CN101431232A - 一种电动机综合保护器 - Google Patents

Abstract

一种电动机综合保护器，涉及到电动机过载、缺相、三相不平衡综合保护装置。包括单片机以及分别与所述单片机相连接的电流检测模块、输出模块、显示模块、按键输入模块、电源模块。利用反时限保护原理，采用电流互感器和数字处理技术。一旦电流检测模块中的电流互感器检测到电动机发生过载、缺相或相不平衡时，通过软件系统的设置和判断，使继电器动作，断开电源与电动机的连接；发出警报，提醒对电动机进行检查。因此可有效地保护电动机。

Description

一种电动机综合保护器

技术领域

本发明涉及到电动机保护装置，特别涉及到电动机过载、缺相、三相不平衡综合保护装置。

背景技术

随着国民经济的飞速发展，电动机已经成为各行各业普遍使用的动力机械。为安全生产计，大多数的电动机都安装了热继电器作为过载保护。热继电器使用双金属片组成过流元件，电流过大时双金属片发热，变形，位移，顶开保护触点，接触器控制回路断开，主电路断电，电动机停止运行，得到了保护。一般热继电器都与交流接触器安装在一起，它与电动机的通风散热条件相差甚大，由于电流过大造成的实际温升也相差甚大，故不能对电动机实施有效的热保护。并且热继电器也不能对缺相、三相不平衡等故障进行有效保护。而市面上有一种模拟式的电动机综合保护器，具备过载、缺相等综合保护能力，但因其使用简单的模拟电路，保护精度差、调整困难、长期工作稳定性差、没有电流显示功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种高精度、高稳定性、操作方便、能够实时显示电动机工作电流和进行有效的过载、缺相、三相不平衡保护的数字式电动机综合保护器。

本发明是通过以下的技术措施来实现的：一种电动机综合保护器，包括给整个产品供电的电源模块，还包括单片机、输出模块、显示模块、按键输入模块、电流检测模块；所述的单片机具有多个输入输出端口，分别和电源模块、输出模块、显示模块、按键输入模块、电流检测模块相连接。

所述的单片机型号为Atmega8，或Atmega48、或Atmega88、或Atmega168等类似型号。

所述的电流检测模块包括电流互感线圈和若干个阻容元件构成的电子线路。

所述的显示模块包括段式液晶显示器，

被保护电动机的三相电源线穿过所述的电流检测模块中的电流互感线圈，由电流检测模块将电动机的工作电流信号转换成合适的电压信号后送入单片机，单片机对这个电压信号进行A/D转换并进行运算后得到电动机的工作电流值，通过所述的显示模块将电动机的工作电流显示出来。单片机内部软件通过对检测到的电动机工作电流进行反时限积分运算，实现精确的过载保护；通过比较检测到的电动机三相电流的差异，实现可靠的缺相和三相不平衡保护。当检测到过载、缺相、三相不平衡等异常情况时，单片机驱动输出模块断开电动机的电源。

单片机对由电流检测模块传输来的电流量进行计算和判断，通过显示模块显示电动机工作电流，当判断出发生故障时，通过输出模块控制切断电动机电源并发出告警信号，按键输入模块和显示模块共同构成人机界面用于设定参数等操作；所述的过载保护、缺相保护、三相不平衡保护功能不是由电子线路实现，而是通过软件实现，过载保护功能是由单片机对电动机工作电流和额定电流进行比较运算或反时限积分运算来实现；缺相保护、三相不平衡功能是由单片机对电动机的三相工作电流进行比较运算来实现。

通过按键输入模块，使用者可以很方便地进行参数设置，如被保护电动机的额定电流、反时限曲线、缺相动作时间、三相不平衡动作点等。

本发明采用上述技术措施后，采用电流互感技术和单片机数字处理技术，实时显示电动机运行过程中的工作电流。针对过载、缺相或三相不平衡等问题，通过软件系统进行设置和判断，达到高精确度的控制。而且稳定性好、操作方便。

