圖2 電動(dòng)機(jī)過(guò)載保護(hù)反限保護(hù)特性曲線 過(guò)載保護(hù)運(yùn)行閥值的整定點(diǎn)在電動(dòng)機(jī)額定電流的0.95~1.05左右,即運(yùn)行電流在額定電流的1.1倍以下時(shí),,電動(dòng)機(jī)能長(zhǎng)期運(yùn)行不應(yīng)該產(chǎn)生保護(hù)停機(jī)動(dòng)作,;過(guò)載程度繼續(xù)加大時(shí),保護(hù)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)隨過(guò)流程度而縮短,。一般認(rèn)為,,電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為額定電流的4~7倍,保護(hù)動(dòng)作應(yīng)該既能避開正常的起動(dòng)電流,,又能在過(guò)載時(shí),,實(shí)施有效的停機(jī)保護(hù)。比如在4倍額定電流時(shí),,延時(shí)10s產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作,,在7倍額定電流時(shí),延時(shí)2s即應(yīng)產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作,。對(duì)運(yùn)行中的短時(shí)過(guò)載,,有一定的時(shí)間延時(shí)處理,不會(huì)產(chǎn)生誤保護(hù)動(dòng)作,,對(duì)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載,,則能作出有效的反應(yīng)。 2)電動(dòng)機(jī)的短路 短路保護(hù)是過(guò)載保護(hù)的一個(gè)極限情況,。三相交流電動(dòng)機(jī)的短路故障,,有單相接地短路故障、相間短路故障等,,當(dāng)電纜短路時(shí),更直接造成對(duì)三相電源的短路,。電機(jī)內(nèi)部短路大都是電機(jī)絕緣損壞引起的,,表現(xiàn)為線圈匝間短路,、層間短路、相間短路和對(duì)地(電機(jī)外殼,、轉(zhuǎn)子)短路等,。單相對(duì)地短路,一般不會(huì)燒毀電機(jī),,據(jù)外殼接地電阻的不同,,形成大小不同的接地電流;(兩相或三相)相間短路時(shí),,會(huì)形成較大的短路電流,,通常會(huì)使電機(jī)嚴(yán)重?zé)龤А?br>一般,將大于電動(dòng)機(jī)8倍額定電流,,視為短路電流,。對(duì)電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù),要求實(shí)施速斷保護(hù),,時(shí)間常數(shù)越小越好(動(dòng)作越快越好),。 另外,當(dāng)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中因機(jī)械原因出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)時(shí),,其堵轉(zhuǎn)電流有可能達(dá)到額定電流的5~8倍,,在運(yùn)行中出現(xiàn)5倍以上額定電流時(shí),視為電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)故障,,也應(yīng)實(shí)施相應(yīng)的反時(shí)限保護(hù),。 3)電機(jī)機(jī)的斷相 電動(dòng)機(jī)的斷相運(yùn)行,可分為以下幾種情況: a,、供電電源缺相,。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前斷相,會(huì)造成起動(dòng)困難或無(wú)法起動(dòng),,起動(dòng)聲音異常,,無(wú)保護(hù)時(shí)電機(jī)因堵轉(zhuǎn)極易燒毀;在運(yùn)行中斷相,,輕載時(shí)尚能運(yùn)轉(zhuǎn),,但運(yùn)行電流嚴(yán)重不平衡,可能出現(xiàn)過(guò)流運(yùn)行,。重載時(shí)易發(fā)生堵轉(zhuǎn),、嚴(yán)重過(guò)載而損壞。 b,、電動(dòng)機(jī)繞組斷路故障,。供電電源正常,因電動(dòng)機(jī)繞組斷路故障出現(xiàn)斷相運(yùn)行,,運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)力,,電動(dòng)機(jī)振動(dòng)大,,故障現(xiàn)象同a; c,、電動(dòng)機(jī)電纜斷路故障,。