專利名稱：三相交流電動機電源相序自適應正、反轉(zhuǎn)控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三相交流電動機的可逆運轉(zhuǎn)控制裝置，尤其是利用其來實現(xiàn)設備的順向或者逆向運行的控制裝置。
背景技術：
傳統(tǒng)的三相交流電動機正、反轉(zhuǎn)控制裝置沒有錯相自動糾正或者相序自動適應的功能。因此當供電電源的相序出錯時，電動機所獲得的運轉(zhuǎn)指令會發(fā)生顛倒性錯誤當給出順向運轉(zhuǎn)指令時電機卻逆向運轉(zhuǎn)，當給出逆向運轉(zhuǎn)指令時電機則順向運轉(zhuǎn)。更嚴重的是電機所帶動的設備，其運行終端的限位保護器(包括接入二次線路的限位開關和接入一次線路中的斷火限位器)，在電源錯相后將失去作用。由于錯相，當設備運行到行程終端時就不能切斷電機電源。如果發(fā)生這種情況，則電機所控制的設備將可能發(fā)生越程事故，甚至發(fā)生毀壞設備的事故和間接造成人身傷害的事故。
為了解決這一問題，一般常用的辦法是在電源進線端加接錯相保護器，并將該保護器的一對常開輸出觸點串聯(lián)在電動機的二次控制回路中。這樣當電源正常時，該常開觸點吸合，所有控制就都可正常進行。而當電源發(fā)生倒相問題時，該常開觸點不吸合，所有控制就都不可進行。類似這種控制方式的還有一些專利申請，例如申請?zhí)枮?8215765的專利——《三相交流電動機單相起動控制箱》和公告號為2426241的專利——《三相缺相、逆相序電動機保護器》。以上這些控制方案在對可逆運轉(zhuǎn)的電機控制時其缺點是顯而易見的，即當電源進線端的相序發(fā)生倒相時，電機將不可運行，必須用人為的方法將電源的相序糾正后，電機才能夠重新正常運行。
申請?zhí)枮?7104787的專利《斷相過載保護的三相相序識別控制器》和申請?zhí)枮?7202917的專利《相序識別調(diào)整器》，以及申請?zhí)枮?7242267的專利《三相交流電相序自動控制器》，都分別提出了一種能自動把輸出錯誤的相序轉(zhuǎn)換成正確相序的方案，即錯相自動糾正的方案。但這類方案在運用時必需在所控制的設備進電之前額外再增加一套用于保證相序不出錯的三相強電控制裝置。這樣如果把這種裝置應用于可逆電機的控制，就顯得畫蛇添足。因為不僅浪費了控制設備本身就固有的資源，而且需額外占據(jù)較多的安裝空間，需要增加較多的額外成本。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供了這樣一種三相交流電動機的可逆運轉(zhuǎn)控制裝置充分利用控制設備本身固有的資源，不需要在電源輸入端再加裝一套電源的錯相自動糾正裝置。無論輸入該裝置的三相交流電相序如何，都不會改變控制指令對電機所要求的轉(zhuǎn)動方向，該電機所控制的設備的運行終端限位裝置也不會失去功效，電機也不會因電源相序改變而停止運轉(zhuǎn)。也就是說，本實用新型對輸入的三相交流電相序有完全的自動適應性。
本實用新型所采取的技術方案是充分利用一般交流電動機可逆控制裝置中的兩只本來就需要的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)控制接觸器和其它電路控制元件，僅加裝一套有正、反兩種相序檢測功能的相序檢測繼電器，利用該相序檢測繼電器的繼電控制輸出觸點，而針對正、反轉(zhuǎn)接觸器的線圈的控制線路作正、反相序的導向接線處理。
本實用新型的有益效果是充分利用控制裝置本身的資源，線路簡單、可靠，對三相交流電機可逆控制系統(tǒng)的電源相序有自動適應性。
