。

第一电容C1并联在所述电位器RP的第一端和第一电阻R1之间，用于储存第一电流互感器T1二次侧的电流，第二电容C2并联在第二二极管VD2负极和第四三极管VT4基极之间，用于储存第二电流互感器T2二次侧的电流。射极耦合双稳态电路包括两个状态，第一电流互感器T1通过二次侧输出电流，电位器RP和第一电阻R1 分压形成电压信号，电压信号输入到第一三极管VT1基极，电压信号小于额定电压值时，过流保护电路处于第一三极管VT1截止，第二三极管VT2和第三三极管VT3饱和导通状态；电压信号大于额定电压值时，过流保护电路处于第一三极管VT1和第三三极管VT3饱和导通，第二三极管VT2截止状态。

参阅图1，按下控制开关ST，第二常开触点KM3吸合，第一常开触点KM1闭合，交流电机M启动运转，可以通过转换开关STP对交流电机M的运转进行控制；第一电流互感器T1通过二次侧输出电流，经过第一二极管VD1整流，再通过电位器RP和第一电阻R1的分压形成电压信号，形成的电压信号经过第二电阻R2和第六二极管VD6加到第一三极管VT1的基极，另一个信号经过电位器RP加到第三三极管VT3 的基极；第一三极管VT1、第二三极管VT2和第三三极管VT3组成一个射极耦合双稳态电路，正常状态下，第一三极管VT1处于截止状态，第二三极管VT2和第三三极管VT3处于饱和导通状态，继电器K的线圈得电，继电器K的常开开关吸合，交流电机M正常运作；当三相中的某一项出现断相时，电流必定比正常时增大许多或因交流电机M线圈短路、机械卡堵等故障使电流增大，这时第一电流互感器T1二次侧的电流也必定增大，加到第一三极管VT1的基极电压也增大，促使第一三极管VT1和第三三极管VT3处于饱和导通状态，第二三极管VT2 截止，继电器K的线圈失电同时继电器K的常开开关释放，线圈KM2 相继失电，第二常开触点KM3释放，第一常开触点KM1断开，三相停止为交流电机M供电，有效的起到保护交流电机M的作用。

射极耦合双稳态电路有两个稳定的状态，用信号的幅度来触发，当经分压之后的电压信号小于交流电机M的额定电压值时，电路处于一个稳定状态；当经分压之后的电压信号大于交流电机M的额定电压值时，电路处于另一个稳定的状态；两种状态变换的速度极快，稳定之后能可靠的触发其他开关电路，实现在过流情况下快速切断继电器开关，切断供电线路，从而保护交流电机M。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有如下优点：本实用新型利用四个三极管和继电器以及多个导通元件组成过流保护电路，第一三极管、第二三极管和第三三极管组成一个射极耦合双稳态电路，正常状态下，第一三极管处于截止状态，第二三极管和第三三极管处于饱和导通状态，继电器的线圈得电，继电器的常开开关吸合，交流电机正常工作，反之，当三相中的某一相断相时，第一电流互感器的二次侧电流增大，此时，第一三极管和第三三极管处于饱和导通状态，第二三极管截止，继电器线圈失点释放继电器常开开关，交流电机停止工作，有效的对过流时的交流电机进行保护，提高了交流电机的使用寿命。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种三相电机的过流保护电路，其特征在于：包括主电路和过流保护电路；

所述主电路包括低压断路器(QF)、第一常开触点(KM1)、第一相线(A)、第二相线(B)、第三相线(C)和三相电机(M)，所述第一相线(A)、所述第二相线(B)和所述第三相线(C)分别通过所述压断路器(QF)和所述第一常开触点(KM1)连接在所述三相电机(M)上；

所述过流保护电路包括转换开关(STP)、控制开关(ST)、继电器(K)、第二常开触点(KM3)、第一电流互感器(T1)、第二电流互感器(T2)、电位器(RP)、第一三极管(VT1)、第二三极管(VT2)、第三三极管(VT3)和第四三极管(VT4)，所述转换开关(STP)的第一端连接在所述第二相线(B)上，所述继电器(K)的常开触头和所述第二常开触点(KM3)串联后与所述控制开关(ST)并联，所述转换开关(STP)的第二端通过并联电路和所述第二电流互感器(T2)的一次侧连接；

