电力开关装置的两极时间常数热保护制造方法及图纸

一种用于电力线路的电动机起动器（６４），包含：用于开关转换在电源（１２）和电动机（１４）之间流动的电流的可分断接触器（Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）；用于响应于跳闸信号（Ｔ）分断以及闭合可分断接触器（Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）的控制机构（１６）；用于检测在电源（１２）和电动机（１４）之间流动的电流的以及提供检测的电流值（Ｉ）电流互感器（ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，Ｔ２）；以及用于产生作为检测的电流值（Ｉ），第一时间常数（τ↓［１］）和第二时间常数（τ↓［２］）的Ｉ↑［２］ｔ函数的跳闸信号（Ｔ）的过负荷继电器（Ｕ１，８３，１０”）。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
电力开关装置的两极时间常数热保护本专利技术涉及电力开关装置的负荷保护电路，更具体地说，涉及一种用于负荷例如电动机过负荷继电器，使用在电动机起动器、电动机控制器以及其它负荷控制器中。电力开关装置例如包括：线路开关装置和线路断电器，例如接触器、电动机起动器、电动机控制器、照明控制器、其它负荷控制器、电路断路器以及用于控制各种电力负荷的其它电动机械开关装置。电磁接触器例如包括多个动触头，可与多个固定电气触头相接触以闭合接触器。动触头与固定触头分开则断开接触器。关于接触器的一些实例公开在47660364和4766273号美国专利中。用于各种负荷例如电动机、照明这类的一般类型的起动器包含带有过负荷继电器的电磁接触器。例如在电动机起动器中，过负荷继电器的用途是估量在电动机中由于线电流产生的热量，如果滞留的热量超过允许值则使电动机跳闸或停机。过负荷继电器监测负荷电流，如果出现持续过电流状态，则使接触器跳闸断开。通常，过负荷继电器跟踪按热计量的负荷电流的I2t特性。在4528639号美国专利中公开了一种过负荷继电器的实例。现在，过负荷继电器通常包含-微处理器，其以数字方式产生I2t特性。在5222009号美国专利中公开了一种含有微处理器的过负荷继电器。通常，在利用I2t特性的过负荷继电器中，由持续时间t检测的负荷电流值I计算I2t值。如果计算的I2t值小于累积的I2t值，则由先前计算的累积的I2t值减去-反映负荷冷却状况的冷却修正值来更新累积I2t值。另一方面，如果计算的I2t值大于或等于累积的I2t值，则通过将-反映负荷发热情况的加热修正值到先前计算的累积的I2t值来刷更累积的I2t值。当累积的I2t值达到跳闸设定值时，接触器跳闸断开，以中断流-->向负荷的电流。例如，在一种过负荷继电器中的模拟或数字式热保护电路中，利用一与负荷发热量积分相关的单一热质量项(term)，以及与负荷冷却相关的单一散热项，将热特性模型化。热质量项和散热项综合形成一个热时间常数。例如，按照热特性的模拟式模型，热质量可以用一电容器来代表，散热或冷却可以用-与电容器并联的电阻来代表。将输入到负荷中的热量模拟一电流源。温度上升用当由电流源的电流向电容器充电时在其上形成的电压来代表。换句话说，由于电阻的“冷却作用而减少的来自电流源的”热量输入由电容器积分。例如，在电动机中，在起动过程中有相当高的起动电流，一直到电动机达到恒定速度之前通常为电动机额定电流很多倍。为了起动电动机，过负荷继电器必须适应允许这样高的电流。另一方面，在起动之后，有这样高的电流可能使电动机因热故障损坏，因此，为了可靠运行对电动机适当保护是基本要求。如果电动机堵转，实际的电动机电流超过额定电流持续一段时间，必须将电动机与电源断开避免损坏。已知的热过负荷继电器的设计按各种不同的等级例如等级10、20和30。在这种体系中，具体等级的确定是按照负荷在6倍负荷额定电流下运行以秒计的时间。然而，这种公知的热负荷并不是专门为“EuropeanDesign N”(欧洲设计N)电动机或“Desigr E”或高效电动机而设计的。例如参阅Electrical Construction & Mainfenance，pp31-32和34，(1996.3)上由Revelt.J.所著“Don’t let The New Design E MoforThyow You A Curve”(“不要让新Desing E电动机偏离特性曲线”)。