本技術方案是這樣實現(xiàn)的在三相交流電動機正、反轉(zhuǎn)控制裝置的電源進線端接一套相序檢測繼電器。該繼電器內(nèi)部包含了三相交流電的順相序檢測繼電單元和逆相序檢測繼電單元。兩個相序檢測繼電單元各自分別控制著各兩對獨立的常開輸出觸點。當電源的交流電相序為順相序時，順相序檢測繼電單元所控制的兩對觸點同時吸合，而此時逆相序檢測繼電單元所控制的兩對觸點不吸合。當電源的交流電相序為逆相序時，逆相序檢測繼電單元所控制的兩對觸點同時吸合，而此時順相序檢測繼電單元所控制的兩對觸點不吸合。采用導向式接線方法把它們這幾對觸點接入電機的運行方向接觸器控制回路中，就可以獲得本實用新型的上述有益效果。在這里，兩個相序檢測繼電單元可以是分離的、且分別包含有兩對常開輸出觸點的單相序檢測繼電器，也可以讓它們?nèi)シ謩e驅(qū)動一個擁有多對常開輸出觸點的中間繼電器。在后者所述的情況下，相序檢測繼電單元所控制的繼電輸出觸點就是指這中間繼電器的觸點。當然，兩個相序檢測繼電單元還可以采用各功能單元分立式結(jié)構，也可以采用所有功能一體化結(jié)構形式，只要它們同時滿足下述要求1、具備交流電的兩種相反相序的檢測功能；2、對應于交流電的兩種特定相序，分別有兩對獨立的繼電輸出常開觸點受其控制；3、對應于交流電的某一種特定相序，只會有一個檢測單元所控制的繼電輸出常開觸點會吸合。
以下結(jié)合附圖
和具體實施例，對本實用新型作進一步說明。
圖一是本實用新型的電路原理圖，也是第一個實施例的電路接線原理圖。
圖二是第二個實施例的主要電路接線原理圖。
圖三是第三個實施例的主要電路接線原理圖。
圖中的數(shù)字編號代表元件或者元件組合，說明如下電機的兩個運轉(zhuǎn)方向之主控觸點(1)；電機的運轉(zhuǎn)方向控制器(4)。其中(1)是運轉(zhuǎn)方向控制器(4)的主控觸點按照通常的倒相接線法接線的電路組合，(4)包含了兩只按互鎖接法的方向控制接觸器(A1)和(A2)。假如輸入交流電的相序為順相序時(A1)吸合能使電機正轉(zhuǎn)，(A2)吸合能使電機反轉(zhuǎn)，那么當輸入交流電的相序為逆相序時，(A1)吸合就將使得電機反轉(zhuǎn)，而(A2)吸合就將使得電機正轉(zhuǎn)。
相序檢測繼電器(2)，它的使用是本實用新型的第一個技術特征。它包含了順相序繼電檢測單元(J1)和逆相序繼電檢測單元(J2)。當輸入的交流電相序為順相序時，(J1)控制的繼電器輸出觸點吸合，而(J2)所控制的繼電器輸出觸點不吸合。反之，當輸入的交流電相序為逆相序時，(J1)控制的繼電器輸出觸點不吸合，而(J2)所控制的繼電器輸出觸點吸合。
按導向法接線的繼電器常開觸點組合(5)，它們受相序檢測繼電器(2)所控制。其中受控于順相序檢測繼電單元(J1)的有兩對觸點，分別是(J1-1)和(J1-2)；受控于逆相序檢測繼電單元(J2)的有兩對觸點，分別是(J2-1)和(J2-2)。這四對繼電器觸點的導向式接線法是本實用新型的另一個技術特征，即(J1-1)的(a)端與(J2-1)的(e)端同時與一只電機轉(zhuǎn)向接觸器的線圈端串聯(lián)(例如圖中與A1的線圈串聯(lián))，(J1-1)的(b)端與(J2-2)的(h)端同時與正轉(zhuǎn)指令控制的其它線路和元件相串聯(lián)；(J1-2)的(c)端與(J2-2)的(g)端同時與另一只電機轉(zhuǎn)向接觸器的線圈端串聯(lián)(例如圖中與A2的線圈串聯(lián))，(J1-2)的(d)端與(J2-1)的(f)端同時與反轉(zhuǎn)指令控制的其它線路和元件相串聯(lián)。
控制變壓器(3)。它為運轉(zhuǎn)方向接觸器提供控制電源。
設備正方向(或順向、上行)運行方向指令信號觸點(6)。
設備反方向(或逆向、下行)運行方向指令信號觸點(7)。
設備正方向(或順向、上行)運行終端限位保護開關(8)。
設備反方向(或逆向、下行)運行終端限位保護開關(9)。
圖中，本控制裝置的三相交流電輸入接線端為(A)、(B)、(C)，三相交流電輸出接線端為(U)、(V)、(W)。該輸出端也亦受控設備的驅(qū)動電動機之接線端。(注在下述中，考濾到敘述的方便，當還涉及到除上述以外的其它電路元件時，將在對該電路的說明中作出解釋。)具體實施方式