所述第一电流互感器(T1)的一次侧串联在所述第三相线(C)上，所述第一电流互感器(T1)的二次侧通过所述电位器(RP)连接在所述第一三极管(VT1)的基极和所述第三三极管(VT3)的基极上，所述第一电流互感器(T1)的二次侧和所述电位器(RP)的第一端之间连接有用于整流的第一二极管(VD1)，所述电位器(RP)的第二端和所述第一三极管(VT1)的基极连接，所述电位器(RP)的第三端串联有用于分压的第一电阻(R1)，所述第一三极管(VT1)的发射极和所述第三三极管(VT3)的集电极连接，所述第三三极管(VT3)的发射极接地，所述第二电流互感器(T2)的二次侧的第一端通过第四二极管(VD4)和所述继电器(K)的线圈分别连接在所述第二三极管(VT2)的集电极和所述第四三极管(VT4)的集电极上，所述第四三极管(VT4)的发射极接地，所述第四三极管(VT4)的基极和第二二极管(VD2)的负极连接。

2.根据权利要求1所述的三相电机的过流保护电路，其特征在于：所述过流保护电路还包括第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三二极管(VD3)、第五二极管(VD5)、第六二极管(VD6)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第五电阻(R5)，所述第一电容(C1)的正极和所述第一二极管(VD1)的负极连接，所述第一电容(C1)的负极接地，所述第二电阻(R2)和所述第六二极管(VD6)串联在所述电位器(RP)的第二端和所述第一三极管(VT1)的基极之间，所述第一三极管(VT1)的发射极和所述第三三极管(VT3)的集电极之间连接有所述第三二极管(VD3)，所述第三电阻(R3)和所述第四电阻(R4)并联在所述第四二极管(VD4)的负极和所述第二三极管(VT2)的基极之间，所述第二电容(C2)和所述第五电阻(R5)串联在所述第二二极管(VD2)的负极和所述第四三极管(VT4)的基极之间，所述第五二极管(VD5)的负极和所述第四三极管(VT4)的基极连接，所述第五二极管(VD5)的正极接地。

3.根据权利要求1所述的三相电机的过流保护电路，其特征在于：所述第一三极管(VT1)、所述第二三极管(VT2)和所述第三三极管(VT3)组成一个射极耦合双稳态电路。

4.根据权利要求1所述的三相电机的过流保护电路，其特征在于：还包括熔断器(FU)和线圈(KM2)，所述第二电流互感器(T2)通过所述熔断器(FU)和所述第一相线(A)连接形成回路，所述线圈(KM2)连接在并联电路和所述第二电流互感器(T2)之间。

5.根据权利要求1所述的三相电机的过流保护电路，其特征在于：所述第一三极管(VT1)、所述第二三极管(VT2)、所述第三三极管(VT3)和所述第四三极管(VT4)分别采用NPN型三极管。

6.根据权利要求2所述的三相电机的过流保护电路，其特征在于：所述第一电容(C1)并联在所述电位器(RP)的第一端和所述第一电阻(R1)之间，用于储存所述第一电流互感器(T1)二次侧的电流，所述第二电容(C2)并联在所述第二二极管(VD2)负极和所述第四三极管(VT4)基极之间，用于储存所述第二电流互感器(T2)二次侧的电流。

7.根据权利要求3所述的三相电机的过流保护电路，其特征在于：所述射极耦合双稳态电路包括两个状态，所述第一电流互感器(T1)通过二次侧输出电流，所述电位器(RP)和所述第一电阻(R1)分压形成电压信号，电压信号输入到所述第一三极管(VT1)基极，电压信号小于额定电压值时，所述过流保护电路处于所述第一三极管(VT1)截止，所述第二三极管(VT2)和所述第三三极管(VT3)饱和导通状态；电压信号大于额定电压值时，所述过流保护电路处于所述第一三极管(VT1)和所述第三三极管(VT3)饱和导通，所述第二三极管(VT2)截止状态。

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