CN201061123Y

CN201061123Y - 电机智能保护器

Info

Publication number: CN201061123Y
Application number: CNU2007200133579U
Authority: CN
Inventors: 刘万更
Original assignee: 刘万更
Current assignee: Chaoyang Jiahua Electronic Co., Ltd.
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2008-05-14
Anticipated expiration: 2017-07-17

Abstract

一种三相电流一体化结构互感器的电机智能保护器，它包括有保护器壳体、互感器和保护电路，其技术要点是：在保护器内设置有一用于采集电机输出电流信号的互感器单元，该互感器单元的输出端与保护电路的数据信号处理电路输入端相连接，该数据信号处理电路的输出端与电机控制开关相连接，该数据信号处理电路还与保护电路中带有按键的显示电路相连接。本实用新型对电机的过流保护精度高，灵敏度高，克服了传统保护器低灵敏和电流保护点精度差缺点；该保护器还具有断相保护、过流保护、欠流保护、欠压保护、三项不平衡保护、电机错误状态记录。产品具有安全可靠性高，结构简单合理，安装维护方便，应用范围宽等特点。

Description

电机智能保护器

技术领域

本实用新型属于电机控制系统技术领域，具体地说是一种用于电机的缺相、过流、欠流、欠压、三项不平衡保护的电机智能保护器。

背景技术

现有技术的电机保护器通常进行缺相、过流保护、电机保护器种类繁多，结构各异。其中电机缺相、过流保护是运用模拟电路，模拟电路一个特点是抗干扰性差，电路延时性靠纯模拟电路特性设定，可修改性差，且电机一项断相时，该相电流急剧减小，从而使保护电路产生相应的动作，切断电机的供电电源。由于电机在缺相情况下运行，缺相电流不为零，电机在负荷较小的情况下，缺相的电流值与其它相的电流值比较差别不明显，容易造成电机保护器保护动作不灵敏，对电机的缺相保护不是很可靠。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种三相电流一体化结构互感器的电机智能保护器。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括有保护器壳体、互感器和保护电路，其特征是：在保护器内设置有一用于采集电机输出电流信号的互感器单元，该互感器单元的输出端与保护电路的数据信号处理电路输入端相连接，该数据信号处理电路的输出端与电机控制开关相连接，该数据信号处理电路还与保护电路中带有按键的显示电路相连接。

上述互感器单元包括有一整体框架，在整体框架内均匀分布有三个空心互感线圈定位柱；在该空心互感线圈定位柱上分别设置有一个互感线圈。上述三个互感线圈的输出方式采用四线制输出。

本实用新型互感器单元内的互感线圈优化的匝数比为450-550∶1；互感线圈匝数与矽钢片优化的片数比为450-550∶42。

上述结构的数据信号处理电路采用单片机电路来实现。

本实用新型为使电机保护器具有完备的功能，实现综合保护，启动躲峰延时、过流保护延时、欠流保护延时、欠压保护延时以及保护值上下限都可根据现场要求进行设置。

在内部电路中主要以微控器为核心对电流、电压采样、处理及控制全部都以软件为基础，通过相应的算法，实现电流过流、欠流、欠压、三项不平衡进行有效的保护，内部电路主要采用数字电路，抗干扰性强。启动延时、保护延时能根据现场需求进行自由设置，外存能记录电机的运行状态，方便作业人员检修、维护；显示电路实时显示电机状态；整机结构简单，易于安装、使用；电机正常工作时发光二极管发绿色光，不正常工作时发红色光。

本实用新型的电路采样设计以数字电路为主，从而避免了纯模拟电路抗干扰差、保护时间无法根据现场情况变化更改、判断三项电源是否有缺相造成保护灵敏度低、保护可靠性差的缺陷；该电机智能保护器可靠性高，实用安全可靠，且产品成本低，结构简单合理，安装、使用、维护方便，应用范围宽等特点。

附图说明

图1是本实用新型壳体的剖视结构示意图；

图2是图1中的互感器放大结构示意简图；

图3是本实用新型的方框原理图；

图4是本实用新型的保护电路原理图；

图5是本实用新型的带有按键的显示电路原理图；

下面将通过实例对本实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

实例1

由图1～3所示，图中的1为保护器壳体，在保护器壳体1内设置有一用于采集电机输出电流信号的互感器单元2，该互感器单元2的输出端与保护电路中的数据信号处理电路B输入端相连接，该数据信号处理电路B的输出端与电机控制开关相连接，该数据信号处理电路还与保护电路中带有按键的显示电路A相连接。

上述互感器单元包括有一整体框架25，在整体框架内均匀分布有三个空心互感线圈定位柱21，在每个空心互感线圈定位柱21上分别设置有一由矽钢片23、绕组22组成的互感线圈，互感线圈的匝数比为500∶1，互感线圈匝数与矽钢片片数比为500∶42。另外，图中的24为互感线圈骨架。上述三个互感线圈的输出方式采用四线制输出。

本结构在使用前，先将互感器通过三个接线插口26套装在接触器的接线板上，将各互感线圈的输出线D、E、G和公共线F分别接到保护电路中单片机电路的输入端(下述图4所示的互感器端子HGXQ，其中端子1与D连接，端子2与E连接，端子3与G连接，端子4与F连接)。