圖一是本實用新型的電路原理圖。當輸入的交流電相序為順相序時，(2)中所包含的順相序檢測繼電單元(J1)所控制的觸點(J1-1)和(J1-2)吸合接通，此時另一個逆相序檢測繼電單元(J2)所控制的觸點(J2-1)和(J2-2)不吸合。吸合后的觸點將引導指令信號走向，使得當正轉(zhuǎn)指令按鈕(6)按下時，接觸器(A1)吸合而導致電機正向運轉(zhuǎn)，并帶動設備順向運行；而當反轉(zhuǎn)指令按鈕(7)按下時，接觸器(A2)吸合而導致電機反向運轉(zhuǎn)，并帶動設備逆向運行。相反，當交流電的相序為逆相序時，將導致逆相序繼電檢測單元(J2)的輸出觸點(J2-1)和(J2-2)吸合，而此時順相序繼電檢測單元(J1)所控制的觸點(J1-1)和(J1-2)不吸合。吸合后的觸點將引導指令信號走向，使得當正轉(zhuǎn)指令按鈕(6)按下時，接觸器(A2)吸合而導致電機正向運轉(zhuǎn)，并帶動設備順向運行；而當反轉(zhuǎn)指令按鈕(7)按下時，接觸器(A1)吸合而導致電機反向運行，并帶動設備逆向運行?？梢姡捎谟邢嘈驒z測繼電器常開觸點組合(5)的導向作用，就自動地實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向指令與實際電機的運轉(zhuǎn)方向完全一致，而與輸入的交流電相序無關。
圖一實際上也是本實用新型運用于電動葫蘆(或點動控制設備)中的一例。應用到手柄操縱的電動葫蘆控制裝置時，控制電源變壓器(3)是一只交流380V變36V的安全變壓器。(6)即葫蘆操縱手柄上的上行指令按鈕(對應于向葫蘆發(fā)出向上起吊指令)，(7)即葫蘆操縱手柄上的下行指令按鈕(對應于向葫蘆發(fā)出向下運行指令)。相序檢測繼電器(2)只有一組三相交流電輸入端，但同時擁有順相序檢測繼電單元(J1)和逆相序檢測繼電單元(J2)，其中的兩對常開輸出觸點(J1-1)和(J1-2)在檢測到交流電順相序時吸合，另外兩對常開輸出觸點(J2-1)和(J2-2)在檢測到交流電逆相序時吸合。這四對觸點的導向法接線就構成了觸點組合(5)。葫蘆電機的主控接觸器(A1)和(A2)的線圈額定電壓為AC36V。(JT)為操縱手柄上的停止開關。采用本控制器后，無論輸入端A、B、C的交流電相序如何，都不會改變手柄操縱器上的方向指令按鈕對電動葫蘆的上、下行操縱功能，而同時，串聯(lián)于電機一次線路中的斷火限位器(圖中未畫出)也能夠正常工作，并不會因為輸入電源的相序顛倒而限位失效。這樣即實現(xiàn)了電源相序的自適應。
圖二為本實用新型應用于絞車控制的實施例原理電路圖，也可稍加改變而用于簡易提升機、皮帶輸送機等需要自鎖運行的其它設備。
該圖在圖一的基礎上引入中間繼電器(J3)和(J4)，以便能夠分別實現(xiàn)點動和常動控制。其中(J3)為上行方向指令繼電器，(J4)為下行方向指令繼電器。相序檢測繼電器(2)采用功能一體化式結(jié)構(當然也可采用兩個分立的相序繼電檢測單元結(jié)構)，不過它同時具備輸入端斷相保護的功能。相序檢測繼電器(2)的四對輸出觸點的導向法接線構成了觸點組合(5)。圖二的工作原理與圖一基本相同，只是正方向運行指令觸點(6)由上行方向繼電器(J3)的一對常開觸點提供，反方向運行指令觸點(7)由下行方向繼點器(J4)的一對常開觸點提供，以便容易實現(xiàn)點動和常動的分別控制。圖中運行方式選擇開關(K1)和(K2)是聯(lián)動型開關，當選擇點動控制時它們同時斷開被控支路，此時只能點動運行；當選擇常動控制時它們同時接通被控支路，此時因方向指令繼電器的自鎖作用，絞車可常動運行。(JT)為停止按鈕，(SA)為上方向運行指令按鈕，(XA)為下方向運行指令按鈕。(8)是絞車上行終端限位保護開關，(9)是下行終端限位保護開關。采用本控制裝置后，無論輸入的交流電相序如何，都不會改變絞車操縱箱上運行方向指令按鈕對設備的實際操縱功能，即實現(xiàn)了電源相序的自適應。另外，由于(2)選擇了具備斷相保護功能的相序檢測繼電器，所以當電源發(fā)生斷相故障時，它們所控制的常開輸出觸點都不會吸合，所以接觸器(A1)和(A2)就都不會得電吸合，即可同時實現(xiàn)附帶的斷相保護功能。
