CN201766346U - 智能型电动机综合保护器 - Google Patents

Abstract

一种智能型电动机综合保护器，包括微处理器模块，电源模块，信号处理模块，控制模块，通信模块以及显示模块，其特征在于：电源模块与信号处理模块和控制模块连接，微处理器模块与显示模块和通信模块连接，微处理器模块与控制模块连接，信号处理模块与微处理器模块连接，控制模块与电机相连。模块结构为分体式结构，微处理器模块采用ATmega16L单片机，显示模块连有报警装置，电源模块连有两路工作电源，电机的电流过载保护特性为反时限特性。本实用新型装置采用微处理器技术开发研制而成集电机综合保护、测量、通信、监控于一体,具有先进的现场总线接口和全方位保护电机的功能,整机功能强大、性能优越、抗干扰能力强、动作灵敏，节能等优点。

Description

智能型电动机综合保护器

技术领域

本实用新型涉及一种电动机保护器，特别是一种智能型电动机综合保护器。

背景技术

电动机保护器是发电、供电、用电系统中量大面广的重要器件。对电动机的保护,通常的要求包括:过负荷保护、断相保护、堵转保护、不平衡过负荷保护、短路保护、低电压、失压、过电压、接地保护等。由于不同产品的技术水平、制造质量、设计选用水平特别是组成配电与控制系统后现场应用中各种因素的影响,往往不能够实现对电动机的有效保护。

据统计资料表明,我国大中型企业每年烧坏电动机数量超过20 万台次,直接损失达数十亿元,间接损失达数百亿元。对保护电器进行分析发现,造成上述现象的最重要原因是因为传统的电动机保护器特别是热继电器和温度保护器的功能少、性能指标低、产品自身的可靠性低,而且构成系统时必需附带其他多种控制产品,大大降低了系统的运行可靠性。

随着电子技术的发展,当今社会已经步入了“电子时代”,市场上大部分模拟电子式产品代替传统的热继电器，采用模拟电路技术的产品视作为第二代产品,由于其功能难以扩展、精度不高、调试不方便等原因,逐步被作为过渡产品由采用微处理器的智能型产品所替代。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能型电动机综合保护器，具有结构简单，动作可靠精度高，工作性能稳定，集电机综合保护、测量、通信、监控于一体。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种智能型电动机综合保护器，包括微处理器模块，电源模块，信号处理模块，控制模块，通信模块以及显示模块，其特征在于：电源模块与信号处理模块和控制模块连接，微处理器模块与显示模块和通信模块连接，微处理器模块与控制模块连接，信号处理模块与微处理器模块连接，控制模块与电机相连。

所述模块结构为分体式结构。

所述微处理器模块采用ATmega16L单片机。

所述显示模块连有报警装置。

所述电源模块连有两路工作电源。

所述电机的电流过载保护特性为反时限特性。

本实用新型智能型电动机综合保护器有益效果如下：

1、过载保护、过压保护、欠压保护都设计有预报警功能。

2、电源电路电源模块设计提供两路工作电源，提高抗干扰能力。

3、本智能电机综合保护器的保护功能更为全面，并不单独停留在某些功能的保护，而是集电机智能保护运行状态监控故障记忆及网络于一体。外接标准通信串口和标准模拟信号输出接口。

4、设计更为智能化：参数设置操作简单范围较宽，更能满足客户的需求。过压和过流都有预警功能，并 且当电压或电流回复正常后（在反时限范围内），系统自动取消预警。

5、拥有更高性价比：与同类型保护器相比，该产品性能更加稳定，抗干扰能力更强、价格更合理，适用范围更为广泛，不同的电机只要更换电流变换器就可以，性价比更高。

附图说明

图1是本实用新型主控程序流程图。

图2是本实用新型模块结构图。

图3是本实用新型的控制模块输出控制电路图。

图4是本实用新型的电源模块电路图。

图5是本实用新型的显示模块报警装置电路图。

图6是本实用新型的信号处理模块电流信号线性整流滤波电路图。

图7是本实用新型的信号处理模块电压信号滤波电路图。

图8是本实用新型的信号处理模块电流信号滤波电路图。

图9是本实用新型的信号处理模块模拟信号电路图。

图10 是本实用新型微处理器模块主电路图。

图11是本实用新型信号处理模块堵转、短路采样处理电路图。

图12 是本实用新型通信模块电路图。

其中，图2兼做本实用新型摘要附图。

具体实施方式

一种智能型电动机综合保护器，包括微处理器模块1，电源模块2，信号处理模块3，控制模块4，通信模块5以及显示模块6。电源模块2与信号处理模块3和控制模块4连接，微处理器模块1与显示模块6和通信模块5连接，微处理器模块1与控制模块4连接，信号处理模块3与微处理器模块1连接，控制模块4与电机7相连。