故障現(xiàn)象同供電電源缺相。 電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的出現(xiàn),,為完善地實(shí)施電動(dòng)機(jī)的過(guò)載,、短路和斷相保護(hù)提供了可能,一定程度上取代了熱繼電器,,提升了控制功能和保護(hù)效果,。本章內(nèi)容的重點(diǎn)是對(duì)各種電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器電路的原理分析和故障維修指導(dǎo),對(duì)電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器以下簡(jiǎn)稱為電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,。 2,、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器對(duì)故障信號(hào)的采樣方法: 1)對(duì)過(guò)載、短路故障信號(hào)的采樣,。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行中的過(guò)載和短路故障,,體現(xiàn)在流經(jīng)電動(dòng)機(jī)繞組的異常增大的電流值上,一般電動(dòng)機(jī)保護(hù)器電路是采用3只電流互感器采樣運(yùn)行電流信號(hào),,將采樣信號(hào)與電流基準(zhǔn)信號(hào)相比較,,判斷是否處于過(guò)載或短路故障狀態(tài),故障時(shí)輸出停機(jī)信號(hào),。電路采集處理的為模擬電壓信號(hào)——電流互感器輸出的電流信號(hào)經(jīng)負(fù)載電阻轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)電壓,,送入電壓比較器電路,得到故障信號(hào)輸出,。 當(dāng)產(chǎn)生單相對(duì)地短路故障信號(hào)的采樣,,可通過(guò)零序電流互感器取得,原理同漏電保安器,?;虿蓸与姍C(jī)外殼電壓,取得漏電信號(hào),。 2)對(duì)斷相故障信號(hào)的采樣,。如上所述,電動(dòng)機(jī)的斷相故障表現(xiàn)為電源缺相,、電動(dòng)機(jī)電纜斷路,、電動(dòng)機(jī)繞組斷路等不同故障內(nèi)容,若采用對(duì)三相電源電壓進(jìn)行采樣的方法,,僅能對(duì)電源缺相故障進(jìn)行保護(hù),,無(wú)法完成對(duì)后兩種缺相故障的檢測(cè),是不究竟的一個(gè)方法,。根本的方法,,是采用對(duì)三相電流進(jìn)行采樣來(lái)判斷缺相故障的方法,,對(duì)三種缺相故障都能做出準(zhǔn)確反應(yīng),采取相應(yīng)的技術(shù)措施,,還能對(duì)三相電流不平衡作出判斷。 一般對(duì)缺相運(yùn)行的判斷,,不是著眼于電流信號(hào)幅度的大小,,而是著重于三相電流信號(hào)的有無(wú),比較三相電流信號(hào)的有無(wú),,得到斷相故障信號(hào),。因而通常是將電流檢測(cè)信號(hào)處理為數(shù)字信號(hào),經(jīng)邏輯運(yùn)算,,得到斷相故障保護(hù)信號(hào),。 3、電動(dòng)機(jī)的保護(hù)器的典型電路結(jié)構(gòu):
圖3 電動(dòng)機(jī)保護(hù)電路的典型結(jié)構(gòu) 從上圖可以看到,,3只電流互感器LH1~LH3,,將電動(dòng)機(jī)的三相運(yùn)行電流信號(hào)取出,分別送入后級(jí)過(guò)載,、短路信號(hào)采樣處理電路和斷相信號(hào)采樣處理電路,,處理成開關(guān)量信號(hào)再送入信號(hào)輸出電路和故障信號(hào)指示電路,輸出電路的形式也有多種,,一般為繼電器接點(diǎn)信號(hào)輸出,,或晶閘管器件開關(guān)信號(hào)輸出,或晶體管開路集電極信號(hào)輸出等,。 需要說(shuō)明的是:部分電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,,采用微控制器處理電流采樣和電壓采樣信號(hào)(但電流信號(hào)采樣電路的前級(jí)電路同本章所述電路相似),可從操作顯示面板設(shè)置故障動(dòng)作電流值,,并可以監(jiān)看運(yùn)行電流值,、電壓電壓值等,其功能更為強(qiáng)大,,智能化程度更高,,但應(yīng)用面不夠廣泛。