CN105511364B - 组合式电动机参数采集控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电动机的控制设备领域，尤其涉及一种组合式电动机参数采集控制装置，包括壳体、固定在壳体上的电源输入端子和电源输出端子，所述的壳体由上壳体和下壳体扣合连接而成，壳体内设置有电源调制模块、永磁传动接触器模块、永磁传动隔离模块和电流变换模块，壳体的顶部设置有数据采集及保护控制模块，该模块的上表面设置有控制运行指示灯、保护模块指示灯、操作接口单元、操作显示单元和输入电源指示灯。本发明集对电动机的保护、控制、参数采集和数据传输功能于一体，可完成一个电动机控制箱和一台数据采集传输终端的所有功能；同时，用户只需接入输入电源和输出设备即可，大大降低接线难度和复杂电气接线造成的电气故障率。

Description

组合式电动机参数采集控制装置
技术领域
本发明属于电动机的控制设备领域，尤其涉及一种组合式电动机参数采集控制装置。
背景技术
在油田生产中，普遍采用控制箱抽油机上的电动机进行控制和保护，然而，在现有的控制箱中，通常将接触器、隔离开关等各种必要的元器件独立的安装在控制箱内，分别实现着他们各自的功能，这种传统的控制元件安装方式存在接线及联合调试繁琐，故障率高，故障判定及排除需要一定的经验及时间等问题，并且安全性差，给工作人员的人身安全带来了威胁；同时，这种布置形式占用空间大，需要设计尺寸较大的控制箱，不但不利于控制箱的安装和运输，而且导致控制箱的成本居高不下。
发明内容
本发明提供一种组合式电动机参数采集控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供了一种组合式电动机参数采集控制装置，包括壳体、固定在壳体上的电源输入端子和电源输出端子，所述的壳体由上壳体和下壳体扣合连接而成，壳体内设置有电源调制模块、永磁传动接触器模块、永磁传动隔离模块和电流变换模块，壳体的顶部设置有数据采集及保护控制模块，该模块内部设置有微控制器、电参数采集模块、串口通信模块，该模块的上表面设置有控制运行指示灯、保护模块指示灯、操作接口单元、操作显示单元和输入电源指示灯，所述的电参数采集模块、串口通信模块、控制运行指示灯、保护模块指示灯、操作接口单元、操作显示单元和输入电源指示灯均连接在数据采集及保护控制模块内的微控制器上，所述的电源输入端子、永磁传动隔离模块、永磁传动接触器模块和电源输出端子依次连接，所述的电源调制模块的输入端连接在永磁传动隔离模块和永磁传动接触器模块之间，电源调制模块的输出端与数据采集及保护控制模块内的电参数采集模块连接，永磁传动接触器模块和电源输出端子之间设置有电流互感器，电流互感器与电流变换模块的输入端连接，电流变换模块的输出端与数据采集及保护控制模块内的电参数采集模块连接。
壳体内设置有尺寸与各模块的尺寸相匹配的容纳腔，所述的电源调制模块、永磁传动接触器模块、永磁传动隔离模块、电流变换模块和数据采集及保护控制模块均设置在所述的容纳腔内。所述的数据采集及保护控制模块内设置有无线通信模块。所述的无线通信模块为GPRS通信模块。所述的数据采集及保护控制模块内设置有USB驱动模块，与USB驱动模块连接的USB接口设置在本装置的侧面。所述的永磁传动隔离模块的上方设置有用于切换其通断状态的机械驱动机构。
所述的机械驱动机构主要由安装在上壳体内的隔离驱动游架和铰接在上壳体上的隔离操作扳手组成，旋转隔离操作扳手，隔离操作扳手通过其头部的偏心轮驱动隔离驱动游架向靠近永磁传动隔离模块的方向移动，永磁传动隔离模块在隔离驱动游架的作用下实现通断状态的切换，隔离驱动游架与永磁传动隔离模块之间设置有用于使隔离驱动游架复位的游动架弹簧。
本发明的有益效果为：
1、本发明集对电动机的保护、控制、参数采集和数据传输功能于一体，可完成一个电动机控制箱和一台数据采集传输终端的所有功能；同时，由于采用集成化设计，用户只需接入输入电源和输出设备即可，大大降低接线难度和复杂电气接线造成的电气故障率。
2、各功能单元均采用模块化结构，可实现功能和结构的快速拼合，适应不同控制产品的特殊控制需求，同时可根据功能和结构的组合情况衍生出系列产品。
3、将各模块安装在壳体内设置的与各模块尺寸相适应的容纳腔内，与将各模块设置在一块电路板上的布置方式相比，可大大减小装置的外形尺寸，也更便于各模块的检测、更换和维修。
4、用于切换永磁传动隔离模块通断状态的机械驱动机构与电气分断装置间无机械连接结构，大大减少了由机械连接部分故障引起的功能失效问题。
