CN204179643U - 一种带有自检功能的三相变频电机缺相保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种带有自检功能的三相变频电机缺相保护装置，包括方型箱体，箱体的箱门上设有电源指示灯、缺相报警器、故障报警器、试验按钮和复位按钮，箱体的内部设有电流采集模块、PLC控制模块、放大模块、报警模块和电源模块；电流采集模块的采集端用于连接三相异步电机的三相电流电路，电流采集模块的信号输出端连接PLC控制模块的信号输入端，PLC控制模块的复位端连接复位按钮，PLC控制模块的试验端连接试验按钮，PLC控制模块的缺相报警信号输出端通过第一放大模块连接报警模块，PLC控制模块的故障报警信号输出端通过第二放大模块连接报警模块，电源模块为整个装置供电。本实用新型能对电机进行缺相保护和自检。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机缺相保护技术领域，尤其涉及一种带有自检功能的三相变频电机缺相保护装置。
背景技术
目前，缺相启动和运行是造成三相变频电机烧毁的原因，其中缺相运行是电机烧毁的主要原因。虽然市场上存在很多缺相保护装置，但它们大多是针对一些工作电压和频率不发生改变的电机，并且它们本身不具有自检功能。众所周知，三相变频电机在进行变频调速的过程中，工作电压和频率均会发生相应的变化，显然目前市场上存在的缺相保护装置不能满足三相变频电机对缺相保护装置的要求，因此，如何解决针对三相变频电机的缺相保护问题具有重要意义。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种带有自检功能的三相变频电机缺相保护装置，能对三相变频电机进行缺相保护，并且能在三相变频电机处于运行状态或非运行状态下进行自检。
本实用新型采用的技术方案为：
一种带有自检功能的三相变频电机缺相保护装置，包括立方形箱体，箱体的箱门上设有电源指示灯、缺相报警器、故障报警器、试验按钮和复位按钮，箱体的内部设有电流采集模块、PLC控制模块、放大模块、报警模块和电源模块，所述的放大模块包括第一放大模块和第二放大模块；电流采集模块的采集端用于连接三相异步电机的三相电流电路，电流采集模块的信号输出端连接PLC控制模块的信号输入端，PLC控制模块的复位端连接复位按钮，PLC控制模块的试验信号输入端连接试验按钮，PLC控制模块的缺相报警信号输出端通过第一放大模块连接报警模块，PLC控制模块的故障报警信号输出端通过第二放大模块连接报警模块，电源模块为整个装置供电。
所述的电流采集模块包括三个交流电流变送器和模数转换模块，三个交流电流变送器的采集端分别连接三相异步电机的三相电流电路，三个交流电流变送器的信号输出端均连接模数转换模块的信号输入端，模数转换模块的信号输出端连接PLC控制模块的信号输入端。
所述的报警模块包括缺相报警电路和故障报警电路；所述的缺相报警电路包括缺相报警继电器和缺相报警器，缺相报警继电器线圈的一端连接第一放大模块的输出端，另一端连接直流电源负极，缺相报警继电器的常开触点串接于缺相报警器的供电回路中，缺相报警继电器的常闭触点串接于电机励磁接触器的供电回路中；所述的故障报警电路包括故障报警继电器和故障报警器，故障报警继电器线圈的一端连接第二放大模块的输出端，另一端连接直流电源负极，故障报警继电器的常闭触点串接于故障报警器的供电回路中。
所述的电源模块包括空气开关、电源指示灯和直/直变换器，直/直变换器的电源输入端通过空气开关连接直流电源，电源指示灯串接于直/直变换器的正极和负极之间，直/直变换器的电源输出端分别连接模数转换模块和PLC控制模块的供电端，直/直变换器的负极还连接PLC控制模块的电源检测端，直/直变换器的正极连接第一放大模块和第二放大模块的供电端。