另外有的產(chǎn)品,,如變頻器,,軟起動(dòng)器等產(chǎn)品,其過(guò)載,、短路及斷相保護(hù)電路作為控制電路的一個(gè)有機(jī)組成部分,。本章所述電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,系全部采用模擬或數(shù)字電路硬件電路的,,作為一個(gè)獨(dú)立部件被應(yīng)用的保護(hù)裝置(產(chǎn)品),。 本節(jié)內(nèi)容將這兩種型號(hào)的保護(hù)器電路放在一起,,一是因?yàn)槠潆娐方Y(jié)構(gòu)與原理近似,二是多家低壓電器生產(chǎn)廠家生產(chǎn)此類產(chǎn)品,,其它型號(hào)如JD-5,、JDB-80,電路結(jié)構(gòu)也與本文電路相似或相同,,這類保護(hù)器在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)柜的生產(chǎn)和組裝中得到了廣泛的應(yīng)用,。但缺點(diǎn)是該類產(chǎn)品的控制接線稍嫌復(fù)雜。在停機(jī)狀態(tài),,顯示斷相故障,,處于斷相保護(hù)中。輸出控制接點(diǎn)為常閉型觸點(diǎn),,過(guò)載或斷相故障發(fā)生時(shí)動(dòng)作,,觸點(diǎn)開斷,送出停機(jī)信號(hào),。 從各個(gè)工控網(wǎng)站眾多網(wǎng)友的發(fā)帖中,,可以得知,不少人對(duì)這類電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的接線和控制原理不甚了解,,故據(jù)手頭所繪(實(shí)物)電路圖,,對(duì)其電路原理和控制特點(diǎn),做一個(gè)較為深入的分析,,希望能對(duì)大家提供一點(diǎn)有益的參考,。 1、保護(hù)器的控制接線
圖4保護(hù)器的控制接線圖 保護(hù)器控制接線見上圖,,保護(hù)器有4個(gè)控制接線端子,,1、2端子為保護(hù)器電源輸入(同時(shí)也是主電路接觸器線圈的電源控制端),,可據(jù)要求選用380V或220V供電級(jí)別(上圖保護(hù)器采用380V控制電源),,3、4為端子內(nèi)部常閉接點(diǎn),,輸出故障動(dòng)作信號(hào),。上圖的控制接線,JD6保護(hù)器與接觸器線圈是一同得電的(保護(hù)器先于接觸器線圈得電時(shí),,報(bào)斷相故障控制接點(diǎn)動(dòng)作?。?,、4端子內(nèi)部常閉點(diǎn)串接于KM1的自鎖回路,,當(dāng)故障發(fā)生時(shí),KM1的自鎖被“破壞”,接觸器KM1與保護(hù)器JD6一同失電,。保護(hù)器的端子內(nèi)部電路請(qǐng)參見下圖6,、圖7。 2,、時(shí)基電路NE555的電路原理簡(jiǎn)析 以上所述幾個(gè)型號(hào)的電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,,電路的核心器件多采用時(shí)基電路NE555。本節(jié)保護(hù)器電路,,采用NE555,、NE556電路,故分析整機(jī)電路之前,,先將NE555的性能與原理做一個(gè)簡(jiǎn)要介紹。 NE555為原創(chuàng)產(chǎn)品型號(hào),,以后有眾多仿制產(chǎn)品問(wèn)世,,如LM555、μA555,、CA555,、CB555等,統(tǒng)稱為555,,一般為8腳雙列封裝,,都可以代換使用。少數(shù)產(chǎn)品如RV6555DC,、LB8555,、M52051等,采用16腳雙列封裝,,代換時(shí)需予注意引腳功能的不同,。NE555電路芯片應(yīng)用靈活,經(jīng)常用來(lái)組成單穩(wěn)態(tài)電路,、雙穩(wěn)態(tài)電路及無(wú)穩(wěn)態(tài)電路三種電路形式,,在工業(yè)(電子)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用用555芯片構(gòu)成的電路與時(shí)間控制有關(guān),所以又稱為時(shí)間電路或時(shí)基電路,。