5、本发明设置的无线通信模块可实现数据的远程传输，以此处设计为基础可实现对电动机运行参数的远程监控。
6、本发明设置的USB接口即可作为与计算机连接的数据接口，又可作为移动存储设备插口用来拷贝数据。
7、各指示灯没有设置在一起，而是分别设置在各自的独立区域，使得各种工作状态更清晰，一目了然。
8、所述的操作接口单元由一个功能键和四个方向键组成，简单的结构可适应不同技术水平的操作人员，即可快速简单设置，也可进入工厂级设置，优化个功能模块的功能、模式等。
9、永磁传动隔离模块和永磁传动接触器模块均采用真空灭弧方法和永磁体驱动，大大提高装置电气寿命，消除机械连接可能的故障点，简化装置机械结构。
附图说明
图1是本发明的主视图的剖视图；
图2是图1的俯视图；
图3是各部分的电气连接框图。
图中，1-电源输入端子，2-上壳体，3-隔离操作扳手，4-隔离驱动游架，5-数据采集及保护控制模块，6-电源调制模块，7-永磁传动接触器模块，8-游动架弹簧，9-永磁传动隔离模块，10-电流变换模块，11-下壳体，12-控制运行指示灯，13-保护模块指示灯，14-操作接口单元，15-操作显示单元，16-输入电源指示灯，17-电源输出端子，18-电流互感器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
本实施例包括壳体、固定在壳体上的电源输入端子1和电源输出端子17，所述的壳体由上壳体2和下壳体11扣合连接而成。
壳体内设置有电源调制模块6、永磁传动接触器模块7、永磁传动隔离模块9和电流变换模块10，壳体的顶部设置有数据采集及保护控制模块5。各功能单元均采用模块化结构，可根据使用需求选用参数不同的模块进行组装，实现功能和结构的快速拼合，适应不同控制产品的特殊控制需求，同时可根据功能和结构的组合情况衍生出系列产品。
电源调制模块6的作用是为数据采集及保护控制模块5供电。永磁传动隔离模块9和永磁传动接触器模块7均采用真空灭弧方法和永磁体驱动，大大提高装置电气寿命，消除机械连接可能的故障点，简化装置机械结构。永磁传动隔离模块9的作用是通过机械方式实现可靠的电路通断。电流变换模块10的作用是将电流互感器18采集的信号变换后发送给数据采集及保护控制模块5。
数据采集及保护控制模块5内部设置有微控制器、电参数采集模块、串口通信模块，该模块的上表面设置有控制运行指示灯12、保护模块指示灯13、操作接口单元14、操作显示单元15和输入电源指示灯16，电参数采集模块的作用是采集外部输入的电压和电流信号，串口通信模块的作用是实现串口数据通信，以便将本发明采集的数据输出。各指示灯分别设置在各自的独立区域，与集中布置在一起的布置方式相比，各指示灯的状态更便于区分和观察，视觉上不宜混淆，使得各种工作状态更清晰，一目了然，避免误判。操作接口单元14由一个功能键和四个方向键组成，简单的结构可适应不同技术水平的操作人员，即可快速简单设置，也可进入工厂级设置，以优化各功能模块的功能、模式等。
所述的电参数采集模块、串口通信模块、控制运行指示灯12、保护模块指示灯13、操作接口单元14、操作显示单元15和输入电源指示灯16均连接在数据采集及保护控制模块5内的微控制器上，所述的电源输入端子1、永磁传动隔离模块9、永磁传动接触器模块7和电源输出端子17依次连接，所述的电源调制模块6的输入端连接在永磁传动隔离模块9和永磁传动接触器模块7之间，电源调制模块6的输出端与数据采集及保护控制模块5内的电参数采集模块连接，永磁传动接触器模块7和电源输出端子17之间设置有电流互感器18，电流互感器18与电流变换模块10的输入端连接，电流变换模块10的输出端与数据采集及保护控制模块5内的电参数采集模块连接。
壳体内设置有尺寸与各模块的尺寸相匹配的容纳腔，所述的电源调制模块6、永磁传动接触器模块7、永磁传动隔离模块9、电流变换模块10和数据采集及保护控制模块5均设置在所述的容纳腔内。将各模块安装在壳体内设置的与各模块尺寸相适应的容纳腔内，与将各模块设置在一块电路板上的布置方式相比，可大大减小装置的外形尺寸，也更便于各模块的检测、更换和维修。
所述的数据采集及保护控制模块5内设置有无线通信模块。无线通信模块为GPRS通信模块。通过无线通信模块可实现数据的远程传输，以此处设计为基础可实现对电动机运行参数的远程监控，工作人员不去现场就可以对及时掌握电动机的运行工况，节省了人力物力。
