CN202111462U - 一种电机缺相鉴相检测及保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机缺相鉴相检测及保护装置，包括主控制模块、静态缺相鉴相检测模块和动态缺相保护模块；所述的动态缺相保护模块具有三个动态采样电路，以及与这三个动态采样电路分别连接的三个动态运算放大电路，所述的三个动态运算放大电路的输出端分别接入主控制模块；所述的静态缺相鉴相检测模块具有两个静态比较电路，所述的两个静态比较电路的输出端分别接入主控制模块，而每个静态比较电路具有用于接入所述的电机的三相电源中的其中两相的两个输入端；所述的主控制模块的输出端与所述的电机的控制电路连接。本实用新型电机缺相鉴相检测及保护装置，实现了动、静态缺相检测与保护。

Description

一种电机缺相鉴相检测及保护装置

技术领域

本实用新型涉及一种电机缺相鉴相检测及保护装置，尤指一种用于电动执行器的具有自动鉴相及相序纠错功能的动态和静态电机缺相检测及保护的装置。

背景技术

电机是电动执行器的主要部件，电机在运行过程中一旦发生缺相，如果不能及时进行保护，电机将会被损坏。传统的电机缺相保护装置仅能在静态，即电机未运行的情况下进行缺相检测。需要注意的一个事实是，绝大多数的电机缺相是在电机运行时发生的，如何再电机运行状态下检测缺相，并对电机进行保护才是电机缺相检测及保护的关键。

传统电动执行器在三相电接线时必须确保相序正确，否则运行将会失控，并导致执行器及阀门的损坏，在执行器现场调试时增加了调试难度。

实用新型内容

本实用新型提供一种电机的动、静态缺相检测装置，实现了动、静态缺相检测与保护。另外还具有相序自动纠错功能，实时检测接入电源的相序，通过逻辑运算自动纠错。

一种电机缺相鉴相检测及保护装置，包括主控制模块、静态缺相鉴相检测模块和动态缺相保护模块。

所述的动态缺相保护模块具有三个用于分别采集所述的电机的三相电源动态采样电路，以及与这三个动态采样电路分别连接的三个动态运算放大电路，所述的三个动态运算放大电路的输出端分别接入主控制模块。

例如电机的三相电源分别为A相、B相和C相，三个动态采样电路则分别采集电机的A相、B相和C相的电流或电压。

所述的静态缺相鉴相检测模块具有两个静态比较电路，所述的两个静态比较电路的输出端分别接入主控制模块，而每个静态比较电路具有用于接入所述的电机的三相电源中的其中两相的两个输入端。

例如电机的三相电源分别为A相、B相和C相，其中一个静态比较电路的两个输入端分别接A相和B相，另一个静态比较电路的两个输入端分别接B相和C相。

所述的主控制模块的输出端与所述的电机的控制电路连接。主控制模块可以向电机的控制电路发出控制信号，实现电机的转向的改变或停止运行等指令。

所述的三个动态运算放大电路中具有报警电路。当出现缺相时会发出报警信号。

设有接入所述的主控制模块的显示模块。一般可以利用LCD等，显示主控制模块的输出信号。

所述的动态采样电路包括电流互感器以及连接在电流互感器输出端的整流电路，该整流电路的输出端接入所述的动态运算放大电路的输入端。电流互感器采集电机供电线路的电流，经整形放大后与阈值电压比较，通过比较而识别是否发生缺相。

本实用新型电机缺相鉴相检测及保护装置中主要描述了电路部分，实际应用中可以根据需要增设壳体、固定架等必要的机械部件。

本实用新型电机缺相鉴相检测及保护装置，实现了动、静态缺相检测与保护，另外还具有相序自动纠错功能，实时检测接入电源的相序，通过逻辑运算自动纠错。保护了电机，也保障了电动执行器的正常运行。

附图说明

图1为电机的三相电源的波形图；

图2为本实用新型电机缺相鉴相检测及保护装置的结构框图；

图3为其中一个静态比较电路的电路图；

图4为另一个静态比较电路的电路图；

图5～8为图3中的静态比较电路在四种不同情况下输出的波形示意图；

图9为动态采样电路的电路图；

图10为动态运算放大电路的电路图。

具体实施方式

如图1所示，用于驱动电机的三相交流电相邻两相之间存在120°的相位差。

参见图2，本实用新型一种电机缺相鉴相检测及保护装置包括主控制模块、静态缺相鉴相检测模块和动态缺相保护模块，另外还设有接入主控制模块的显示模块(LCD)，主控制模块的输出端与电机的控制电路连接。