某些用户通常采用等级20的过负荷继电器来满足“Design E”电动机的要求。对于小于大约2倍负荷额定电流的情况，关于等级20的过负荷继电器和“Design E”电动机的跳闸曲线(即跳闸时间对于负荷额定电流倍数的关系曲线)大体是相同的。例如，在严重过负荷期间如起动，与关于常规的“Design B”电动机的大约6倍负荷额定电流相比较，“Design E”电动机的电流将约为8倍负荷额定电流。“EuropeanDesing N”电动机存在类似的问题。因此，对于必须在相当大的负荷条件下起动的那些装置例如在“Design E”电动机或“European Desing-->N”电动机的起动电流的情况下很可能发生有害的跳闸。因此，要进行改进。本专利技术涉及一种用于电力线路的电动机起动器，包含：可分断的接触装置，用于开关转换在电源和负荷之间流动的电流；控制装置，用于响应于跳闸信号分断以及闭合该可分断接触装置，检测装置，用于检测在电源和负荷之间流动的电流并据此提供检测的电流值；以及过负荷继电器装置，用于产生作为检测的电流值，第一时间常数和第二时间常数的函数的跳闸信号。按照本专利技术的一个方面，一种用于电力线路的电动机起动器包含：电力接触器装置，具有可分断的接触装置，用于开关转换在电源和负荷之间流动的电流；控制装置，用于响应于跳闸信号分断以及闭合该可分断接触装置；检测装置，用于检测在电源和负荷之间流动的电流并据此提供检测的电流值；以及过负荷继电器装置，用于产生作为检测的电流值、第一时间常数和第二时间常数的函数的跳闸信号。按照本专利技术的再一个方面，一种用于电力线路的电力开关装置，包括可分断的接触装置，用于开关转换在电源和负荷之间流动的电流；响应于跳闸信号，用于动作该可分断的接触装置，使其从闭合位置变到分断位置的装置；用于检测在电源和负荷之间流动的电流并据此提供检测的电流值的装置；以及用于产生作为检测的电流值、第一时间常数和第二时间常数的函数的跳闸信号的装置。结合附图阅读对优选实施例的如下说明，可以完整地理解本专利技术，其中：图1是三相是恸机和包含根据本专利技术的过负荷继电器保护电路的电动机控制电路的方块图；图2是图1中的过负荷继电器保护电路的实施例的功能方块图；图3是根据本专利技术的过负荷继电器保护电路的另一实施例的部分以方块图形式表示的示意电路图；图4是在实施图2中的实施例中利用的程序流程图；以及图5表示对于常规的等级20的过负荷和根据本专利技术的过负荷继电器保护电路的跳闸时间与负荷额定电流倍数之间的跳闸曲线。-->这里采用的术语“信号”就表现形式而言包括但不局限于为了进行控制和/或监测所采用的任何输入或输出，例如为模拟信号、数字信号、指令信号、状态信号、离散信号、序列信号或序列信息。本专利技术具有特定的用途，并且将结合电动机起动器，更具体地说是包括过负荷继电器保护电路和三相接触器的起动器加以说明。然而，本
的熟练人员会理解，本专利技术可广泛应用于控制在各种电力开关，例如线路开关装置以及包含线路断路器、接触器、电动机控制器、照明控制器以及在其它应用场合中使用的其它负荷控制器的电路遮断器中的一个或多个触头。图1中示出了三相电源和控制系统。该系统包含一具有本专利技术的特征的过负荷继电器保护电路10’。与电路10’相类似的过负荷继电器保护电路10以及在本文采用的标号为12到62的各部分均公开在5222009号美国专利中，此处引入该专利可供参考。三相电源12按通常的方式通过接触器触头M2、M3、M4和检测器例如各电流互感器CT1、CT2、CT3连接到三相电动机14。可以采用外部或内部安装的电流互感器。单相起动控制电路16用于控制向电动机14的供电。通常一种降压变压器18用于将来自电源12中的两相电源(通常为20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机起动器（６４），用于包含电源（１２）和负荷（１４）的电力线路，所述电动机起动器（６４）包含：可分断的接触装置（Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４），用于开关转换在所述电源（１２）和所述负荷（１４）之间流过的电流；操作装置（１６），响应于跳闸 信号（Ｔ），用于分断和闭合所述可分断的接触装置（Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）；装置（ＣＴ１、ＣＴ２、ＣＴ３、７２），用于检测在所述电源（１２）和所述负荷（１４）之间流过的电流并据此提供检测的电流值（Ｉ）；以及过负荷继电器装置（Ｕ１，８３，１０ ”），用于产生作为检测的电流值（Ｉ），第一时间常数（τ↓［１］）和第二时间常数（τ↓［２］）的函数的跳闸信号（Ｔ）。