圖5 時(shí)基電路NE555等效功能框圖 NE556內(nèi)含又時(shí)基電路,,為雙列14腳封裝,相當(dāng)于集成了兩片NE555電路,。上述555電路內(nèi)部集成電路為雙極型晶體管器件,,適應(yīng)電源電壓范圍5~15V。 而ICM7555,、ICM7556器件,,其電路結(jié)構(gòu)與NE555、NE556相同,但內(nèi)部集成器件為CMOS場(chǎng)效應(yīng)器件,,同類器件型號(hào)有:555CMS,、556CMS、μPD5555,、μPD5556,、LMC555、LMC556,、TLC555,、TLC556和5G7555、5G7556等,,適用電源電壓范圍為2~18V,,器件功率損耗更低,適用供電范圍更寬,。 若供電條件滿足,,一般情況下(不考慮工作電流的差異時(shí)),雙極型器件和CMOS器件的555,、556也可以互換,。 上圖5為555時(shí)基電路的等效功能框圖,555器件是模擬電路和數(shù)字電路的“混成”電路,,內(nèi)含兩組比較放大器A1,、A2,兩路與非門電路1,、2,、反相驅(qū)動(dòng)器N1和放電晶體管Q1。A1,、A2比較器的輸出分別作為與非門1,、2的復(fù)位(R)置位(S)信號(hào),以控制由門1,、門2構(gòu)成的R-S觸發(fā)器的狀態(tài),。R-S觸發(fā)器的輸出,直接控制放電晶體管T1的通斷,,又經(jīng)反相驅(qū)動(dòng)器,,提供信號(hào)輸出。 555電路芯片和各腳功能:8腳,、1腳為供電腳,;4腳為主復(fù)位控制端,又稱為優(yōu)先復(fù)位端,,當(dāng)4腳為強(qiáng)制0電平時(shí),,不管A1,、A2的輸入/輸出狀態(tài)如何,3腳輸出Vo=0,;3腳為輸出端,;5腳為控制端,增加外電路時(shí),,可改變芯片內(nèi)部固定分壓值,,從而改變輸入觸發(fā)信號(hào)和門限信號(hào)的電壓閥值;7腳為放電端,,與3腳輸出狀態(tài)相反,,通常用于對(duì)2、6腳外接電容進(jìn)行放電控制,,完成定時(shí)控制和電路狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,;2腳為觸發(fā)信號(hào)輸入端,6腳為門限電壓輸入端,,兩引腳輸入信號(hào)決定著輸出狀態(tài),。555芯片作為觸發(fā)器來(lái)應(yīng)用時(shí),2腳又稱為置位(S)端(下降沿信號(hào)輸入有效),,6腳又稱為復(fù)位(R)端(上升沿信號(hào)輸入有效)。 555電路芯片的工作原理: A1比較器的同相端和A2比較器的反相端分別為3只5k電阻分壓設(shè)定為2/3Vcc和1/3Vcc,,當(dāng)主復(fù)位控制端4腳為“1”高電平時(shí),,2、6腳輸入的觸發(fā)和門限電壓信號(hào)既可以是數(shù)字信號(hào),,也可以是模擬電壓信號(hào),,而且通過(guò)5腳外加電路的調(diào)整,可以改變2,、6腳輸入信號(hào)的動(dòng)作閥值,。 在5腳空置的情況下,和4腳為高電平時(shí),,電路依據(jù)2,、6腳輸入電壓信號(hào)幅度與1/3Vcc和2/3Vcc閥值電壓的比較,決定輸出狀態(tài),。當(dāng)2腳輸入電壓值<1/3Vcc和6腳輸入電壓值<2/3Vcc時(shí),,電路處于輸出置位狀態(tài),Vo=1,;當(dāng)2腳輸入電壓值>1/3Vcc和6腳輸入電壓值>2/3Vcc時(shí),,電路處于輸出復(fù)位狀態(tài),Vo=0,;當(dāng)2腳輸入電壓值<1/3Vcc和6腳輸入電壓值>2/3Vcc,,為不允許輸入狀態(tài)。 3、HBHQ-0-1電動(dòng)機(jī)斷相過(guò)載保護(hù)器 HBHQ-0-1電動(dòng)機(jī)斷相過(guò)載保護(hù)器整機(jī)電路,,由控制電源,、斷相保護(hù)電路和過(guò)載保護(hù)電路組成。
圖6 HBHQ-0-1電動(dòng)機(jī)斷相過(guò)載保護(hù)器整機(jī)電路 〔電源電路〕由電源變壓器降壓取得交流12V電壓,,經(jīng)簡(jiǎn)單整流濾波,,得到直流控制電壓,LED1用作電源指示,,但實(shí)際標(biāo)注為“運(yùn)行”指示,,這時(shí)因?yàn)榭刂平泳€原因,使保護(hù)器和主回路接觸器一同得到電源,,故障停機(jī)時(shí)一同失掉電源的緣故,。 〔斷相保護(hù)電路〕LH1~LH3電流互感器感應(yīng)電流信號(hào)經(jīng)整流濾波,變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào),,提供Q1~Q3晶體管的基極偏流,,3只晶體管串聯(lián)成一體。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí),,Q1~Q3均處于飽和導(dǎo)通狀態(tài),,Q1的集電極電壓基本上為電源的地電平,二極管D3反偏截止,,U2電路無(wú)高平信號(hào)輸入,,也不產(chǎn)生保護(hù)停機(jī)信號(hào)輸出。 