CN203054121U - 一种正弦交流电机保护器电流校准系统 - Google Patents

Abstract

一种正弦交流电机保护器电流校准系统，主要有电流互感器、标准交流信号发生器、PC终端、负载、保护器；其特征在于：标准交流信号发生器与负载构成回路，电流互感器一端与回路穿孔缠绕连接，另一端与保护器的电流采集电路接线端子电气连接，保护器的外部EEPROM储存器与保护器的单片机通过I²C总线连接，保护器的单片机与保护器的电流采集电路、显示模块、按键、通信模块、执行模块电路板连接，保护器的通信模块与PC终端通过MODBUSRS485总线连接，保护器的单片机中写有软件程序，PC终端中有RS485串口通信调试软件。用外部EEPROM储存器重新建立标准交流电流采样值表，保护器测量精度，提高校准操作效率。

Description

一种正弦交流电机保护器电流校准系统

技术领域

本发明涉及一种正弦交流电机保护器电流校准系统。

背景技术

保护器的电流采集电路用来外接各种电流互感器，电流互感器输出的信号通过电流采集电路供单片机系统采集计算和管理。单片机中的软件程序中含有一个标准交流电流采样值表，一般保护器通过覆盖在几个电流周期上的采集，得到电流采样值；保护器通过将电流采样值与标准交流电流采样值表比较查找并通过一定的算法如牛顿插值法，算出该电流的实际大小 。那么标准交流电流采样值表是怎么建立的呢？ 标准交流信号发生器分别给定几个所需的标准交流电流信号，保护器的单片机系统通过采集计算得到几个所需的标准交流电流采样值，这些值通过规律排列就建立了一个标准电流采样值表。一般保护器通过理论上的计算值或一定次数实际采样的平均值来建立统一的标准交流电流采样值表，并将该统一的标准交流电流采样值表直接写入单片机软件程序中。所有批量生产的同一型号保护器都使用该软件程序，这样该型号保护器的标准交流电流采样值表都是一样的。由于每一台保护器实际电路在硬件个体差异、采样电阻、失调电压以及采样基准等方面上存在的误差，致使所有使用同一软件程序的保护器在测量电流时其检测值与真实值并不一致，电流采集电路上所使用的精密采样电阻、集成运放以及A/D模块等元器件的实际功能不能得到充分利用，保护器检测电流不准确，而保护器的所有保护原理都是基于对电流的准确计算这个核心，一旦保护器检测电流不准确，就会影响保护器的保护功能，甚至酿成事故。有些型号的保护器也具有电流校准功能，但只是简单的将全量程范围检测电流进行了线性运算，如乘以一个系数或加减一个常数值，不能真正的起到校准作用，正确的方法是为每台保护器的软件程序单独建立标准交流电流采样值表，而传统的保护器将统一的标准交流电流采样值表直接写入单片机软件程序，当标准交流电流采样值表改变时必须修改软件程序后重新烧录到单片机程序存储器；这种方法每次只能对一台保护器进行校准操作，效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供了一种正弦交流电机保护器电流校准系统，为每台保护器的软件程序单独建立标准交流电流采样值表，以提高保护器的显示精度，并且可以同时对多台（每个通讯端口最多达255台）保护器进行校准操作以提高校准操作效率。所述的正弦交流电机保护器电流校准系统包括电流互感器、标准交流信号发生器、负载、PC终端、保护器、各部件的连接接口及相应的操作软件等。

本发明的技术方案是：一种正弦交流电机保护器电流校准系统，主要有电流互感器、标准交流信号发生器、PC终端、负载、保护器，其中保护器主要又有单片机，电流采集电路、显示模块，外部EEPROM储存器，通信模块，按键，执行模块，其特征在于：标准交流信号发生器与负载构成回路，电流互感器一端与回路穿孔缠绕连接，另一端与电流采集电路接线端子电气连接，外部EEPROM储存器与单片机通过I²C总线连接，单片机与电流采集电路、显示模块、按键、通信模块、执行模块电连接；通信模块与PC终端通过MODBUS RS485总线连接。