一、本结构保护器电路由以下九部分电路构成，如图4-图5所示：

1、保护器电源电路包含D1-D4二极管整流电路、C1-C3电容滤波电路、U6和U7稳压片的稳压电路、D5是电压负偏二极管共同组成；

2、保护器运算放大器电路包含运算放大器芯片U4、其外围电阻R16-R32、稳压二极管D6-D9共同组成；

3、保护器采样电路包含采样芯片U2、其外围下拉电阻R12-R15、其外围滤波电容C5共同组成；

4、保护器接收发送电路包含接收发送芯片U3、其外围滤波电容C6共同组成；

5、保护器储存电路包含储存芯片U5、其外围上拉电阻R9和R10共同组成；

6、保护器的单片机电路包含单片机芯片U1、由晶振X1及电容C7和C8构成起振电路、滤波电容C4、上拉电阻R1-R8及上拉电阻R11共同组成；

7、保护器控制电路包含电阻R33、三极管Q1共同组成；

8、保护器接线端子电路包含显示按键端子JP1、电源输入端子AC、控制端子JDQ、数据接收和发送端子TRX、启动停止按钮端子QT、互感器端子HGXQ；

9、保护电路的带按键的显示电路见如图5所示的带按键的显示电路工作原理说明。

二、保护器电路的工作原理：

该保护器是配合用电设备如：电机一起使用，把保护器与电机按接线图连接好，根据电机的电参数，在启动设备之前应该把相应的电参数设置好，具体是：启动时间、不平衡系数、电流上下限值、是否断电来电自动启动、保护延迟时间等，把这些电参数保存在储存芯片U5内，这些设置是通过按键操作来设置的，参看下面5，另外启动时间和保护延时时间都是靠单片机软件来实现，无需要外接其它电路。

1、当“启动停止按钮端子QT”接收到按钮信号INT0或者INT1为低电平，单片机接收该低电平信号，做出相应的控制，控制三极管Q1的B极使得三极管Q1导通，从而控制电器设备做出相应的启动或者停止操作；

2、在电机正常工作状态下，当电信号进入到运算放大电路经其放大，进入采样电路经其采样，进入单片机电路，单片机电路对电信号进行软件处理，通过接线端子JP1在显示电路依次显示三项电流值。

3、当单片机电路接收到来自按键S1-S4的电信号，经过单片机电路判断，能做出以下操作：

1)、当按下S1键使得单片机电路复位；

2)、当按下S2键实现菜单操作；

3)、当按下S3键实现加操作；

4)、当按下S4键实现减操作。

4、在电机非正常工作状态下，当电信号进入到运算放大电路经其放大，进入采样电路经其采样，进入单片机电路，单片机电路对电信号进行软件处理，通过接线端子JP1在显示电路显示错误状态，通过错误显示，能判断是过流、欠流、过压、欠压、三项不平衡等错误状态，并把错误状态写入储存电路芯片中。

5、在设置电机的各项电参数，通过按键S2-S4，能把电机的各项电参数通过单片机保存在储存电路中，一旦写入必须通过再修改才能改变。当单片机采集的电信号与保存的电参数进行比较，如果超出设定范围，则执行4操作。

三、显示板电路工作原理说明

电机智能保护器显示板电路，包含键盘电路、复位电路、蜂鸣器电路、报警显示和动态扫描数码显示驱动电路组成。内部电路特征：S1，S2，S3，S4组成键盘电路；R6，S1，C0组成复位电路，其中S1为复位按钮；R2，D1，LD2组成报警显示电路；R5，Q5，U1(蜂鸣器)组成蜂鸣器电路；RP1，Q1-Q4，DS(数码块)，R1-R4组成动态扫描数码显示电路。

原理描述：

键盘电路：当S2，S2，S4按钮按下时，JP1接口的1，2，3脚为低电平；弹起时为高电平。

S1按钮为复位键：当S1按下时，JP1的11脚为高电平，使单片机电路强制复位。R6，C0组成上电复位电路。当电源加电时，R6，C0组成的RC电路使单片机上电复位。

蜂鸣器电路：当JP1的4脚为高电平时，三极管Q5截止，蜂鸣器不发声；当其为低电平时，三极管Q5导通，自振式蜂鸣器发声。

报警显示电路：JP1的5脚、21脚控制LD2双色发光管，使其显示绿色(正常)、红色(报警状态)。

数码动态扫描显示驱动电路：单片机把要显示的数的段码送到JP1的13-20脚上，然后控制位选信号JP1的6-9脚其中之一，要显示的位控制信号为低电平时，这位点亮；以同样方式控制其它位显示相应的数据。

Claims

1.一种电机智能保护器，它包括有保护器壳体、互感器和保护电路，其特征是：在保护器内设置有一用于采集电机输出电流信号的互感器单元，该互感器单元的输出端与保护电路的数据信号处理电路输入端相连接，该数据信号处理电路的输出端与电机控制开关相连接，该数据信号处理电路还与保护电路中带有按键的显示电路相连接。

2.根据权利要求1所述的电机智能保护器，其特征是：互感器单元包括有一整体框架，在整体框架内均匀分布有三个空心互感线圈定位柱；在该空心互感线圈定位柱上分别设置有一个互感线圈。上述三个互感线圈的输出方式采用四线制输出。

3.根据权利要求2所述的电机智能保护器，其特征是：其特征是：互感线圈的匝数比为450-550∶1。

4.根据权利要求2所述的电机智能保护器，其特征是：其特征是：互感线圈匝数与矽钢片片数比为450-550∶42。

5.根据权利要求1所述的电机智能保护器，其特征是：数据信号处理电路为单片机电路。