本实用新型利用电流采集模块采集三相异步电机的三相电流信息，并将采集的电流信息传输给PLC控制模块，PLC控制模块将接收到的三相电流信息与PLC控制模块内部设定的不平衡度相比较，来判断电机是否发生缺相故障，实现对三相变频电机缺相保护的目的；同时，本实用新型通过设置试验按钮实现了在三相变频电机处于非运行状态下进行自身校验的目的；本实用新型还通过PLC控制模块实时监测电源模块、模数转换模块和放大模块的工作状况，实现缺相保护装置自身故障报警的目的。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图；
图2为本实用新型的电路原理图；
图3为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2和3所示本实用新型包括立方形箱体1，箱体1的箱门2上设有电源指示灯D1、缺相报警器HZ1、故障报警器HZ2、试验按钮SB2和复位按钮SB1，箱体1的内部设有电流采集模块、PLC控制模块、放大模块、报警模块和电源模块，所述的放大模块包括第一放大模块和第二放大模块；电流采集模块的采集端用于连接三相异步电机的三相电流电路，电流采集模块的信号输出端连接PLC控制模块U1的信号输入端，PLC控制模块U1的复位端连接复位按钮SB1，PLC控制模块U1的试验信号输入端连接试验按钮SB2，PLC控制模块U1的缺相报警信号输出端Y1通过第一放大模块U31连接报警模块，PLC控制模块U1的故障报警信号输出端Y2通过第二放大模块U32连接报警模块，电源模块为整个装置供电。
所述的电流采集模块包括三个交流电流变送器IR1和模数转换模块U2，三个交流电流变送器IR1的采集端分别连接三相异步电机的三相电流电路，三个交流电流变送器IR1的信号输出端均连接模数转换模块U2的信号输入端，模数转换模块U2的信号输出端连接PLC控制模块U1的信号输入端。
所述的报警模块包括缺相报警电路和故障报警电路；所述的缺相报警电路包括缺相报警继电器和缺相报警器HZ1，缺相报警继电器线圈KM1的一端连接第一放大模块U31的输出端，另一端连接直流电源负极，缺相报警继电器的常开触点KM11串接于缺相报警器HZ1的供电回路中，缺相报警继电器的常闭触点KM12串接于电机励磁接触器JLC的供电回路中；所述的故障报警电路包括故障报警继电器和故障报警器HZ2，故障报警继电器线圈KM2的一端连接第二放大模块U32的输出端，另一端连接直流电源负极，故障报警继电器的常闭触点KM21串接于故障报警器HZ2的供电回路中。
所述的电源模块包括空气开关、电源指示灯和直/直变换器，直/直变换器的电源输入端通过空气开关K1连接直流电源，电源指示灯D1串接于直/直变换器的正极和负极之间，直/直变换器的电源输出端分别连接模数转换模块U2和PLC控制模块的供电端，直/直变换器的负极还连接PLC控制模块的电源检测端，直/直变换器的正极还连接第一放大模块U31和第二放大模块U32的供电端。
下面结合具体实施例说明本实用新型的工作过程：
三相异步电机的缺相保护过程如下：电流采集模块中的三个交流电流变送器IR1采集三相异步电机的三相电流，并将采集的三相电流iu、iv和iw经模数转换模块U2传输给PLC控制模块,所述的三个电流变送器IR1采用 MIK-DJI-500型交流电流变送器，PLC控制模块U1采用FX3u-32M型PLC控制单元, PLC控制模块U1将接收到的经模数转换模块U2处理后的三相电流信息与PLC控制模块内部设定的不平衡度相比较，当电机运行时的电流超过所设定的不平衡度时，表明电机发生缺相故障，此时PLC控制模块U1的缺相报警信号输出端Y1将通过第一放大模块U31向报警模块发出控制信号，同时，缺相报警信号输出端Y1自锁，第一放大模块U31对接收的控制信号进行放大处理后，传输给报警模块中的缺相报警继电器，缺相报警继电器线圈KM1得电后，串接于缺相报警回路中的常开触点KM11闭合，从而接通缺相报警器HZ1供电电路，进行声光报警。若要解除声光报警或者由于误动作使得缺相报警信号输出端Y1自锁而引发的缺相报警器HZ1误报警，可以通过按下复位按钮SB1进行解锁，从而消除声光报警。同时，串接于电机励磁接触器JLC供电回路中的常闭触点KM12断开，使得串接于发电机控制回路中的励磁接触器JLC失电，使得发电机停止发电，进而使发电机停止向电动机供电，从而达到对三相异步电机进行缺项保护的目的。