附图说明

附图1为本发明实施例的电路模块结构示意图。

附图2为本发明实施例的电路原理示意图。

附图3为本发明实施例的电流检测模块电路原理示意图。

附图4为本发明实施例的输出模块电路原理示意图。

附图5为本发明实施例的显示模块电路原理示意图。

附图6为本发明实施例的按键输入模块电路原理示意图。

附图7为本发明实施例的电源模块电路原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

一种电动机综合保护器，如图1，图2所示，包括单片机1、电源模块2、输出模块3、显示模块4、按键输入模块5、电流检测模块6。内中电源模块2为所有其它模块供电，输出模块3接受单片机1的指令而向外发出控制动作，显示模块4则用来实时显示电动机的电流值与故障信息等，按键输入模块5用来输入电流设定值及其他设定值，电流检测模块6用来检测电动机的电流值以供给单片机1作比较、判断和决策之用。

如图3所示，电流检测模块6包括由电容C4～C6、电阻R3、R10、R11、R14、R15、R16和互感线圈A1、A2、A3构成的电子线路。互感线圈A1、A2、A3检测电动机的电流值，通过取样电阻R14、R15、R16将电流量转换为电压量，经电容C4、C5、C6、电阻R3、R10、R11组成的低通滤波器滤除干扰信号后输入单片机1的23，22，19脚，单片机1内部的A/D转换器将电压值(模拟量)转换成数字量，单片机1经过计算，将对应的电流值传输到显示模块4进行实时显示。电流检测模块6中没有整流电路和放大电路，电流检测功能由软件完成。

如图4所示，输出模块3包括由继电器(JDQ1)，蜂鸣器(B1)，三极管(T1)，续流二极管(D6)电容(C2、C9)、电阻(R9)构成的电子线路，单片机1的25脚通过电阻(R9)和三极管(T1)驱动继电器(JDQ1)，单片机1的24脚用于驱动蜂鸣器(B1)。单片机1对由电流检测模块6传输来的电流量实时进行计算和判断，当电动机正常运行——不能满足单片机1输出条件时，单片机1的25脚输出高电平，控制继电器JDQ1吸合，电动机得以连续运行。当电动机出现故障(过载缺相或三相电流不平衡时)——满足了单片机1输出条件时，单片机1的25脚输出低电平，控制继电器JDQ1关闭，切断电动机电源，保护电动机不受损坏。同时单片机1的24脚驱动蜂鸣器发出告警声。

如图5所示，显示模块4包括由段式液晶显示器(LCD1)、电阻R1、R2、R4、R5、R6、R7构成的电子线路。单片机1的13，12，11，10，2，1，32，31，30，28，27，26脚用于驱动段式液晶显示器(LCD1)的SEG端(4～15脚)，单片机1的17，16，15，14脚通过电阻R1、R2、R4、R5、R6、R7驱动段式液晶显示器(LCD1)的COM端(1、2、3脚)。单片机1通过内部的液晶扫描程序来控制液晶显示器LCD1，显示电动机综合保护器的工作状况。在显示模块4中没有使用专用的液晶驱动电路，由单片机(1)通过若干个电阻直接驱动。

如图6所示，按键输入模块5包括按键K1、K2、K3，分别与单片机1的7、8、9脚相连。

如图7所示，电源模块2是一个公知的电容降压型稳压电路，没有使用电源变压器。包括由电容C3、C8、C10、E1、E2，电阻R12、R13，二极管D1～D5，稳压芯片U3构成的电子线路，所述的电源模块(2)采用电容降压。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护笵围。

Claims (4)

1.一种电动机综合保护器，包括给整个产品供电的电源模块(2)，其特征在于：还包括单片机(1)、输出模块(3)、显示模块(4)、按键输入模块(5)、电流检测模块(6)；所述的单片机(1)具有多个输入输出端口，分别和电源模块(2)、输出模块(3)、显示模块(4)、按键输入模块(5)、电流检测模块(6)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动机综合保护器，其特征在于：单片机(1)型号为Atmega8，或Atmega48、或Atmega88、或Atmega168。

3.根据权利要求1所述的一种电动机综合保护器，其特征在于：所述的电流检测模块(6)包括电流互感线圈和若干个阻容元件构成的电子线路。

4.根据权利要求1所述的一种电动机综合保护器，其特征在于：显示模块(4)包括段式液晶显示器。

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