[0015] 下面将对本发明做进一步说明。
[0016] 如图所示,本发明包括整流滤波电路、缺相及短路保护电路、欠压保护电路、过压保护电路和电机控制电路,整流滤波电路与电机控制电路连接,电机控制电路与缺相及短路保护电路、欠压保护电路、过压保护电路连接。
[0017] 进一步,所述整流滤波电路包括电解电容C1、C2,变压器T,整流堆UR和稳压集成电路IC1;其中变压器T的两个输入端分别接电动机的A相和C相,变压器T的两个输出端分别接整流堆UR的1脚和2脚,电解电容C1的正极接整流堆UR的3脚,电解电容C1的负极接整流堆UR的4脚后接地,稳压集成电路IC1的1脚接整流堆UR的3脚,稳压集成电路IC1的2脚接地,稳压集成电路IC1的3脚接电解电容C2的正极,电解电容C2的负极接整流堆UR的4脚。
[0018] 进一步,所述缺相及短路保护电路包括电阻R1、R2、R6、R7、R8、R9、R10、R11,电位器RP1、RP2、RP3、RP4、RP5、RP6,电解电容C3、C4、C5,二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6,稳压二极管DW1、DW2,发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4、LED5、LED6,三极管BG1、BG2、BG3,双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4,继电器J1及其常开触点J1-1,继电器J2及其常开触点J2-1,继电器J3及其常开触点J3-1,继电器J4及其常开触点J4-1,继电器J5及其常开触点J5-1,扬声器SW,复位按钮N1、N2、N3;其中电阻R1与稳压二极管DW1串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间,且稳压二极管DW1的正极接地,电阻R2与稳压二极管DW2串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间,且稳压二极管DW2的正极接地,电阻R6与发光二极管LED1串联后接在双运算放大集成电路IC2的1脚和三极管BG1的基极之间,且发光二极管LED1的负极接三极管BG1的基极,电阻R7与发光二极管LED2串联后接在双运算放大集成电路IC2的7脚和三极管BG1的基极之间,且发光二极管LED2的负极接三极管BG1的基极,电阻R8与发光二极管LED3串联后接在双运算放大集成电路IC3的1脚和三极管BG2的基极之间,且发光二极管LED3的负极接三极管BG2的基极,电阻R9与发光二极管LED4串联后接在双运算放大集成电路IC3的7脚和三极管BG2的基极之间,且发光二极管LED4的负极接三极管BG2的基极,电阻R10与发光二极管LED5串联后接在双运算放大集成电路IC4的1脚和三极管BG3的基极之间,且发光二极管LED5的负极接三极管BG3的基极,电阻R11与发光二极管LED6串联后接在双运算放大集成电路IC4的7脚和三极管BG3的基极之间,且发光二极管LED6的负极接三极管BG3的基极,电解电容C3和电位器RP1、RP2的固定端并联后接在二极管D1的负极和电动机M的中性点N之间,二极管D1的正极接电动机M的A相,且电容C3的正极接二极管D1的负极;电解电容C4和电位器RP3、RP4的固定端并联后接在二极管D2的负极和电动机M的中性点N之间,二极管D2的正极接电动机M的B相,且电容C4的正极接二极管D2的负极;电容C5和电位器RP5、RP6的固定端并联后接在二极管D3的负极和电动机M的中性点N之间,二极管D3的正极接电动机M的C相,且电容C5的正极接二极管D3的负极;电位器RP1的滑动端接双运算放大集成电路IC2的3脚,双运算放大集成电路IC2的2脚接稳压二极管DW1的负极,电位器RP2的滑动端接双运算放大集成电路IC2的6脚,双运算放大集成电路IC2的5脚接稳压二极管DW2的负极,电位器RP3的滑动端接双运算放大集成电路IC3的3脚,双运算放大集成电路IC3的2脚接稳压二极管DW1的负极,电位器RP4的滑动端接双运算放大集成电路IC3的6脚,双