一种新型的单相电机过流保护器设计

　　1 引言

　　从双金属片式热过载继电器工作原理中可以发现热过载继电器有如下的缺点：

　　1. 由于采用的是受热变形的原理，导致一些小电流(小于0.5A)单相电机很难应用;

　　2. 额定电流的调节只是通过调节插头的距离来实现，调节较粗，且不准确;

　　3. 双金属片的热变形特性会随着时间而变化，从而导致热过载继电器误动作或者不动作;

　　4. 热过载继电器工作在恶劣环境中，双金属片会因金属腐蚀而失效;

　　5. 由于是双金属片受热变形，虽然有温度补偿金属片，环境温度对热过载继电器影响仍然很大;

　　6. 从图1可以看出，双金属式热过载继电器内部机械结构复杂，运动部件多，恶劣振动环境和安装位置会对众多运动部件产生影响，从而能引起继电器不动作或者误动作。

　　机动门脉动真空灭菌器是现代医院必不可少的设备之一，此设备开关门的动力来自于小功率单相电机，根据设备的大小不同，额定动作电流一般在0.2A～0.5A之间，原来都是使用三相双金属片式热过载继电器来实现对门电机的保护，由于双金属片式热过载继电器存在上述缺陷，且这种门电机功率很小，堵转电流也不大，所以造成门电机经常因保护失效而彻底损坏，使得整个灭菌器设备不能使用，给医院正常工作带来很大影响。所以笔者针对这种小功率的单相电机设计了新型的电子式电机过流保护器。

　　2 新型电子式单相电机过流保护器的原理和特点

　　针对传统的双金属片式热过载继电器的这些缺陷，笔者利用二极管、运算放大器和比较器设计了一种新型的电子式单相电机过流保护器，其原理如图2所示。保护器的IN、OUT两端串联到给单相电机供电的AC 220V交流回路中，交流回路正负方向工作电流Iw每次经过6个二极管和检流电阻R0(R0的电阻值为0.51欧姆)，所以在IN、OUT两端产生值为6*Vf+Iw*R0的交流电压，由于二极管压降Vf大致固定为1V左右，电机的额定电流在0.2-0.5A左右，所以此交流电压值为AC 6.1—6.4V。此工频交流电压经整流桥B1整流后，由低压差稳压器U1稳压产生+5V电源，用于给整个电路供电。由D5到D8四个二极管组成整流电路使得检流电阻R0两端的电压
压高于参考电压Vref时，U3打开自身的开漏输出，从而使得继电器K1线圈得电，继电器K1的常开触点闭合，常闭触点断开。