CN201146372Y - 电机保护系统 - Google Patents

电机保护系统 Download PDF

Info

Publication number
CN201146372Y
CN201146372Y CNU2007203065677U CN200720306567U CN201146372Y CN 201146372 Y CN201146372 Y CN 201146372Y CN U2007203065677 U CNU2007203065677 U CN U2007203065677U CN 200720306567 U CN200720306567 U CN 200720306567U CN 201146372 Y CN201146372 Y CN 201146372Y
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
voltage
motor
chip computer
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNU2007203065677U
Other languages
English (en)
Inventor
杨武强
范文华
陈大军
宫清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BYD Co Ltd
Original Assignee
BYD Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BYD Co Ltd filed Critical BYD Co Ltd
Priority to CNU2007203065677U priority Critical patent/CN201146372Y/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201146372Y publication Critical patent/CN201146372Y/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

本实用新型提供一种电机保护系统，包括人机模块、通信模块、报警模块、保护模块、电流互感模块、电压互感模块、整流模块和数据采集模块，还包括单片机模块、温度测量模块和电源调节模块；单片机模块通过温度测量模块采集电机的温度数据，判断电机是否过热；单片机模块与电源调节模块电连接，通过电源调节模块调节输入电机的电压和电流。本实用新型提供的电机保护系统，对电机温度进行实时监控，防止电机烧毁。