运算放大集成电路IC3的5脚接稳压二极管DW2的负极,电位器RP5的滑动端接双运算放大集成电路IC4的3脚,双运算放大集成电路IC4的2脚接稳压二极管DW1的负极,电位器RP6的滑动端接双运算放大集成电路IC4的6脚,双运算放大集成电路IC4的5脚接稳压二极管DW2的负极,双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的8脚接稳压集成电路IC1的3脚,双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的4脚接地,二极管D4和继电器J1并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG1的集电极之间,且二极管D4的负极接稳压集成电路IC1的3脚,二极管D5和继电器J2并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG2的集电极之间,且二极管D5的负极接稳压集成电路IC1的3脚,二极管D6和继电器J3并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG3的集电极之间,且二极管D6的负极接稳压集成电路IC1的3脚,三极管BG1、BG2、BG3的发射极均接地,常开触点J1-1、J2-1、J3-1、J4-1、J5-1并联后接在稳压集成电路IC1的3脚和扬声器SW的一端之间,扬声器SW的另一端接地。
[0019] 进一步,所述欠压保护电路包括电阻R3、R5、R12、R14、R15、R18、R19、R20,电位器RP7、RP9,电解电容C6、C7,二极管D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14,发光二极管LED7、稳压二极管DW3、DW5,三极管BG4,电压比较电路IC5,复位按钮N4;其中电阻R3与稳压二极管DW3串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间,且稳压二极管DW3的正极接地,电阻R5与稳压二极管DW5串联后接在稳压集成电路IC1的3脚和地之间,且稳压二极管DW5的正极接地,电阻R12接在电压比较电路IC5的6脚和地之间,电阻R14与发光二极管LED7串联后接在电压比较电路IC5的1脚和地之间,且发光二极管LED7的负极接地,电阻R15接在电压比较电路IC5的2脚和三极管BG4的基极之间,电阻R18接在电动机的A相和二极管D7的正极之间,电阻R19接在电动机的C相和二极管D11的正极之间,电阻R20接在电动机的B相和二极管D9的正极之间,电位器RP7接在二极管D7的负极和电压比较电路IC5的6脚之间,电位器RP9接在稳压集成电路IC1的3脚和二极管D13的正极之间,电解电容C6的正极接二极管D7的负极,电解电容C6的负极接地,电解电容C7的正极接二极管D13的正极,电解电容C7的负极接地,二极管D7、D9、D11的负极接在一起,二极管D7的正极接二极管D8的负极,二极管D9的正极接二极管D10的负极,二极管D11的正极接二极管D12的负极,二极管D8、D10、D12的正极均接地,二极管D14和继电器J4并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG4的集电极之间,且二极管D14的负极接稳压集成电路IC1的3脚,三极管BG4的基极接电阻R15,三极管BG4的发射极接地,二极管D13的正极接电压比较电路IC5的5脚,二极管D13的负极接电压比较电路IC5的1脚,电压比较电路IC5的2脚接电阻R15,电压比较电路IC5的3脚接稳压集成电路IC1的3脚,电压比较电路IC5的4脚接稳压二极管DW5的负极,电压比较电路IC5的6脚接电位器RP7和电阻R12的公共点,电压比较电路IC5的7脚接稳压二极管DW4的负极,电压比较电路IC5的12脚接地。