动态缺相保护模块中具有三个动态采样电路，以及与这三个动态采样电路分别连接的三个动态运算放大电路，的三个动态运算放大电路的输出端check-A、check-B和check-C分别接入主控制模块的RE2脚、RE1脚和RE0脚。

静态缺相鉴相检测模块具有两个静态比较电路，两个静态比较电路的输出端lose-phasic A和lose-phasic B分别接入主控制模块的RA7脚和RB0脚。

如图3所示，其中一个静态比较电路的两个输入端分别接三相电的A相和B相，即图中的A-in-in和B-in-in。其输入波形通过电阻及二极管进行滤波后，通过光耦U24隔离整形；当A-in-in输出电压高于B-in-in时，光耦U24导通，lose-phasic A输出低电平，A-in-in输出电压底于B-in-in时，光耦U24截止，lose-phasic A输出高电平。

同理参见图4，另一个静态比较电路的两个输入端分别接三相电的B相和C相，即图中的B-in-in和C-in。当C-in-in输出电压高于B-in-in时，光耦U26导通，lose-phasic B输出低电平，C-in-in输出电压底于B-in-in时，光耦U26截止，lose-phasic B输出高电平；三相电不缺相时光耦U24、U26输出方波，且存在相位差，波形如图5所示。

当仅A相缺相时，lose-phasic A一直输出高电平，lose-phasic B输出正常波形，如图6所示；

当仅B相缺相时，lose-phasic A一直输出高电平，lose-phasic B也一直输出高电平，如图7所示；

当仅C相缺相时，lose-phasic A输出正常波形，lose-phasic B一直输出高电平，如图8所示；

lose-phasice A、lose-phasice B连接到主控制模块管脚，通过检测对应的主控制模块管脚是否有电平变化，确定是否存在缺相，如有缺相，则禁止电机运行并发出缺相报警的提示信息；

鉴相及相许纠错，通过软件进行的逻辑运算实现。静态缺相检测无缺相后，进行相序鉴相及相序纠错。使lose-phasice A即主控制模块RA7脚下降沿中断，进入中断处理，判断lose-phasice B即主控制模块RB0的电平，高电平规定为正序，交流接触器吸合次序为A相吸合电机正转，B相吸合电机反转；RB0脚为低电平表示相序接错，通过程序控制使交流接触器A相吸合电机反转，B相吸合电机正，实现相序纠正。无论电源接入相序是否正确，电机都可以按照预定方向正常运转。

参见图9、10，以与A相对应的动态采样电路和动态运算放大电路为例，其余两路动态采样电路和动态运算放大电路采用类似的结构。

动态采样电路采用电流互感器，利用电流互感原理，当电机运行时，互感器端产生感应电流，通过采样电阻R采样互感器输出的信号L1，再经过动态运算放大电路将信号放大后，发送给主控制模块的对应管脚，同时运放电路输出端接一发光二极管(作为报警电路)，有感应电流时发光二极管被点亮，可以直观的指示电机运行时是否有缺相发生。通过检测对应的主控制模块的管脚是否有电平变化，确定是否存在缺相，如有缺相，主控制模块向电机的控制电路发出控制信号，禁止电机运行并发出缺相报警的提示信息，从而起到保护电机的作用。

Claims (4)

1.一种电机缺相鉴相检测及保护装置，其特征在于：包括主控制模块、静态缺相鉴相检测模块和动态缺相保护模块；

所述的动态缺相保护模块具有三个用于分别采集所述的电机的三相电源动态采样电路，以及与这三个动态采样电路分别连接的三个动态运算放大电路，所述的三个动态运算放大电路的输出端分别接入主控制模块；

所述的静态缺相鉴相检测模块具有两个静态比较电路，所述的两个静态比较电路的输出端分别接入主控制模块，而每个静态比较电路具有用于接入所述的电机的三相电源中的其中两相的两个输入端；

所述的主控制模块的输出端与所述的电机的控制电路连接。

2.如权利要求1所述的电机缺相鉴相检测及保护装置，其特征在于：所述的三个动态运算放大电路中具有报警电路。

3.如权利要求2所述的电机缺相鉴相检测及保护装置，其特征在于：设有接入所述的主控制模块的显示模块。

4.如权利要求3所述的电机缺相鉴相检测及保护装置，其特征在于：所述的动态采样电路包括电流互感器以及连接在电流互感器输出端的整流电路，该整流电路的输出端接入所述的动态运算放大电路的输入端。

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