Description

电机保护系统
技术领域
本实用新型涉及紧急保护电路装置，特别涉及一种电机保护系统。
背景技术
电气传动系统中的电机，如泵站泵机、炉窑风机等，常常是昼夜连续运行。在这类系统中，如果电机出现异常运行情况而未及时发现与排除，就会造成电机及相关设备损坏。
目前最常用的是电子式电机保护装置。这些电机保护装置的主要方法是通过检测电机的工作电流和工作电压的变化判断电机是否短路、过载、缺相等。其具体实施方法是对电机每相的电流和电压进行采样，进行故障判断，若出现故障就进行断闸保护。这种保护方法有一定的智能性但还不够全面，因为有时电机在高温环境下运行时，即使电机不出现故障，也很可能由于电机运行时间过长造成绕组温度升高而破坏其绝缘层，或者由于电机的通风孔堵塞、电机的散热装置损坏等原因造成电机的温度过高，这些原因都会造成电机的烧毁或者造成加快电机的老化。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种电机保护系统，能够对电机进行监控，防止电机烧毁损坏。
本实用新型提供一种电机保护系统，包括人机模块、通信模块、报警模块、保护模块、电流互感模块、电压互感模块、整流模块和数据采集模块，其特征在于，还包括单片机模块、温度测量模块和电源调节模块；
上述单片机模块通过温度测量模块采集电机的温度数据，判断电机是否过热；单片机模块与电源调节模块电连接，通过电源调节模块调节输入电机的电压和电流；
电流互感模块和电压互感模块分别从电源调节模块处采样输入电机的电流和电压，并将电流和电压输入至整流模块进行调制，整流模块将调制后的电流和电压输入至数据采集模块，数据采集模块将采集到的电流和电压输入至单片机模块进行处理，单片机将采集到的电流和电压传输给通信模块；
优选地，单片机模块还分别与人机模块、报警模块、保护模块电连接，通过人机模块向单片机模块输入指令，单片机模块通过报警模块对电机过热进行报警，单片机模块通过保护模块对电机进行断电保护。
优选地，上述电机保护系统还包括看门狗模块，上述看门狗模块与单片机模块电连接，看门狗模块检测单片机模块内的检测程序是否按照顺序执行。
优选地，上述温度测量模块采用单总线数字式温度传感器。
优选地，上述通信模块采用RS485串行接口和MAX1480B芯片，MAX1480B芯片通过RS485串行接口与外界连接。
优选地，上述电源调节模块采用自耦合变压器和滑竿，滑竿通过改变变压比改变自耦合变压器的输出电压。
优选地，上述看门狗模块采用X5045可编程看门狗定时器。
本实用新型提供的电机保护系统，对电机温度进行实时监控，防止电机烧毁。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例的结构示意图；
图2是本实用新型第二实施例的结构示意图；
图3是本实用新型第一实施例中数据采集模块的电路示意图；
图4是本实用新型第一实施例中电源调节模块的电路示意图；
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
参照图1，示出本实用新型第一实施例的结构示意图，本实用新型电机保护系统包括人机模块80、通信模块110、报警模块90、保护模块100、电流互感模块20、电压互感模块30、整流模块40和数据采集模块50、单片机模块70、温度测量模块60和电源调节模块10。
单片机模块70与温度测量模块60和电源调节模块10电连接，单片机模块70通过温度测量模块60采集电机的温度数据，判断电机是否过热。单片机模块70与电源调节模块10电连接，控制电源调节模块10输入电机的电压和电流。
电流互感模块20和电压互感模块30分别与电源调节模块10电连接，电流互感模块20和电压互感模块30分别从电源调节模块10处采样输入电机的电流和电压，并将电流和电压输入至整流模块40进行调制。整流模块40还与数据采集模块50电连接，数据采集模块50与单片机模块70电连接，数据采集模块50将采集到的电流和电压输入至单片机模块70进行处理，单片机模块70将采集到的电流和电压传输给通信模块110。通信模块110外接远程监控计算机，远程监控计算机对采集到的电流和电压进行分析，判断故障的种类。
单片机模块70还分别与人机模块80、报警模块90、保护模块100电连接，通过人机模块80向单片机模块70输入指令，单片机模块70通过报警模块90对电机过热进行报警，单片机模块70通过保护模块100对电机进行断电保护。
本实施例中，温度测量模块60采用单总线数字式温度传感器(简称温度传感器)，该温度传感器通过采集电机内外的温度来检测温度，温度传感器设置在电机内部的定子绕组的线圈上，使检测到的温度能够准确反映电机内部的温度，另外采用环境温度作为电机的外部温度。
温度传感器的采样频率是5次/秒，即200ms测量一次温度。单片机模块70通过检测电机的温度与保存在单片机模块70内的预警温度进行比较，如果检测到电机的温度超过预警温度时，说明电机出现可能故障或者出现过热，此时通过数据采集模块50、电压互感模块30和电流互感模块20对电机的电压和电流进行采样，将电压和电流数据存入单片机模块70的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)中。单片机模块70将此数据通过通信模块发送给远程监控计算机，远程监控计算机根据电压和电流值判断发生故障的类型，如故障为电压过高或者电压过低等情况则进行故障修复，单片机模块70控制电源调节模块10降低输入电机的电压和电流。若不能进行修复且温度达到预先设定的预警温度时，启动报警模块90同时向保护模块100发出断闸信号，保护模块100切断电机的电源。
输入电动机的交流电流通过电流互感模块20转化弱电流信号，同样电动机的交流电压通过电压互感模块30转化为弱电压信号。弱电流信号和弱电压信号通过整流模块40转换为0～5V电压信号送入到数据采集模块50。