[0020] 进一步,所述过压保护电路包括电阻R4、R13、R16、R17,电位器RP8、RP10,电解电容C8,电压比较电路IC5、二极管D15、D16,发光二极管LED8、稳压二极管DW4,三极管BG5,复位按钮N5;其中电阻R4与稳压二极管DW4串联后接在稳压集成电路IC1的9脚和地之间,且稳压二极管DW4的正极接地,电阻R13接在电压比较电路IC5的6脚和地之间,电阻R16与发光二极管LED8串联后接在电压比较电路IC5的14脚和地之间,且发光二极管LED8的负极接地,电阻R17接在电压比较电路IC5的13脚和三极管BG5的基极之间,电位器RP8接在二极管D7的负极和电压比较电路IC5的9脚之间,电位器RP10接在稳压集成电路IC1的3脚和二极管D15的正极之间,电解电容C8的正极接二极管D15的正极,电解电容C8的负极接地,二极管D16和继电器J5并联接在稳压集成电路IC1的3脚和三极管BG5的集电极之间,且二极管D16的负极接稳压集成电路IC1的3脚,三极管BG5的基极接电阻R17,三极管BG5的发射极接地,二极管D15的正极接电压比较电路IC5的11脚,二极管D15的负极接电压比较电路IC5的14脚,电压比较电路IC5的8脚接稳压二极管DW4的负极,电压比较电路IC5的9脚接电位器RP8和电阻R13的公共点,电压比较电路IC5的10脚接稳压二极管DW4的负极,电压比较电路IC5的13脚接电阻R17。
[0021] 进一步,所述电机控制电路包括电动机M,交流接触器KM1,熔断器FU1、FU2、FU3,继电器J1的常开主触点KM1-1、辅助常开触点KM1-2,继电器J1的常闭触点J1-2,继电器J2的常闭触点J2-2,继电器J3的常闭触点J3-2,继电器J4的常闭触点J4-2,继电器J5的常闭触点J5-2,启动按钮SB1,停止按钮SB2,电源开关SA;其中A、B、C三相交流电经过电源开关SA和熔断器FU1、FU2、FU3后,经交流接触器KM1的常开主触点KM1接至电机M,启动按钮SB1和交流接触器KM1的常开辅助触点KM1-2进行并联,然后与停止按钮SB2、继电器J1的常闭触点J1-1,继电器J2的常闭触点J2-2,继电器J3的常闭触点J3-2,继电器J4的常闭触点J4-2,继电器J5的常闭触点J5-2和交流接触器KM1线圈串联后接三相异步电动机的A相和C相之间。
[0022] 进一步,所述稳压集成电路IC1的型号为7812,双运算放大集成电路IC2、IC3、IC4的型号为LM358,电压比较电路IC5的型号为LM339,所述三极管BG1、BG2、BG3、BG4、BG5为NPN管型,型号为3DG12,二极管D1~D16的型号为IN4007,稳压二极管DW1的稳压值为6V,稳压二极管DW2的稳压值为9V,稳压二极管DW3的稳压值为4V,稳压二极管DW4的稳压值为12V,稳压二极管DW1的稳压值为8V,继电器J1、J2、J3、J4、J5型号均为JRX-20F。
[0023] 本发明的工作原理如下:当三相交流电动机正常工作时,调整电位器RP1使得双运算放大集成电路IC2的3脚电压低于其2脚电压,调整电位器RP2使得双运算放大集成电路IC2的5脚电压低于6脚电压,双运算放大集成电路IC2的1脚和7脚输出低电平,三极管BG1截止,继电器J1失电,此时扬声器SW不工作。
[0024] 当三相交流电动机缺相运行时,如果缺相的是A相,此时电解电容C3的电压将大幅降低,从而导致双运算放大集成电路IC2的5脚电压高于6脚电压,双运算放大集成电路IC2的7脚输出高电平,三极管BG1导通,继电器J1得电吸合,继电器J1的常开触点J1-1闭合,扬声器SW发出声音,并且发光二极管LED2导通点亮,提示电动机的故障是A相缺相。同时继电器J1的常闭触点J1-2断开,电动机M停止工作,进入保护工作状态。
[0025] 如果缺相的是B相,此时电解电容C4的电压将大幅降低,从而导致双运算放大集成电路IC3的5脚电压高于6脚电压,双运算放大集成电路IC3的7脚输出高电平,三极管BG2导通,继电器J2得电吸合,继电器J2的常开触点J2-1闭合,扬声器SW发出声音,并且发光二极管LED4导通点亮,提示电动机的故障是B相缺相。同时继电器J2的常闭触点J2-2断开,电动机M停止工作,进入保护工作状态。
