CN202384747U

CN202384747U - 一种智能电机保护控制器

Info

Publication number: CN202384747U
Application number: CN2011204911867U
Authority: CN
Inventors: 张成兵; 李全; 高安文
Original assignee: Kunming Inpil Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Kunming Inpil Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2011-12-01
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2021-12-01

Abstract

一种智能电机保护控制器，该电机保护控制器包括主体和表头两部分构成，主体和表头采用屏蔽双绞线连接；主体包括单片机A、模拟信号处理电路、三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路、时钟电路、电源模块、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路；电源模块分别与单片机A、模拟信号处理电路、三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路、时钟电路、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路连接。

Description

一种智能电机保护控制器

技术领域

本实用新型涉及一种电机保护控制器，特别是涉及一种智能电机保护控制器。

背景技术

电动机作为拖动系统中的重要组成部分在国民经济中占有举足轻重的地位，它的使用几乎渗透到了各行各业，是工业、农业和国防建设及人民生活正常进行的重要保证，因而确保电动机的正常运行就显得十分重要，而在使用中造成电机烧毁甚至引发重大安全事故的事件屡见不鲜，据不完全统计全国每年仅因电动机烧毁所消耗的电量就达数千万度，电动机烧毁的数量达20万台次以上，容量约0.4亿千瓦，因维修所耗的电磁线约5000万公斤，修理费达20亿元，而因停工停产所造成的损失更是一个无法估量的巨大数目。目前大部分电机采用的保护控制器分为两种，一种是结构、功能单一，价格便宜；另一种结构、功能复杂、价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、高精度、RS485联网通讯、宽量程输入、抗强电磁干扰能力、多种保护方式、多种起动方式、智能校表功能于一体的、价格合理的智能电机保护控制器。

本实用新型采用如下技术方案实现。

一种智能电机保护控制器，本实用新型包括主体和表头两部分构成，主体和表头采用屏蔽双绞线连接；主体包括单片机A、模拟信号处理电路、三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路、时钟电路、电源模块、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路；电源模块分别与单片机A、模拟信号处理电路、三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路、时钟电路、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路连接；单片机A分别与模拟信号处理电路、时钟电路、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路连接；模拟信号处理电路分别与三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路连接；表头包括单片机B、RS485通讯接口电路B、指示灯电路B、按键电路、LCD液晶显示电路；单片机B分别与RS485通讯接口电路B、指示灯电路B、按键电路、LCD液晶显示电路连接。

三相交流电压、电流信号、漏电流信号、温度信号送入模拟信号处理电路进行高速采样、A/D转换和运算，并由单片机A来读取测量电量的运算结构，进行二次处理后，送入显示键盘电路显示测量值，控制I/O输入输出电路、监控存储电路、RS485通讯接口电路A、变送输出电路，已完成智能电机保护控制器的遥测、遥信、显示、报警、跳闸、变送输出、参数设定、数据存储和RS485通讯等功能；电源模块给各部分电路提供充裕、稳定的电压。

三相电压信号分别由A、B、C三路精密电阻串联（6个电阻，降低功耗、减少发热）分压电路取样，三相电流信号分别由A、B、C三路精密电流互感器变换，经精密电阻取样。

A、B、C三相电压和电流取样信号分别经三片单相电能芯片CS5460A进行高速采样、A/D转换和运算处理，保存电压、电流、电能有效值，送入单片机进一步处理。

漏电流取样信号和温度采样电路实时采集的温度信号经一片单相电能芯片CS5460A进行高速采样、A/D转换和运算处理，保存漏电流、温度值有效值，送入单片机进一步处理。

主体单片机型号为C8051F020。

监控存储电路由监控芯片IMP706SESA和铁电存储器芯片FM25040A及外围电阻、电容连接构成，完成单片机的上电复位、看门狗和数据存储功能。

指示灯电路由发光二极管、电阻连接构成。

时钟电路有时钟芯片HT1381、晶振、电阻、二极管、电容连接构成。

RS485通讯接口电路A由两路构成，一路通过RS485接口与表头RS485接口连接通讯，另一路由通讯端子经RS232/RS485转换器与上位机连接通讯，且每一路由485芯片75LBC184、光耦、二极管、电阻、电容、磁珠连接构成。

变送输出电路由DA芯片AD421、74HC14、光耦、二极管、电阻、电容连接构成。

开关量输入电路由光耦、二极管、电阻、电容、TVS管连接构成。

开关量输出电路由继电器、电阻、二极管、三极管连接构成。

表头单片机型号为STC89C516。

按键电路由按键、电阻、电容连接构成。

LCD液晶显示电路由12864液晶模块、电阻、三极管构成。

本实用新型所述的智能电机保护控制器由主体和表头两部分构成，主体和表头之间通过双绞线连接，主体可单独使用。

本实用新型的有益效果为，结构简单，测量精度高、RS485联网通讯（MODBUS协议），量程输入宽，电压0~700VAC，电流0~100A，可编程设定，智能校表，抗强电磁干扰能力，多路开关量输入，多路开关量输出，变送输出、多种起动方式、多种保护的功能。