本发明的重点和难点在于系统的通讯接口和外围回路接口，还要给操作者以方便。本发明的正弦交流电机保护器电流校准系统，解决了这个问题，通讯接口采用RS232 TO RS485 多串口转换器，可以将一个RS232串口扩展多个RS485通讯端口以解决操作效率问题；外围回路接口主要采用插拔式电气连接，接口已经留好。同时系统中集成多种辅助软件可以极大的方便操作者操作，这些辅助软件如PC终端中的RS485串口通信调试软件，单片机的通信应答系统，单片机与外部EEPROM存储器的I²C通讯程序等都已做好，操作者只需给定所需的标准交流电流信号，本发明就可以完成校准操作。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明校准系统操作流程图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1中，本发明一种正弦交流电机保护器电流校准系统，主要有电流互感器L1、标准交流信号发生器8、PC终端9、负载10、保护器A1，其中保护器A1又有单片机1，电流采集电路2、显示模块3，外部EEPROM储存器4，通信模块5，按键6，执行模块7；其特征在于：标准交流信号发生器8与负载10构成回路，电流互感器L1一端与回路穿孔缠绕连接，另一端与电流采集电路2接线端子电气连接，外部EEPROM储存器4与单片机1通过I²C总线连接，单片机1与电流采集电路2、显示模块3、按键6、通信模块5、执行模块7电气连接，通信模块5与PC终端9通过MODBUS RS485总线连接。

本发明上电后，保护器经初始化开始实时的电流采集工作。操作者通过标准交流信号发生器8分别给定所需的几个标准交流电流信号来建立标准交流电流采样值表。当操作者通过标准交流信号发生器8给定一个标准交流电流信号时，电流互感器L1将感应的电流信号输出给电流采集电路2供单片机1采集计算和管理；同时电流互感器（L2、L3······L255）将感应的电流信号输出给保护器（A2、A3······A255）供其采集计算和管理。这样这些保护器（A1、A2······A255）就同时采集得到该标准交流电流采样值；此时等待电流信号稳定，若电流信号不稳定则继续等待，若电流信号稳定则操作者通过PC终端9中的RS485串口通信调试软件在RS485总线中下达保存该标准交流电流采样值命令，保护器A1的单片机1接到命令后将该标准交流电流采样值保存到外部EEPROM存储器4中；同时保护器（A2、A3······A255）的单片机接到命令后也将该标准交流电流采样值保存到各自的外部EEPROM存储器中。操作者可以通过显示模块查看结果，如果操作者对标准交流电流采样值结果不满意，可以重新对该标准交流电流信号进行采集并保存；如果操作者满意此次结果则该标准交流电流信号的校准工作完成。如果不需要再进行校准工作则校准工作结束。如果需要进行下一个标准交流电流信号的校准，则操作者按照上述过程依次操作，分别给定其余标准交流电流信号，这些保护器（A1、A2······A255）就同时采集得到其余标准交流电流采样值；待这些电流信号稳定，操作者通过PC终端9中的RS485串口通信调试软件在MODBUD RS485总线中下达保存其余标准交流电流采样值命令，这些保护器（A1、A2······A255）的单片机接到命令后将其余标准交流电流采样值保存到各自的外部EEPROM存储器中，以建立标准交流电流采样值表。这是一个循环体系，这样当流程结束时这些保护器就同时各自独立的建立了标准交流电流采样值表。

传统的保护器将统一的标准交流电流采样值表直接写入单片机软件程序，当标准交流电流采样值表改变时必须修改软件程序后重新烧录到单片机程序存储器；这种方法每次只能对一台保护器进行校准操作。本发明在不用编程器重新烧录单片机软件程序的条件下，可以同时对多台保护器重新建立各自独立的标准交流电流采样值表，提高保护器测量精度，提高校准操作效率。传统的使用普通精密色环电阻和8位分辨率A/D模块单片机系统的保护器，其电流测量精度大约为1.5级至1.8级，通过本发明实验后精度提高到0.5至1.0级。

Claims (1)

1.一种正弦交流电机保护器电流校准系统，主要有电流互感器，标准交流信号发生器，PC终端，负载，保护器；其中保护器又有单片机，电流采集电路，显示模块，外部EEPROM储存器，通信模块，按键，执行模块，其特征在于：标准交流信号发生器与负载构成回路，电流互感器一端与前述的回路穿孔缠绕连接，另一端与电流采集电路接线端子电气连接；外部EEPROM储存器与单片机通过I²C总线连接，单片机与电流采集电路、显示模块、按键、通信模块、执行模块电路板连接；通信模块与PC终端通过MODBUS RS485总线连接。

Images