當(dāng)發(fā)生斷相故障時(shí),,如LH1電流互感器因斷相感應(yīng)信號(hào)為零時(shí),,Q2失去偏流由飽和導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗琎1集電極上升為高電平,,二極管D3正向?qū)?,將斷相故障信?hào)輸入U(xiǎn)2觸發(fā)器電路,U2輸出停機(jī)保護(hù)信號(hào),。 〔過(guò)載保護(hù)電路〕U1(NE555)電路與R2,、C2等元件組成了“變形多諧振蕩器(無(wú)穩(wěn)態(tài))電路”,擔(dān)負(fù)著輸出過(guò)載保護(hù)信號(hào)的任務(wù),。保護(hù)器上電瞬間,,因C2電容兩端電壓不能突變的緣故,U1的2,、6腳輸入電壓信號(hào)低于1/3VCC,,電路處于置位狀態(tài),3腳輸出高電平,,“過(guò)載”指示燈無(wú)電流流通而熄滅,,晶體管Q4飽和導(dǎo)通,,二極管D2反偏截止,U2無(wú)高電平過(guò)載保護(hù)信號(hào)輸入,; 正常運(yùn)行情況下,,電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流值在1.1倍額定電流以內(nèi),從電流互感器LH4感應(yīng)的運(yùn)行電流信號(hào)經(jīng)D1,、C1整流濾波后的直流電壓值低于2/3VCC,,U1維持原輸出狀態(tài)不變。半可變電位器RP1作為L(zhǎng)H1的負(fù)載電阻,,起到將感應(yīng)電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)的作用,,同時(shí)RP1用于過(guò)載保護(hù)動(dòng)作閥值的整定——對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)額定電流的大小進(jìn)行整定。此時(shí)放電端7腳內(nèi)部晶體管處于截止(高阻)狀態(tài),,對(duì)外電路沒(méi)有影響,。 過(guò)載情況下(或上電起動(dòng)時(shí)隨著起動(dòng)電流的上升),D1,、C1整流濾波得到的電流信號(hào)電壓上升,,當(dāng)U1的2、6腳所接電容C2充電電壓超過(guò)2/3Vcc時(shí),,電路進(jìn)入復(fù)位狀態(tài),,輸出腳變?yōu)榈仉娖剑^(guò)載指示燈點(diǎn)亮,,晶體管Q4失去基極偏壓而截止,,二極管D2的正端獲得高電平電壓由截止轉(zhuǎn)為正向?qū)ǎ瑢⑦^(guò)載保護(hù)信號(hào)送入U(xiǎn)2停機(jī)信號(hào)輸出電路,。同時(shí)U1的7腳內(nèi)部放電管對(duì)地導(dǎo)通,一方面將經(jīng)過(guò)R1輸入的過(guò)電流信號(hào)短接到地,,一方面經(jīng)R2提供C2的放電通路,。當(dāng)C2上電壓下降為1/3VCC電壓值時(shí),U1輸出狀態(tài)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn),,晶體管Q4又再度導(dǎo)通,,U1向U2的電動(dòng)機(jī)過(guò)載信號(hào)的傳輸通道被暫時(shí)切斷。同時(shí),,U1的7腳內(nèi)部放電管又再度截止,,C2放電結(jié)束。顯然,,當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載的發(fā)生為短時(shí)或瞬時(shí)信號(hào)時(shí),,U1只有一個(gè)短時(shí)的向U2發(fā)送過(guò)載信號(hào)的時(shí)間(取決于R2、C2電路的時(shí)間常數(shù)),,當(dāng)運(yùn)行中過(guò)載時(shí)間變長(zhǎng),,或起動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)載時(shí),,D1、C1整流所得電流信號(hào)電壓,,再度為C2充電,,使C2上電壓上升為2/3Vcc時(shí),U1輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn),,重新接通向U2傳輸過(guò)載信號(hào)的通道,。在過(guò)載較長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生的過(guò)程中,過(guò)載指示燈反復(fù)幾次出現(xiàn)熄滅和點(diǎn)亮,,說(shuō)明U1產(chǎn)生了數(shù)次“振蕩輸出”,。 〔停機(jī)信號(hào)輸出電路〕RP4、C4,、U2等電路組成停機(jī)信號(hào)輸出電路,。