电动工具断电自恢复过电流保护继电器

徐飞好

（ 正阳科技股份有限公司，浙江 永康 321000 ）

0 引言

电机存在随负载变化而改变电流的现象，频繁以及长时间过载可损坏电机本体，严重时甚至损毁电源。目前市场中基本采用热继电器、NTC以及电子控制等方案加以解决，但上述方案存在体积大、成本高、线路复杂等问题，控制可靠性差、实施保护后重启时间较长。针对现有技术不足，本文提出一种断电自恢复过电流保护继电器，线路简单，结构紧凑且制造方便。

1 设计思路

继电器内设有缠绕在同一磁芯上的负载线圈和保持线圈，外接电源一路通过常开触点后与保持线圈一端相连，该保持线圈的另一端与外部负载相连或负载线圈相连或电源另一极相连，该外接电源另一路通过一个常闭触点后与负载线圈一端相连，该负载线圈另一端连接外部负载。

继电器设有第一连接端、第二连接端和第三连接端，外接电源经第一连接端进入继电器从第二连接端或第三连接端流出，第一连接端与第二连接端之间设置常开触点和第二线圈，第一连接端与第三连接端之间设置常闭触点和第一线圈，第三连接端与输出电源之间设置外部负载。

可将继电器设有第一连接端和第二连接端，外接电源一路经第一连接端通过常开触点后与保持线圈一端相连，保持线圈另一端与第二连接端相连，外接电源另一路经第一连接端通过常闭触点后与负载线圈一端相连，负载线圈另一端与第二连接端相连，外接电源从第二连接端流至输出电源，第二连接端与输出电源之间设置外部负载。

还可将继电器设有第一连接端和第二连接端，外接电源一路经第一连接端通过常开触点后与保持线圈一端相连，保持线圈另一端与第二连接端相连，外接电源另一路经第一连接端通过常闭触点后与第二连接端相连，外接电源从第二连接端流至输出电源，第二连接端与输出电源之间设置外部负载，外部负载与第二连接端之间并联负载线圈。

在负载线圈上并联电容，电容视其尺寸大小可置于继电器内部或外部。为防止继电器动作过于灵敏，电容可起到延时作用，避免继电器误动作。

负载线圈的匝数远小于保持线圈的匝数。线圈匝数越多，线圈电感越大，通过相同电流产生的磁势越高，继电器的保护电流越小。负载线圈线径大于保持线圈的线径。线圈的线径越大，电阻越小，可通过电流越大。

相较于传统的控制元件，通过缠绕在同一磁芯的线圈以及受磁芯控制的常开触点和常闭触点组成的过电流保护继电器，既简化了整体电路布置、结构简单，同时，整体更紧凑，使用成本和生产成本较大程度降低。

2 技术方案

技术方案一如图1所示。图1中，继电器J内设有缠绕在同一磁芯L上的负载线圈L1和保持线圈L2，继电器J包括第一连接端3、第二连接端4和第三连接端5，电流经第一连接端3进入继电器J，从第二连接端4或第三连接端5流出，继电器J内设有缠绕在同一磁芯L上的负载线圈L1和保持线圈L2，第一连接端3与第二连接端4之间设置常开触点J2和保持线圈L2，第一连接端3与第三连接端5之间设置常闭触点J1和负载线圈L1，第三连接端5与电流输出端2之间设置负载M。负载线圈L1上并联电容C，电容C位于连接点6和连接点7之间。

图1 技术方案一

当外接电源1在开关K闭合时，电流经继电器J的第一连接端3进入继电器J，并通过常闭触点J1和负载线圈L1经继电器J的第三连接端5流出，经外部负载M回到输出电源2，机器工作。当外部负载M过载的电流达到继电器J上的磁芯L触发触点时，常开触点J2和常闭触点J1动作，常开触点J2闭合使保持线圈L2通电保持继电器J工作，常闭触点J1断开使负载线圈L1断电，外部负载M失电停止工作。

技术方案2如图2所示，继电器J内设有缠绕在同一磁芯L上的负载线圈L1和保持线圈L2，继电器J设有第一连接端3和第二连接端4，外接电源1一路经第一连接端3通过常开触点J2后与保持线圈L2一端相连，保持线圈L2另一端与第二连接端4相连，外接电源1另一路经第一连接端3通过常闭触点J1后与负载线圈L1一端相连，负载线圈L1另一端与第二连接端4相连，外接电源1从第二连接端4流至输出电源2，第二连接端4与输出电源2之间设置外部负载M。负载线圈L1并联电容C，电容C位于连接点6和连接点7之间。

方案 2

当外接电源1在开关K闭合时，电流经继电器J的第一连接端3进入继电器J，并通过常闭触点J1和负载线圈L1经继电器J的第二连接端4流出，经外部负载M回到输出电源2，机器工作。当外部负载M过载的电流达到继电器J上的磁芯L触发触点时，常开触点J2和常闭触点J1动作，常开触点J2闭合则保持线圈L2通电保持继电器J工作，常闭触点J1断开则负载线圈L1断电，继电器J的保持电流较小，外部负载M失电停止工作。

技术方案3如图3所示，继电器J内设有缠绕在同一磁芯L上的负载线圈L1和保持线圈L2，继电器J设有第一连接端3和第二连接端4，外接电源1一路经第一连接端3通过常开触点J2后与保持线圈L2一端相连，保持线圈L2另一端与第二连接端4相连，外接电源1另一路经第一连接端3通过常闭触点J1后与第二连接端4相连，外接电源1从第二连接端4流至输出电源2，第二连接端4与输出电源2之间设置外部负载M，外部负载M与第二连接端4之间并联负载线圈L1。

方案3

当外接电源1在开关K闭合时，电流经继电器J第一连接端3进入继电器J，通过常闭触点J1经继电器J的第二连接端4流出，经外部负载M回到输出电源2，机器工作。当外部负载M过载电流达到继电器J的磁芯L触发触点时，常开触点J2和常闭触点J1动作，常闭触点J1断开，常开触点J2闭合使保持线圈L2通电保持继电器J工作，继电器J的保持电流较小，外部负载M失电停止工作。其中，电容C可防止继电器J动作过于灵敏，避免继电器J误动作。

其中，由于继电器J工作，外部负载M停止工作后必须断开电源开关K使外部负载M恢复到初始状态，外部负载M才能再次启动。

3 结语

综上所述，各方案中负载线圈L1匝数和线径取决于保护电路大小；保持线圈L2匝数和线径取决于电源电压高低。电容C可置于继电器J内部或外部，根据电容C尺寸大小选择。为防止继电器J动作过于灵敏，电容C可起到延时作用，避免继电器J误动作。