本实施例中，数据采集模块50采用如电路如图3，数据采集模块50包括多路模拟开关和压频转换电路AD650。分时选通模拟开关CD4051，将电流互感模块20和电压互感模块30采集到的电流和电压经过V/F变换芯片AD650进行转换，电压转变成频率直接作为单片机模块70内计数器T1的输入脉冲，AD650输出的脉冲频率与输入电压成正比。参考电压VREF接在X7管脚，模拟地接在X0管脚，X1～X3管脚接采样电压(由于是三相电压，所以采用三个管脚进行电压采样)，同理，X4～X6管脚接采样电流，实际的输入单片机模块70的电压值如公式(1)所示：
VIN＝(FIN-FGND)*VREF/(FREF-FGND)(1)
通过VIN的值就可以推算到相应的电机电流和电压值。
电压和电流的采集在一个工频周期(20ms)内完成，通过单片机模块70的P1.0管脚，P1.1管脚，P1.2管脚轮流选通CD4051的8个通道，AD650将电流和电压转换成频率信号，将频率信号送入单片机模块70的T1记数器，通过计算频率得出每个采样点的电压值的大小。一个周期内采样16个点，将这个周期内采样的数据按照均方根公式进行计算先求出三相的相电压值和相电流值。
本实施例中，电源调节模块10采用如图4所示的电路示意图，电源调节模块10采用自耦变压器11，图中1，2，3端是外部电网的三相电源输入端，1′，2′，3′是经过自耦变压器11调节后输出至电机的电源线，4是零线。A，B，C表示自耦变压器11二次侧的滑竿。调节自耦变压器11的二次侧的滑竿改变变压比来改变输入电机的电压，滑竿由一个微型伺服电机来控制，微型伺服电机受单片机模块的控制，当电机发生过电压或者发生欠电压时，通过电流电压互感器检测电机的电压与电机额定电压进行比较，比较后的差值经过单片机模块70运算后输出一个控制量给伺服电机，伺服电机调节自耦变压器11的变压比调节输入电机电压，从而实现了对电机的输入电压进行调节。
由于电机外部的环境温度变化较快，但电机内部的温度变化需要一个过程，这样就会使得电机内外的温差变化加快，容易引起误动作。本实施例通过测量外部环境的变化来进行温度补偿，补偿的方法是在设置在外部的温度传感器在连续的两次测温之间温度的变化超过3℃时，进行温度补偿，补偿系数为0.8。此时温度变化的计算方法如公式(2)和公式(3)所示：
外部温度降低5℃，
温升＝内部温度-外部温度+5℃*0.8(2)
同理，当外部温度升高5℃，则：
温升＝内部温度-外部温度-5℃*0.8(3)
通过温度补偿，可以减小单片机模块的误动作，确保电机保护系统的稳定。
本实施例中，人机模块80包括键盘和LED显示器。LED显示器显示电机当前的温度，LED采用三只七段数码管。三只数码管显示的数据分别是百位，十位和个位。本实施例应用zlg7289A芯片(图中未视)将显示和键盘集成到一起。
本实施例中，通信模块快采用RS485串行接口，选用MAX1480B芯片，基于ModBus的通信协议进行数据传输。
本实施例中，保护模块包括光电耦合和继电器，单片机与继电器之间用光耦将其隔离，减少对单片机的干扰。
本实用新型的第二实施例中，电机保护系统还包括一看门狗模块120，看门狗模块120采用X5045的可编程看门狗定时器，每隔250ms向单片机模块70提供RESET信号，这个RESET信号使单片机模块返回一个可知的状态，为单片机模块70提供更高的可靠性。
图4中的自耦合变压器11也可用其他变压器代替，凡是与本专利电压调节方法相类似，都属于本专利的保护范围。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种电机保护系统，包括人机模块、通信模块、报警模块、保护模块、电流互感模块、电压互感模块、整流模块和数据采集模块，其特征在于，还包括单片机模块、温度测量模块和电源调节模块；
所述单片机模块通过温度测量模块采集电机的温度数据，判断电机是否过热；单片机模块与电源调节模块电连接，通过电源调节模块调节输入电机的电压和电流；
电流互感模块和电压互感模块分别从电源调节模块处采样输入电机的电流和电压，并将电流和电压输入至整流模块进行调制，整流模块将调制后的电流和电压输入至数据采集模块，数据采集模块将采集到的电流和电压输入至单片机模块进行处理，单片机将采集到的电流和电压传输给通信模块；
单片机模块还分别与人机模块、报警模块、保护模块电连接，通过人机模块向单片机模块输入指令，单片机模块通过报警模块对电机过热进行报警，单片机模块通过保护模块对电机进行断电保护。
2.根据权利要求1所述的电机保护系统，其特征在于，所述电机保护系统还包括看门狗模块，所述看门狗模块与单片机模块电连接，看门狗模块检测单片机模块内的检测程序是否按照顺序执行。
3.根据权利要求1或2所述的电机保护系统，其特征在于，所述温度测量模块采用单总线数字式温度传感器。
4.根据权利要求1或2所述的电机保护系统，其特征在于，所述通信模块采用RS485串行接口和MAX1480B芯片，MAX1480B芯片通过RS485串行接口与外界连接。
5.根据权利要求1或2所述的电机保护系统，其特征在于，所述电源调节模块采用自耦合变压器和滑竿，滑竿通过改变变压比改变自耦合变压器的输出电压。
6.根据权利要求2所述的电机保护系统，其特征在于，所述看门狗模块采用X5045可编程看门狗定时器。
CNU2007203065677U 2007-12-26 2007-12-26 电机保护系统 Expired - Fee Related CN201146372Y (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2007203065677U CN201146372Y (zh) 2007-12-26 2007-12-26 电机保护系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNU2007203065677U CN201146372Y (zh) 2007-12-26 2007-12-26 电机保护系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201146372Y true CN201146372Y (zh) 2008-11-05