其中RP4、C4為過(guò)載延時(shí)電路,,一是提供一定的延時(shí),,避過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間產(chǎn)生的過(guò)載信號(hào),二是在運(yùn)行中發(fā)生過(guò)載時(shí),,按反時(shí)限保護(hù)特性要求,,延時(shí)輸出過(guò)載保護(hù)信號(hào)。D2,、D3為隔離二極管,,在U1輸入過(guò)載信號(hào)時(shí),經(jīng)R5,、RP2,、R6提供C4的充電電流,U1狀態(tài)翻轉(zhuǎn)時(shí),,D2反偏截止,,“截?cái)唷盋4的放電電流回路,從而在U1的“振蕩輸出”信號(hào)作用下,,C4上信號(hào)電壓能“逐漸累加并升高”,,當(dāng)過(guò)載達(dá)到一定的時(shí)間后,使過(guò)載信號(hào)生效,,U2輸出停機(jī)保護(hù)信號(hào),。 U1與R7、R8等元件一起,,組成“變形觸發(fā)器電路”,。R8、C3積分電路提供保護(hù)器上電瞬間的延時(shí)作用,,使U2的2腳電壓有一個(gè)由零上升至Vcc電源電壓的過(guò)程,,使之在上電瞬間產(chǎn)生一個(gè)置位信號(hào),,使U3的3腳保持高電平輸出,繼電器KA1處于失電狀態(tài),,不會(huì)受上電沖擊產(chǎn)生誤動(dòng)作,,隨后2腳變?yōu)樯侠唠娖健T谶^(guò)載,、斷相信號(hào)未作用期間,,即D2、D3處于反偏截止時(shí),,U2維持原電路狀態(tài)不變,,當(dāng)過(guò)載和斷相信號(hào)生效時(shí),6腳輸出高于2/3Vcc以上的信號(hào)電壓,,相當(dāng)于輸入了一個(gè)上升沿復(fù)位信號(hào),,U2的輸出腳3腳變?yōu)榈仉娢唬^電器KA1得電動(dòng)作,,常閉觸點(diǎn)開斷,,控制電路的自鎖條件不成立,接觸器KM1失電(見圖4),,實(shí)施了故障發(fā)生時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)的停機(jī)保護(hù),。 4、JD6型全電子式多功能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器 JD6型全電子式多功能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的整機(jī)電路見下圖7,,電路結(jié)構(gòu)與HBHQ-0-1電動(dòng)機(jī)斷相過(guò)載保護(hù)器非常相近,,但工作方式稍有區(qū)別,而且工作性能有所提升,。 〔過(guò)載保護(hù)電路〕由電流互感器LH4,、U1的第一組時(shí)基電路所組成。在Vc控制端3腳外加一只穩(wěn)壓二極管,,將控制端電壓穩(wěn)壓于2/3Vcc電源電壓以下,,提高了過(guò)載保護(hù)的動(dòng)作精度。圖1-11的過(guò)載保護(hù)電路,,過(guò)載信號(hào)電壓是與2/3Vcc電源電壓相比較,以產(chǎn)生信號(hào)輸出,,由于電源電壓的變化(無(wú)穩(wěn)壓措施),,使信號(hào)比較的基準(zhǔn)點(diǎn)(2/3Vcc電源電壓)產(chǎn)生隨機(jī)性變化,過(guò)載保護(hù)動(dòng)作閥值也會(huì)有相應(yīng)變化,,動(dòng)作精度較低,。圖7電路,過(guò)載信號(hào)電壓與D12負(fù)端的穩(wěn)壓基準(zhǔn)電壓相比較,,則動(dòng)作閥值的精度能得以保證,。電路也以“振蕩方式”輸出過(guò)載保護(hù)信號(hào),。
圖7 JD6型全電子式多功能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器 〔過(guò)載反時(shí)限控制電路、斷相保護(hù)電路與末級(jí)停機(jī)信號(hào)輸出電壓〕斷相保護(hù)電路和過(guò)載反時(shí)限控制電路因共用一個(gè)元件C2,,而構(gòu)成一個(gè)密不可分的整體,。U1內(nèi)部第2組時(shí)基電路組成停機(jī)信號(hào)停機(jī)電路。為保護(hù)動(dòng)作流程分析的方便,,故將這3部分電路放于一處進(jìn)行分析,。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于正常狀態(tài),LH1~LH3電流互感器三相電流信號(hào)正常產(chǎn)生,,Q1,、Q2、Q3晶體管均處于飽和導(dǎo)通狀態(tài),,電容C2的正,、負(fù)極之間的電位差為0,U1內(nèi)部第2組時(shí)基電路的觸發(fā)端電壓和門限電壓輸入端的電壓約為電源電壓Vcc(即8腳輸入電壓>1/3Vcc,,12腳輸入電壓>2/3Vcc),,U1內(nèi)部滿足復(fù)位條件,輸出端9腳Vo=0,,繼電器KA1不動(dòng)作,。