一種新型的單相電機(jī)過(guò)流保護(hù)器設(shè)計(jì)

　　1 引言

　　從雙金屬片式熱過(guò)載繼電器工作原理中可以發(fā)現(xiàn)熱過(guò)載繼電器有如下的缺點(diǎn)：

　　1. 由于采用的是受熱變形的原理，導(dǎo)致一些小電流(小于0.5A)單相電機(jī)很難應(yīng)用;

　　2. 額定電流的調(diào)節(jié)只是通過(guò)調(diào)節(jié)插頭的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)較粗，且不準(zhǔn)確;

　　3. 雙金屬片的熱變形特性會(huì)隨著時(shí)間而變化，從而導(dǎo)致熱過(guò)載繼電器誤動(dòng)作或者不動(dòng)作;

　　4. 熱過(guò)載繼電器工作在惡劣環(huán)境中，雙金屬片會(huì)因金屬腐蝕而失效;

　　5. 由于是雙金屬片受熱變形，雖然有溫度補(bǔ)償金屬片，環(huán)境溫度對(duì)熱過(guò)載繼電器影響仍然很大;

　　6. 從圖1可以看出，雙金屬式熱過(guò)載繼電器內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)部件多，惡劣振動(dòng)環(huán)境和安裝位置會(huì)對(duì)眾多運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生影響，從而能引起繼電器不動(dòng)作或者誤動(dòng)作。

　　機(jī)動(dòng)門(mén)脈動(dòng)真空滅菌器是現(xiàn)代醫(yī)院必不可少的設(shè)備之一，此設(shè)備開(kāi)關(guān)門(mén)的動(dòng)力來(lái)自于小功率單相電機(jī)，根據(jù)設(shè)備的大小不同，額定動(dòng)作電流一般在0.2A～0.5A之間，原來(lái)都是使用三相雙金屬片式熱過(guò)載繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)電機(jī)的保護(hù)，由于雙金屬片式熱過(guò)載繼電器存在上述缺陷，且這種門(mén)電機(jī)功率很小，堵轉(zhuǎn)電流也不大，所以造成門(mén)電機(jī)經(jīng)常因保護(hù)失效而徹底損壞，使得整個(gè)滅菌器設(shè)備不能使用，給醫(yī)院正常工作帶來(lái)很大影響。所以筆者針對(duì)這種小功率的單相電機(jī)設(shè)計(jì)了新型的電子式電機(jī)過(guò)流保護(hù)器。

　　2 新型電子式單相電機(jī)過(guò)流保護(hù)器的原理和特點(diǎn)

　　針對(duì)傳統(tǒng)的雙金屬片式熱過(guò)載繼電器的這些缺陷，筆者利用二極管、運(yùn)算放大器和比較器設(shè)計(jì)了一種新型的電子式單相電機(jī)過(guò)流保護(hù)器，其原理如圖2所示。保護(hù)器的IN、OUT兩端串聯(lián)到給單相電機(jī)供電的AC 220V交流回路中，交流回路正負(fù)方向工作電流Iw每次經(jīng)過(guò)6個(gè)二極管和檢流電阻R0(R0的電阻值為0.51歐姆)，所以在IN、OUT兩端產(chǎn)生值為6*Vf+Iw*R0的交流電壓，由于二極管壓降Vf大致固定為1V左右，電機(jī)的額定電流在0.2-0.5A左右，所以此交流電壓值為AC 6.1—6.4V。此工頻交流電壓經(jīng)整流橋B1整流后，由低壓差穩(wěn)壓器U1穩(wěn)壓產(chǎn)生+5V電源，用于給整個(gè)電路供電。由D5到D8四個(gè)二極管組成整流電路使得檢流電阻R0兩端的電壓
壓高于參考電壓Vref時(shí)，U3打開(kāi)自身的開(kāi)漏輸出，從而使得繼電器K1線圈得電，繼電器K1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。