圖三為本實用新型在PLC控制的交流雙速電梯控制系統(tǒng)中作運行方向控制的運用例(局部)。圖中的電機運行方向控制接觸器(A1)和(A2)(即電梯的上、下運行控制接觸器)分別由PLC的輸出點(Y1)和(Y2)來控制，且(Y1)為上行控制信號輸出點，(Y2)為下行控制信號輸出點。(Y1)和(Y2)的動作受PLC內(nèi)部程序控制，它們在這里就代替了運行方向指令觸點(6)和(7)的功能和作用。(8)在這里是電梯上行終端限位開關，(9)是電梯下行終端限位開關。運行方向控制器(4)的控制原理以及電源相序的自適應原理與上述完全相同，只是需要說明的是在本電梯控制裝置中，無論輸入的交流電相序如何，PLC所給出的運行方向信號始終是上行時(Y1)輸出[即(6)接通]，下行時(Y2)輸出[即(7)接通]。
本例中采用兩只具有斷相保護功能的分體式相序檢測繼電器(J1)和(J2)來代替(2)的所有功能，(也完全可以采用功能一體化式結(jié)構)。且(J1)在順相序時繼電輸出吸合，(J2)在逆相序時繼電輸出吸合。由于(J1)和(J2)的四對常開輸出觸點采用導向法接線，構成了觸點組合(5)，使得本電梯控制裝置具備了交流電相序的自適應功能和斷相保護功能。
權利要求1.一種三相交流電動機電源相序自適應正、反轉(zhuǎn)控制裝置，包括控制箱體、交流電的三相輸入端和接控制電機的三相輸出端，包括其主觸頭按通常的倒相接線法連接的正、反轉(zhuǎn)控制接觸器，還包括控制變壓器、限位開關、方向控制指令元件以及其它二次控制線路；本實用新型的特征在于在三相交流電的輸入端還接入一套包含有能夠分別檢測順、逆兩種交流電相序的相序檢測繼電器(2)，該繼電器所控制的順相序檢測繼電輸出觸點(J1-1)、(J1-2)和逆相序檢測繼電輸出觸點(J2-1)、(J2-2)按照下述的導向接線方式進行電路連接觸點(J1-1)的(a)端與觸點(J2-1)的(e)端同時與一個電機運行方向接觸器的線圈控制端相串聯(lián)，觸點(J1-1)的另一端(b)與觸點(J2-2)的(h)端同時與電機正轉(zhuǎn)控制的指令元件(6)相串聯(lián)；觸點(J1-2)的(c)端與觸點(J2-2)的(g)端同時與另一個電機運行方向接觸器的線圈控制端相串聯(lián)，觸點(J1-2)的另一端(d)與觸點(J2-1)的(f)端同時與電機反轉(zhuǎn)控制的指令元件(7)相串聯(lián)。
2.根據(jù)權利要求1所述的控制裝置，其特征是當輸入交流電的相序為順相序時，相序檢測繼電器(2)中的順相序檢測繼電輸出觸點(J1-1)、(J1-2)將同時接通，而逆相序檢測繼電輸出觸點(J2-1)、(J2-2)不會被接通；當輸入交流電的相序為逆相序時，相序檢測繼電器(2)中的順相序檢測繼電輸出觸點(J1-1)、(J1-2)將不會接通，而逆相序檢測繼電輸出觸點(J2-1)、(J2-2)將會被同時接通。
專利摘要三相交流電動機電源相序自適應正、反轉(zhuǎn)控制裝置，屬交流電動機的可逆控制技術領域。本裝置利用正、反兩個相序繼電檢測單元來參予控制交流電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)電路，使得設備的運行控制指令與設備的實際運行方向始終一致，而不會受輸入的交流電相序變化影響，也不會因輸入的交流電錯相而停機，設備的運行終端限位保護器也不會因錯相而失去保護功能。本裝置可廣泛應用于三相交流電機驅(qū)動的各類門式、橋式、塔式起重機，以及各種行車、電動葫蘆、絞車、建筑塔吊、電梯、提升機、卷揚機、皮帶輸運機、卷簾門等不允許運行方向出錯的可逆運行設備。
文檔編號H02H3/38GK2702504SQ200420008279
公開日2005年5月25日 申請日期2004年3月17日 優(yōu)先權日2004年3月17日
發(fā)明者戴開煌 申請人:戴開煌