Family

ID=40083259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNU2007203065677U Expired - Fee Related CN201146372Y (zh) 2007-12-26 2007-12-26 电机保护系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201146372Y (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102035176A (zh) * 2009-07-24 2011-04-27 伊顿公司 电气开关设备和确定另一设备或多个绝缘体的热年龄的保护设备
CN102303665A (zh) * 2011-06-20 2012-01-04 宿迁玉笛电动车有限公司 一种电动自行车
CN102371912A (zh) * 2011-08-03 2012-03-14 深圳市航盛电子股份有限公司 一种电机失速保护系统、方法和电动汽车
CN102691657A (zh) * 2012-06-01 2012-09-26 陈亚 智能化直流加油泵
CN102966546A (zh) * 2012-11-27 2013-03-13 济南重成自动化技术有限公司 罗茨风机控制器
CN103633625A (zh) * 2012-08-28 2014-03-12 芜湖中能电气科技有限公司 一种电机监控保护装置
CN104460752A (zh) * 2013-09-17 2015-03-25 宁夏鹏程致远自动化技术有限公司 一种球磨机电机的冷却装置的电气控制系统
CN109434763A (zh) * 2018-11-29 2019-03-08 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 一种手持电钻的控制系统及其控制方法
CN114019373A (zh) * 2021-11-01 2022-02-08 常州机电职业技术学院 一种高效的伺服电机自动化测试系统

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102035176A (zh) * 2009-07-24 2011-04-27 伊顿公司 电气开关设备和确定另一设备或多个绝缘体的热年龄的保护设备
CN102035176B (zh) * 2009-07-24 2015-03-11 伊顿公司 电气开关设备和保护继电器
CN102303665A (zh) * 2011-06-20 2012-01-04 宿迁玉笛电动车有限公司 一种电动自行车
CN102371912A (zh) * 2011-08-03 2012-03-14 深圳市航盛电子股份有限公司 一种电机失速保护系统、方法和电动汽车
CN102371912B (zh) * 2011-08-03 2013-07-10 深圳市航盛电子股份有限公司 一种电机失速保护系统、方法和电动汽车
CN102691657A (zh) * 2012-06-01 2012-09-26 陈亚 智能化直流加油泵
CN103633625A (zh) * 2012-08-28 2014-03-12 芜湖中能电气科技有限公司 一种电机监控保护装置
CN102966546A (zh) * 2012-11-27 2013-03-13 济南重成自动化技术有限公司 罗茨风机控制器
CN104460752A (zh) * 2013-09-17 2015-03-25 宁夏鹏程致远自动化技术有限公司 一种球磨机电机的冷却装置的电气控制系统
CN109434763A (zh) * 2018-11-29 2019-03-08 国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司 一种手持电钻的控制系统及其控制方法
CN114019373A (zh) * 2021-11-01 2022-02-08 常州机电职业技术学院 一种高效的伺服电机自动化测试系统
CN114019373B (zh) * 2021-11-01 2022-06-07 常州机电职业技术学院 一种高效的伺服电机自动化测试系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201146372Y (zh) 电机保护系统
CN201532416U (zh) 电缆智能监测仪
CN207423377U (zh) 带有电流检测功能的无线温度监测装置
CN202231318U (zh) 一种多功能低压配电箱
CN101865960A (zh) 一种设备能效性能监测方法和装置
CN101393245A (zh) 一种变压器综合监控仪
CN102412626A (zh) 基于物联网的智能高压开关柜
CN210074874U (zh) 母线槽智能监控插接箱
CN106059086B (zh) 箱式变电站载流故障预测系统及其应用
CN105515183A (zh) 一种开关柜智能控制装置
CN202455079U (zh) 一种应用于无功优化补偿装置的温控系统
CN102607733B (zh) 输变电设备接点发光式感温帽系统
CN103701141A (zh) 新型的多功能编码开关
CN103346044B (zh) 带有接线端子排温升监控装置的低压断路器
CN205898921U (zh) 一种箱式变电站载流故障预测系统
CN106207974B (zh) 直流电动机保护器及其运行方法
CN202333996U (zh) 基于物联网的智能高压开关柜
CN203398043U (zh) 带有接线端子排温升监控装置的低压断路器
CN201278008Y (zh) 一种变压器综合监控仪
CN203433387U (zh) 一种pid变频调速冷却控制系统
CN203839955U (zh) 新型的带通讯模块的多功能编码开关
CN101750985B (zh) 0.4kV低压开关的温度遥测与监控系统及方法
CN208520415U (zh) 一种配电线路温度-负荷电流一体化监测装置
CN204290487U (zh) 干式变压器智能监控装置
CN211698650U (zh) 配电柜控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081105

Termination date: 20151226

EXPY Termination of patent right or utility model