所述模块结构为分体式结构。

所述微处理器模块1采用ATmega16L单片机。

所述显示模块6连有报警装置。

所述电源模块2连有两路工作电源。

所述电机7的电流过载保护特性为反时限特性，特性如下表所示：

图1为本实用新型装置对电机7故障保护的整个流程。开始时，主控板从E2PROM 读出数据，传到显示模块6的显示数码管，判断电机7是否起动，未起动时传送电机7未起动标志到显示模块6的显示数码管。 此时，用户可以操作显示模块6，设置各个参数。主控板接收到显示模块6设置完成的标志后检测电机7是否完成自起动，同时完成各类参数的判断。其中，自启动未完成和完成时参数的判断和保护有所区别，未完成时，轻载、过流、堵转不需要判断。

如图2所示，本实用新型装置利用电流/电压传感器在电源模块2处进行信号采集，为了尽量消除周围环境的干扰，必须将工业现场采集到的电压和电流信号，经过AC-DC线性整流滤波，增强保护器对外界的抗干扰能力。只要电机7各相有工作电流，电流互感器就会感应出与三相主电流及漏电流成比例的交流电压，经过信号处理模块3的线性滤波整流电路，转化成电压信号电平送入微处理器模块1的A/D口(即A口)。由微处理器模块1将端口的输入信号通过信号处理模块3进行分析运算比较，经过A/D数模转换，输出各种信号完成各种功能。

三相电流隔离变换器采样和电流信号处理电路，如图6所示。采用高精度电流传感器将电动机的电流变化线性地反映到图6信号处理模块3 电流信号处理电路的采样端口，三路电流信号经过精密整流、滤波后, 转换成与电机7电流成正比的0～5V直流电压信号, 送到图11微处理器模块1的INPUTA端口。

电压信号从电源模块2电路取出经过R117和R78分压，经过C7、C11和R62滤波，直接输入到微处理器模块1的ADC4端口。经过微处理器模块1运算分析和判断，显示模块6输出报警信号和故障信号，如图4和图7所示。

为了增强保护器的抗干扰能力，电源模块2设计提供两路工作电源电压，一路电源12V 直流电源信号, 用于驱动控制模块4的继电器。另一路电源5V 直流电源信号用于微处理器模块1、信号处理模块3、显示模块6和键盘驱动电路等，如图4所示，这样两路电源互不干扰，使得对微处理器模块1的干扰减小。

在软件的设计过程中充分考虑软件抗干扰技术,采用了软件陷阱技术、看门狗技术,同时采用软件冗余技术,例如采集多次取平均值,去除偏离较大值等方法,确保信号处理模块3采集数据的准确性。从而有效地提高软件工作的可靠性。

Claims (6)

1.一种智能型电动机综合保护器，包括微处理器模块（1），电源模块（2），信号处理模块（3），控制模块（4），通信模块（5）以及显示模块（6），其特征在于：电源模块（2）与信号处理模块（3）和控制模块（4）连接，微处理器模块（1）与显示模块（6）和通信模块（5）连接，微处理器模块（1）与控制模块（4）连接，信号处理模块（3）与微处理器模块（1）连接，控制模块（4）与电机（7）相连。

2.根据权利要求1所述的智能型电动机综合保护器，其特征在于：模块结构为分体式结构。

3.根据权利要求1所述的智能型电动机综合保护器，其特征在于：微处理器模块（1）采用ATmega16L单片机。

4.根据权利要求1所述的智能型电动机综合保护器，其特征在于：显示模块（6）连有报警装置。

5.根据权利要求1所述的智能型电动机综合保护器，其特征在于：电源模块（2）连有两路工作电源。

6.根据权利要求1所述的智能型电动机综合保护器，其特征在于：电机（7）的电流过载保护特性为反时限特性。

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