所述的数据采集及保护控制模块5内设置有USB驱动模块，与USB驱动模块连接的USB接口设置在本装置的侧面。USB接口既可作为与计算机连接的数据接口，又可作为移动存储设备插口用来拷贝数据，以电子信息的形式将数据输出、复制，与现有的采用纸笔记录数据的方式相比，不但提高了数据采集的工作效率，也免去了后期对数据进行计算机分析处理时人工打字录入数据的步骤，便于数据的分析。
所述的永磁传动隔离模块9的上方设置有用于切换其通断状态的机械驱动机构。该机构主要由安装在上壳体2内的隔离驱动游架4和铰接在上壳体2上的隔离操作扳手3组成，旋转隔离操作扳手3，隔离操作扳手3通过其头部的偏心轮驱动隔离驱动游架4向靠近永磁传动隔离模块9的方向移动，永磁传动隔离模块9在隔离驱动游架4的作用下实现通断状态的切换，隔离驱动游架4与永磁传动隔离模块9之间设置有用于使隔离驱动游架4复位的游动架弹簧8。所述的机械驱动机构与电气分断装置(即永磁传动隔离模块9)间仅有接触而无机械连接，大大减少了由机械连接部分故障引起的功能失效问题。
本发明集对电动机的保护、控制、参数采集和数据传输功能于一体，可完成一个电动机控制箱和一台数据采集传输终端的所有功能；同时，由于采用集成化设计，用户只需接入输入电源和输出设备即可，大大降低接线难度和复杂电气接线造成的电气故障率。

Claims (6)

1.一种组合式电动机参数采集控制装置，包括壳体、固定在壳体上的电源输入端子(1)和电源输出端子(17)，其特征在于：所述的壳体由上壳体(2)和下壳体(11)扣合连接而成，壳体内设置有电源调制模块(6)、永磁传动接触器模块(7)、永磁传动隔离模块(9)和电流变换模块(10)，壳体的顶部设置有数据采集及保护控制模块(5)，该模块内部设置有微控制器、电参数采集模块、串口通信模块，数据采集及保护控制模块(5)的上表面设置有控制运行指示灯(12)、保护模块指示灯(13)、操作接口单元(14)、操作显示单元(15)和输入电源指示灯(16)，所述的电参数采集模块、串口通信模块、控制运行指示灯(12)、保护模块指示灯(13)、操作接口单元(14)、操作显示单元(15)和输入电源指示灯(16)均连接在数据采集及保护控制模块(5)内的微控制器上，所述的电源输入端子(1)、永磁传动隔离模块(9)、永磁传动接触器模块(7)和电源输出端子(17)依次连接，所述的电源调制模块(6)的输入端连接在永磁传动隔离模块(9)和永磁传动接触器模块(7)之间，电源调制模块(6)的输出端与数据采集及保护控制模块(5)内的电参数采集模块连接，永磁传动接触器模块(7)和电源输出端子(17)之间设置有电流互感器(18)，电流互感器(18)与电流变换模块(10)的输入端连接，电流变换模块(10)的输出端与数据采集及保护控制模块(5)内的电参数采集模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种组合式电动机参数采集控制装置，其特征在于：所述的壳体内设置有尺寸与各模块的尺寸相匹配的容纳腔，所述的电源调制模块(6)、永磁传动接触器模块(7)、永磁传动隔离模块(9)、电流变换模块(10)和数据采集及保护控制模块(5)均设置在所述的容纳腔内。
3.根据权利要求1所述的一种组合式电动机参数采集控制装置，其特征在于：所述的数据采集及保护控制模块(5)内设置有无线通信模块。
4.根据权利要求3所述的一种组合式电动机参数采集控制装置，其特征在于：所述的无线通信模块为GPRS通信模块，所述的数据采集及保护控制模块(5)内设置有USB驱动模块，与USB驱动模块连接的USB接口设置在本装置的侧面。
5.根据权利要求1所述的一种组合式电动机参数采集控制装置，其特征在于：所述的永磁传动隔离模块(9)的上方设置有用于切换其通断状态的机械驱动机构。
6.根据权利要求5所述的一种组合式电动机参数采集控制装置，其特征在于：所述的机械驱动机构主要由安装在上壳体(2)内的隔离驱动游架(4)和铰接在上壳体(2)上的隔离操作扳手(3)组成，旋转隔离操作扳手(3)，隔离操作扳手(3)通过其头部的偏心轮驱动隔离驱动游架(4)向靠近永磁传动隔离模块(9)的方向移动，永磁传动隔离模块(9)在隔离驱动游架(4)的作用下实现通断状态的切换，隔离驱动游架(4)与永磁传动隔离模块(9)之间设置有用于使隔离驱动游架(4)复位的游动架弹簧(8)。
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