一種新型的單相電機過流保護器設計

　　1 引言

　　從雙金屬片式熱過載繼電器工作原理中可以發現熱過載繼電器有如下的缺點：

　　1. 由于采用的是受熱變形的原理，導致一些小電流(小于0.5A)單相電機很難應用;

　　2. 額定電流的調節只是通過調節插頭的距離來實現，調節較粗，且不準確;

　　3. 雙金屬片的熱變形特性會隨著時間而變化，從而導致熱過載繼電器誤動作或者不動作;

　　4. 熱過載繼電器工作在惡劣環境中，雙金屬片會因金屬腐蝕而失效;

　　5. 由于是雙金屬片受熱變形，雖然有溫度補償金屬片，環境溫度對熱過載繼電器影響仍然很大;

　　6. 從圖1可以看出，雙金屬式熱過載繼電器內部機械結構復雜，運動部件多，惡劣振動環境和安裝位置會對眾多運動部件產生影響，從而能引起繼電器不動作或者誤動作。

　　機動門脈動真空滅菌器是現代醫院必不可少的設備之一，此設備開關門的動力來自于小功率單相電機，根據設備的大小不同，額定動作電流一般在0.2A～0.5A之間，原來都是使用三相雙金屬片式熱過載繼電器來實現對門電機的保護，由于雙金屬片式熱過載繼電器存在上述缺陷，且這種門電機功率很小，堵轉電流也不大，所以造成門電機經常因保護失效而徹底損壞，使得整個滅菌器設備不能使用，給醫院正常工作帶來很大影響。所以筆者針對這種小功率的單相電機設計了新型的電子式電機過流保護器。

　　2 新型電子式單相電機過流保護器的原理和特點

　　針對傳統的雙金屬片式熱過載繼電器的這些缺陷，筆者利用二極管、運算放大器和比較器設計了一種新型的電子式單相電機過流保護器，其原理如圖2所示。保護器的IN、OUT兩端串聯到給單相電機供電的AC 220V交流回路中，交流回路正負方向工作電流Iw每次經過6個二極管和檢流電阻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。此工頻交流電壓經整流橋B1整流后，由低壓差穩壓器U1穩壓產生+5V電源，用于給整個電路供電。由D5到D8四個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，U3打開自身的開漏輸出，從而使得繼電器K1線圈得電，繼電器K1的常開觸點閉合，常閉觸點斷開。