[0026] 如果缺相的是C相,此时电解电容C5的电压将大幅降低,从而导致双运算放大集成电路IC4的5脚电压高于6脚电压,双运算放大集成电路IC4的7脚输出高电平,三极管BG3导通,继电器J3得电吸合,继电器J3的常开触点J3-1闭合,扬声器SW发出声音,并且发光二极管LED6导通点亮,提示电动机的故障是C相缺相。同时继电器J3的常闭触点J3-2断开,电动机M停止工作,进入保护工作状态。
[0027] 如果A相发生局部短路故障,并未缺相时,电解电容C3的电压升高,从而导致双运算放大集成电路IC2的3脚电压高于2脚电压,双运算放大集成电路IC2的1脚输出高电平,三极管BG1导通,继电器J1得电吸合,继电器J1的常开触点J1-1闭合,扬声器SW发出声音,发光二极管LED1导通点亮,提示电动机的故障是A相局部短路。同时继电器J1的常闭触点J1-2断开,电动机M停止工作,进入保护工作状态。
[0028] 如果B相发生局部短路故障,并未缺相时,电解电容C4的电压升高,从而导致双运算放大集成电路IC3的3脚电压高于2脚电压,双运算放大集成电路IC3的1脚输出高电平,三极管BG2导通,继电器J2得电吸合,继电器J2的常开触点J2-1闭合,扬声器SW发出声音,发光二极管LED3导通点亮,提示电动机的故障是B相局部短路。同时继电器J2的常闭触点J2-2断开,电动机M停止工作,进入保护工作状态。
[0029] 如果C相发生局部短路故障,并未缺相时,电解电容C5的电压升高,从而导致双运算放大集成电路IC4的3脚电压高于2脚电压,双运算放大集成电路IC4的1脚输出高电平,三极管BG3导通,继电器J3得电吸合,继电器J3的常开触点J3-1闭合,扬声器SW发出声音,发光二极管LED5导通点亮,提示电动机的故障是C相局部短路。同时继电器J3的常闭触点J3-2断开,电动机M停止工作,进入保护工作状态。
[0030] 三相交流电动机的三相交流电压经过二极管D7~D12整流,电解电容C6滤波得到直流电压。电压比较电路IC5的7脚为欠压保护基准值,正常工作时调整电位器RP7使得电压比较电路IC5的6脚电压高于7脚电压。当三相电源低于欠压保护值时,电压比较电路IC5的6脚电压低于7脚电压,其1脚输出高电平,二极管D13截止,电源通过电位器RP9给电解电容C7充电,其充电电压不断升高,当充电电压使得电压比较电路IC5的5脚高于4脚电压,其2脚输出高电平,三极管BG4导通,继电器J4得电吸合,继电器J4的常开触点J4-1闭合,扬声器SW发出声音,发光二极管LED7导通点亮,提示电动机发生欠压故障,同时常闭触点J4-2断开,电动机M停止工作,进入保护工作状态。
[0031] 电位器RP9和电容C7组成欠压保护延时电路,调整RP9可以改变电容C7的充电速度,使得延时时间在1s~10s调整,如果在延时时间内电路恢复正常,电压比较电路IC5的1脚输出低电平,二极管D13导通,电解电容C7通过二极管D13和电压比较电路IC5的1脚放电,欠压保护电路不工作。防止三相交流电动机因短时间电压的降低而导致频繁停机。
[0032] 电压比较电路IC5的8脚为过压保护基准值,正常工作时调整电位器RP8使得电压比较电路IC5的8脚电压高于9脚电压。当三相电源高于额定值时,电压比较电路IC5的9脚电压高于8脚电压,其14脚输出高电平,二极管D15截止,电源通过电位器RP10给电解电容C8充电,其充电电压不断升高,当充电电压使得电压比较电路IC5的11脚高于10脚电压,电压比较电路IC5的13脚输出高电平,三极管BG5导通,继电器J5得电吸合,其常开触点J5-1闭合,扬声器SW发出声音,发光二极管LED8导通点亮,提示电动机发生过压故障,同时常闭触点J5-2断开,电动机M停止工作,进入保护工作状态。
[0033] 电位器RP10和电容C8组成过压保护延时电路,调整电位器RP10可以改变电解电容C8的充电速度,使得延时时间在1s~10s调整,如果在延时时间内电路恢复正常,电压比较电路IC5的14脚输出低电平,二极管D14导通,电容C8通过二极管D14和电压比较电路IC5的14脚放电,过压保护电路不工作。防止三相交流电动机因短时间电压的升高而导致频繁停机。
[0034] 当不能正常复位时,可分别按下复位按钮N1~N5,使得三极管BG1~BG5截止,安全电路不再报警,进入等待状态。