這里對(duì)第2組時(shí)基電路的應(yīng)用方式,將觸發(fā)輸入腳2與門限電壓控制腳12短接于一起,,可等效為一個(gè)兩端信號(hào)電路,,若同時(shí)將1/3Vcc看作低電平,將2/3Vcc看作是高電平的話,,電路的輸入/輸出信號(hào)邏輯關(guān)系構(gòu)成反相關(guān)系,,可將其等效為“反相器電路”。電路輸出狀態(tài)的翻轉(zhuǎn),,是輸入信號(hào)與1/3Vcc,、2/3Vcc兩個(gè)基準(zhǔn)電壓相比較的結(jié)果,這樣一來(lái),,電路的實(shí)際效果又相當(dāng)于“遲滯電壓比較器”了,。 當(dāng)斷相故障出現(xiàn)時(shí),Q1~Q3的串聯(lián)電路被“切斷”,,由此形成經(jīng)電源Vcc,、C2、D9,、R10,、電源地的對(duì)C2的充電電流回路,充電的結(jié)果使C2負(fù)端電位向地電平變化,,相當(dāng)于為U1的8,、12腳輸入了一個(gè)負(fù)向脈沖,,U1內(nèi)部反相器電路受低電平信號(hào)觸發(fā)產(chǎn)生翻轉(zhuǎn),輸出端9腳變?yōu)楦唠娖?,繼電器KA1得電動(dòng)作,,控制線路主接觸器失電,電動(dòng)機(jī)停機(jī),。 回頭再看過(guò)載反時(shí)限控制電路的動(dòng)作過(guò)程,。當(dāng)過(guò)載信號(hào)發(fā)生時(shí),U1的5腳變?yōu)榈仉娖诫妷?,形成?jīng)電源Vcc,、C2、D10,、RP2,、U1的5腳內(nèi)部電路到電源地的,對(duì)C2的充電電流回路,,此回路因串接有RP2原因,,時(shí)間常數(shù)較大,故能將電動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間的過(guò)載信號(hào)避過(guò)去,,對(duì)運(yùn)行中產(chǎn)生的過(guò)載信號(hào),,則具有反時(shí)限保護(hù)特性。調(diào)整RP2的阻值,,可改變過(guò)載延時(shí)動(dòng)作時(shí)間,。C2充電的結(jié)果,使C1負(fù)端也即U1的6,、12腳逐漸降低到1/3Vcc電壓值以下時(shí),,繼電器KA1得電動(dòng)作,電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行,,實(shí)現(xiàn)了過(guò)載停機(jī)保護(hù),。 電路中的C2是個(gè)關(guān)鍵元件,具有“雙重身份”,,斷相與過(guò)載信號(hào)發(fā)生時(shí),,都依賴其產(chǎn)生停機(jī)保護(hù)觸發(fā)信號(hào)。在很多電路中,,我們往往只看出某元件的“第一身份”,,不能看出元件的“第二——隱蔽身份”,對(duì)電路原理的深入分析也因此“卡殼”,,這是需要注意的地方。D9,、D10為隔離二極管,,以避免斷相,、過(guò)載信號(hào)發(fā)生時(shí)C2的兩個(gè)充、放電回路產(chǎn)生互相影響,。當(dāng)過(guò)載信號(hào)發(fā)生時(shí)引起形成C2的充電回路時(shí),,D9處于反偏截止?fàn)顟B(tài),隔斷Q3射極高電位對(duì)C2負(fù)端電壓的影響,;當(dāng)斷相信號(hào)發(fā)生(過(guò)載信號(hào)尚未發(fā)生)時(shí),,D10反偏截止,隔斷了U1的5腳高電位對(duì)C2負(fù)端電壓的影響,。 5,、JD6等相似電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的故障檢修要點(diǎn)(以圖6、圖7實(shí)際電路為例) 1)“生成電流檢測(cè)信號(hào)”,。檢修中,,當(dāng)為保護(hù)器1、2電源端子供入AC380V電源后,,因無(wú)電流信號(hào)產(chǎn)生,,斷相檢測(cè)電路報(bào)出斷相故障信號(hào),電路處于故障動(dòng)作狀態(tài)中,。這說(shuō)明斷相保護(hù)電路及末級(jí)停機(jī)信號(hào)產(chǎn)生電路,,基本上是正常的。但由此一來(lái),,對(duì)過(guò)載及反時(shí)限控制電路的檢修,,則造成不便。 