【技术特征摘要】
US 1996-12-4 7539721.一种电动机起动器(64)，用于包含电源(12)和负荷(14)的电力线路，所述电动机起动器(64)包含：可分断的接触装置(M2、M3、M4)，用于开关转换在所述电源(12)和所述负荷(14)之间流过的电流；操作装置(16)，响应于跳闸信号(T)，用于分断和闭合所述可分断的接触装置(M2、M3、M4)；装置(CT1、CT2、CT3、72)，用于检测在所述电源(12)和所述负荷(14)之间流过的电流并据此提供检测的电流值(I)；以及过负荷继电器装置(U1，83，10”)，用于产生作为检测的电流值(I)，第一时间常数(τ1)和第二时间常数(τ2)的函数的跳闸信号(T)。2.如权利要求1所述的电动机起动器(64)，其中所述的过负荷继电器装置(U1，83；10”)包括装置(90，92，94，96，98，100，102，104，10”)，用于产生作为检测的电流值(I)和时间的函数的跳闸信号(T)。3.如权利要求1所述的电动机起动器(64)，其中所述的过负荷继电器装置(U1，83；10”)包括装置(90，92，94，96，98，100，102，104；10”)，用于产生作为检测的电流值(I)的I2t函数的跳闸信号(T)。4.如权利要求3所述的电动机起动器(64)，其中所述用于产生作为检测的电流值(I)的I2t函数的跳闸信号T的装置(90，92，94，96，98，100，102，104；10”)，包括模拟电路(10”)。5.如权利要求3所述的电动机起动器(64)，其中所述的过负荷继电器装置(U1，83；10”)还包含处理器装置(U1)；以及其中所述用于产生作为检测的电流值(I)的I2t函数的跳闸信号(T)的装置(92，94，96，98，100，102，104；10”)是利用所述处理器装置(U1)执行的程序(83)。6.如权利要求2所述的电动机起动器(64)，其中所述的用于产生作为检测的电流值(I)和时间的函数的跳闸信号(T)的装置(90，92，94，96，98，100，102，104；10”)包含：装置(90，96，98)，产生作为第一时间常数(τ1)的函数的中间信号(V1)；装置(92，94，100)，产生作为中间信号(V1)和第二时间常数(τ2)的函数的热保护信号(V2)；装置(102)，用于将热保护信号(V2)与预定信号(VTRIP)进行比较；以及装置(104)，当热保护信号(V2)大于预定信号(VTRIP)时，产生跳闸信号(T)。7.如权利要求2所述的电动机起动器(64)，其中所述用于产生作为检测的电流值(I)和时间的函数的跳闸信号(T)的装置(90，92，94，96，98，100，102，104；10”)包含：装置(74)，用于产生作为检测的电流值(I)的平方的函数的平方电流(i(p))；第一电容器装置(C1)，用于利用该平方电流(i(p))充电；第一电阻装置(R1)，用于将所述第一电容器装置(C1)放电；第二电阻装置(R2)，第二电容器装置(C2)，与所述第二电阻装置(R2)串联，所述第二电阻装置(R2)和所述第二电容器装置(C2)的串联综合也用于使所述第一电容装置(C1)放电，所述第二电容器装置(C2)其上分布有热保护电压(V2)；以及装置(80，82)，当热保护电压(V2)大于预定电压(VTRIP)时产生跳闸信号(T)。8.如权利要求1所述的电动机起动器(64)，其中所述负荷(14)是“Design E”电动机(14)。9.如权利要求1所述的电动机起动器(64)，其中所述负荷(14)是“Design N”电动机(14)。10.一种电动机起动器(64)，用于包含电源12和负荷(14)的电力线路，所述电动机起动器(64)包含：电力接触器装置(66)，包括可分断的接触装置(M2，M3，M4)，用于开关转换在所述电源(12)和所述负荷(14)之间流动的电流；以及操作装置(16)，响应于跳闸信号(T)，用于分断和闭合所述可分断接触装置(M2，M3，M4)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰赫尔曼布莱克利，
申请(专利权)人：尹顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]