本实用新型提供了14 种起动方式，如：保护起动模式、直接起动模式、可逆起动模式、双速起动模式、自耦变压器两继电器起动模式、自耦变压器三继电器闭环起动模式、自耦变压器三继电器开环起动模式、星/三角两继电器起动模式、星/三角三继电器开环起动模式、星/三角三继电器闭环起动模式、电阻降压起动模式、软启动开环模式、软启动闭环软停使能模式、软起动闭环软停禁止起动模式。

本实用新型提供了14种保护方式，如：过载保护、堵转保护、欠载保护、欠功率保护、相序保护、相序、不平衡保护、接地保护、漏电保护、欠电压保护、过电压保护、过热保护外部故障保护（工艺联锁保护）、起动加速超时保护、最大允许分段电流。

附图说明

图1为本实用新型主体的结构框图；

图2为本实用新型表头的结构框图。

具体实施方式

如图1所示，一种智能电机保护控制器，其特征在于：该电机保护控制器包括主体和表头两部分构成，主体和表头采用屏蔽双绞线连接；主体包括设置在机壳内的单片机A、模拟信号处理电路、三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路、时钟电路、电源模块、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路；电源模块分别与单片机A、模拟信号处理电路、三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路、时钟电路、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路连接；单片机A分别与模拟信号处理电路、时钟电路、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路连接；模拟信号处理电路分别与三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路连接；表头包括单片机B、RS485通讯接口电路B、指示灯电路B、按键电路、LCD液晶显示电路；单片机B分别与RS485通讯接口电路B、指示灯电路B、按键电路、LCD液晶显示电路连接。

三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路与模拟信号处理电路相连、模拟信号处理电路与单片机A的输入/输出口相连，经高速采样、A/D转换，得到单片机A能够处理的电压、电流、温度信号，由单片机A计算，得出相电压、线电压、三相电流、接地电流、漏电流、频率有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功正电能、有功负电能、无功正电能、无功负电能、热电阻、热容。

模拟信号处理电路由四片单相电能芯片CS5460A构成，模拟信号处理电路与单片机A采用SPI技术连接，可将模拟信号处理电路不断刷新采集到的三相电压信号、三相电流信号、漏电电流信号、温度信号快速读取到。

由时钟芯片HT1381、晶振、电阻、电容、二极管构成的时钟电路与单片机A的输入/输出口相连，用来提供系统时钟。

由监控芯片IMP706SESA和铁电存储器芯片FM25040及外围电阻、电容构成的监控存储电路与单片机A的输入/输出口相连，用于完成单片机上电复位、清看门狗和数据存储功能。

指示灯电路A与单片机A的输出口相连，采用超高亮度发光LED指示灯显示电机保护控制器的通讯、运行、报警状态。报警指示灯在报警状态下一直点亮直至复位电机保护控制器才熄灭。

由DA芯片AD421、反相器74HC14、光耦PC817构成变送输出电路采用隔离技术与单片机A输出口相连，把电流、电压、漏电流、接地电流、有功功率、无功功率、功率因数中某一项4~20mA变送输出，变送量程可设定。

由485芯片75LBC184和光耦PC817、6N137构成的RS485通讯接口电路A采用隔离技术有单片机A输入/输出口相连，实现把实时检测数据，报警信息和状态、设置参数上传到上一级设备或表头。

开关量输入电路与单片机A的输入口相连，每组开关量输入电路由光耦PC187、电阻、二极管连接构成。

开关量输出电路与单片机A的输出口相连，每组开关量输出电路由继电器、三极管、二极管、电阻连接构成。

如上所述开关量输入电路有6路，开关量输出电路有4路。

如上所述单片机A型号为C8051F020。

如图2所示，本实用新型所述的智能电机保护控制器表头包括设置在机壳内的单片机B、RS485通讯接口电路B、指示灯电路B、按键电路、LCD液晶显示电路。RS485通讯接口电路B与单片机B的通讯端口相连，经屏蔽双绞线可把主体中的实时检测数据，报警信息和状态、设置参数传送给单片机B，经单片机B数据处理，把处理后的结果经指示灯电路B、LCD液晶显示电路显示出来。

按键电路与单片机B输入接口相连，可设置保护参数、起动方式、系统参数、晃电参数，查看事件记录、检测数据，起动、复位、停车电机保护控制器。

指示灯电路B与单片机B输出口相连，采用超高亮度发光LED指示灯显示电机保护控制器的起动、运行、停车、报警、故障状态。报警指示灯在报警状态下一直点亮直至复位电机保护控制器才熄灭。

LCD显示电路与单片机B输出口相连，采用中文界面显示各种信息。

如上所述单片机B型号为STC89C516。

Claims

1.一种智能电机保护控制器，其特征在于：该电机保护控制器包括主体和表头两部分构成，主体和表头采用屏蔽双绞线连接；主体包括单片机A、模拟信号处理电路、三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路、时钟电路、电源模块、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路；电源模块分别与单片机A、模拟信号处理电路、三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路、时钟电路、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路连接；单片机A分别与模拟信号处理电路、时钟电路、监控存储电路、指示灯电路A、变送输出电路、RS485通讯接口电路A、开关量输入电路、开关量输出电路连接；模拟信号处理电路分别与三相电流采样电路、三相电压采样电路、温度采样电路、漏电流采样电路连接；表头包括单片机B、RS485通讯接口电路B、指示灯电路B、按键电路、LCD液晶显示电路；单片机B分别与RS485通讯接口电路B、指示灯电路B、按键电路、LCD液晶显示电路连接。