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低压电气和低压电器技术之6——讨论电动机保护器的原理图

2016-01-20 09:01来源:知乎作者:PatrickZhang关键词:电流互感器熔断器低压电器收藏点赞

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请大家注意到图中电容和R1、R2、R3的关系:电阻在前,电容在后,这就是积分电路。换句话说,这里的电容起到电机缺相保护信号的延迟作用。

我们初步确定延迟时间为4秒。

时间常数等于电阻与电容的乘积。由于这里的R1和R2分别接到交流电源的两相,而交流电源的内阻极小,几乎可以忽略不计,因此我们由此知道,时间常数中的电阻就是两只电阻的并联值,也即270/2=135千欧

我们还知道,当3倍时间常数时,电容上的电压基本充满。于是把4秒除以3,得到时间常数为1.333秒。把1.333除以135千欧,得到4.94X10^6法拉。取标称值,得到电容的容量为5微法。电容的耐压为690V

现在先给大家说明一个很有用的设计原则。我们先来看下图:

大家注意看,图中的R1和R2产生了分压,R2上的电压等于UR2/(R1+R2)。但是我们从中间抽走了一部分电流,这样就一定会影响到R2上的分压值。那么抽走的这部分电流与支路中的电流有什么关系呢?从以上简单的推导中我们看出,只要支路电流等于抽走的电流的10倍,则R2上的分压几乎没有影响,抽走后R2的分压为之前的90%。

这就是在电路设计中的原则。此原则非常好用,在电路设计中比比皆是,请大家充分注意。

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最后,给大家介绍几个相关的电路,如下:

图中与TA1到TA3相连的是整流二极管,之后的是稳压二极管。前者用于整流,将电流/电压变换器输出的交流电压信号整流成直流信号,然后再用稳压二极管削幅

当三相电流平衡时,六只整流二极管输出的直流电压很低,接近于零。其后部又有稳压二极管对电压削幅,故稳压二极管后部通过电阻连接的一只电容上的电压很低 。

当电动机过载时,三相电流急剧增大,于是二极管整流后的直流电压也增大,此电压减去稳压二极管的电压后,其差值在后部电容上充电 。

换句话说,此电容上的电压值与电机过载相关,而且是经过一定时间的延迟 。

知道为什么?我们看到电容的前端有一只电阻,由此构成了RC延迟电路。我们来看看电阻与电容的乘积等于什么:

电阻X电容=(电压/电流)X(电量/电压)=(电压/电流)X(电流X时间/电压)=时间 。

所以,RC电路也被称为延时电流。这里的RC电路用于对电动机过载保护的延迟动作。

现在我们来看看晶体管电路,如下:

我们在图中首先看到由三个二极管构成的电路,它有一个名字,叫做正与门,就是对于高电平脉冲,这个电路允许通过,而低电平脉冲,这个电路则关闭。

再看后面由T1和T2构成的电路,它有一个名字,叫做施密特触发器。我也不清楚这个触发器是否是一位叫做施密特的人发明的。

我们先来看左图:这里的晶体管处于开关状态:当是输入信号是高电平脉冲时,晶体管饱和,它输出低电平,也即输出与输入电压正好反相。

再看T1晶体管:当输入信号是零电平时,晶体管T1截止关断,所以它的集电极电压Uct1为高电平。Uct1取高电平的结果是T2导通,T2的集电极电压Uct2取低电平。T3是PNP管,其电压极性与NPN管正好相反,所以当T2的集电极取低电平后,这个电压对于PNP管来说,正好是让它导通的电压。T3导通后,其集电极所接的继电器K就导通。

当T1的基极输入信号为高电平时,T1导通,T2截止,T3也跟着截止,继电器K关断返回。

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