將Q3的集電極與Q1的發(fā)射極用導(dǎo)線進(jìn)行“暫時(shí)性的”短接,,則相當(dāng)于人為生成了三相電流檢測(cè)信號(hào),,屏蔽了斷相故障信號(hào)。 對(duì)過(guò)載保護(hù)電路的檢測(cè),。用DC12V(應(yīng)高于保護(hù)器Vcc電源的2/3)電壓施加于電容C3兩端,,“人工生成”過(guò)載檢測(cè)信號(hào),調(diào)整RP1,,可使“電流信號(hào)”發(fā)生變化,,即對(duì)過(guò)載程度的“深淺”進(jìn)行調(diào)節(jié),可檢驗(yàn)電路是否能正常輸出過(guò)載信號(hào),,及電路的反時(shí)限保護(hù)特性是否符合要求,。當(dāng)過(guò)載倍數(shù)為1.2倍左右時(shí),延時(shí)動(dòng)作時(shí)間約為5min以下,,過(guò)載倍達(dá)3~7倍時(shí),,延時(shí)動(dòng)作時(shí)間應(yīng)為幾十秒~幾秒。 2)根據(jù)電路特點(diǎn)進(jìn)行檢修。電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的核心部件是NE555(NE556),,檢修之前,,須對(duì)NE555的各腳功能、電路原理進(jìn)行必要的了解,,做到對(duì)各腳的電壓狀態(tài)心中有數(shù),。再進(jìn)一步結(jié)合具體電路,找到改變輸入信號(hào),、使輸出狀態(tài)發(fā)生變化的檢修方法,,則檢修能力與檢修效率都會(huì)有所提高,反過(guò)來(lái),,又強(qiáng)化了電路故障分析能力,。 圖7電路中,對(duì)故障停機(jī)信號(hào)產(chǎn)生(末級(jí))電路的檢修,,如果對(duì)電路形式有所了解,,則自然能得出高效的檢測(cè)方法。將本級(jí)電路作為反相器來(lái)看,,當(dāng)8,、12腳與電源地瞬時(shí)短接時(shí),輸出腳9腳應(yīng)變?yōu)楦唠娖?,KA1得電吸合,;當(dāng)8、12腳與電源正端瞬時(shí)短接時(shí),,輸出腳9腳應(yīng)變?yōu)榈碗娖?,KA1失電釋放。通過(guò)兩個(gè)簡(jiǎn)易的“短接手法”,,則能快速判別U1電路的好壞,。 6、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器故障維修實(shí)例 〔故障實(shí)例1〕一只JD6型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器(見圖7),,起動(dòng)期間,,過(guò)載指示燈亮,即輸出停機(jī)信號(hào),,無(wú)反時(shí)限過(guò)載保護(hù)功能,,電動(dòng)不能正常起動(dòng)。保護(hù)器的反時(shí)限電路,,由RP2,、C2等元件組成,由于過(guò)載指示燈能正常點(diǎn)亮,,說(shuō)明U1的5腳輸出信號(hào)正常,,前級(jí)電路也是好的,。檢測(cè)RP2等電阻元件,都是好的,,拆下C2檢測(cè)其容量,,發(fā)現(xiàn)其電容量嚴(yán)重下降,造成電路的延時(shí)時(shí)間過(guò)短,,不能避過(guò)起動(dòng)電流。更換C2后,,故障排除,。 〔故障實(shí)例2〕一臺(tái)電動(dòng)機(jī)保護(hù)器(電路構(gòu)成見圖6),按下控制線路起動(dòng)按鈕后,,接觸器不吸合,,隨即報(bào)斷相故障信號(hào),電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng),。 單獨(dú)為保護(hù)器引入控制電源,,隨即斷相指示燈點(diǎn)亮,繼電器發(fā)出得電吸合聲,,說(shuō)明電路動(dòng)作正常,。停電,測(cè)保護(hù)器3,、4腳電阻值為無(wú)窮大,,故障原因?yàn)槔^電器KA1觸點(diǎn)接觸不良,使主電路接觸器不能得電吸合,。更換繼電器KA1,,故障排除。 〔故障實(shí)例3〕JD6電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,,上電,,繼電器即吸合,常閉觸點(diǎn)斷開,,主電路接觸器不能得電吸合,。單獨(dú)為保護(hù)器上電,先屏蔽斷相故障信號(hào),,斷相指示亮不再點(diǎn)亮,,但繼電器KA1仍處于吸合狀態(tài),測(cè)U1的8,、12腳為高電平電壓,,便輸出腳9腳也為高電平電壓,判斷U1內(nèi)部輸出級(jí)電路損壞,,更換U1后,,故障排除,。
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