为避免因缺相保护装置自身出现故障而检测不到电机缺相的问题，在三相异步电机处于非运行状态的情况下，由于采用的MIK-DJI-500型交流电流变送器即使在三相变频电机处于非运行状态下，也能为缺相保护装置提供4mA电流用于自身校验，所以缺相保护装置的自身校验能正常进行。具体校验过程如下：当按下试验按钮SB2时，PLC控制模块U1的报警信号输出端Y1将通过第一放大模块U31向报警模块发出控制信号，但此时报警信号输出端Y1不自锁，第一放大模块U31对接收的控制信号进行放大处理后，传输给报警模块中的缺相报警继电器，缺相报警继电器线圈KM1得电后，串接于缺相报警回路中的常开触点KM11闭合，从而接通缺相报警器HZ1供电电路，进行声光报警。同时，串接于电机励磁接触器JLC供电回路中的常闭触点KM12断开，使得串接于发电机控制回路中的励磁接触器JLC失电，使发电机停止发电；当松开试验按钮SB2时， PLC控制模块U1的报警信号输出端Y1将不会发出控制信号，从而使得缺相报警继电器线圈KM1失电，串接于缺相报警回路中的常开触点KM11断开，从而断开缺相报警器HZ1供电电路，停止声光报警。同时，串接于励磁接触器JLC供电回路中的常闭触点KM12闭合，使得串接于发电机控制回路中的励磁接触器JLC得电，使发电机继续向电动机供电。若对试验按钮SB2进行按下或松开操作的过程中，出现上述现象，则表明缺相保护装置正常；否则，表明缺相保护装置出现异常需要进行检修。
此外，在三相异步电机处于运行状态的情况下，控制模块中的PLC控制模块U1将会根据供电端和电源检测端的供电情况实时检测电源模块、第一放大模块U31、第二放大模块U32和模数转换模块U2的工作状态，当PLC控制模块U1的供电端和电源检测端供电正常时， PLC控制模块U1的故障报警信号输出端Y2将通过第二放大模块U32向报警模块发出控制信号，第二放大模块U32对接收的控制信号进行放大处理后，传输给故障报警继电器，故障报警继电器线圈KM2得电后，串接于故障报警回路中的常闭触点KM21断开，从而断开故障报警器HZ2的供电电路，停止声光报警；当PLC控制模块U1的供电端和电源检测端供电异常时， PLC控制模块U1的故障报警信号输出端Y2将不会发出控制信号，从而故障报警继电器线圈KM2失电，故而串接于故障报警供电回路中的常闭触点KM21处于闭合状态，从而使故障报警器HZ2进行声光报警，达到缺相保护装置自身故障报警的目的。
Claims (4)
1.一种带有自检功能的三相变频电机缺相保护装置，其特征在于：包括立方形箱体，箱体的箱门上设有电源指示灯、缺相报警器、故障报警器、试验按钮和复位按钮，箱体的内部设有电流采集模块、PLC控制模块、放大模块、报警模块和电源模块，所述的放大模块包括第一放大模块和第二放大模块；电流采集模块的采集端用于连接三相异步电机的三相电流电路，电流采集模块的信号输出端连接PLC控制模块的信号输入端，PLC控制模块的复位端连接复位按钮，PLC控制模块的试验信号输入端连接试验按钮，PLC控制模块的缺相报警信号输出端通过第一放大模块连接报警模块，PLC控制模块的故障报警信号输出端通过第二放大模块连接报警模块，电源模块为整个装置供电。
2.根据权利要求1所述的一种带有自检功能的三相变频电机缺相保护装置，其特征在于：所述的电流采集模块包括三个交流电流变送器和模数转换模块，三个交流电流变送器的采集端分别连接三相异步电机的三相电流电路，三个交流电流变送器的信号输出端均连接模数转换模块的信号输入端，模数转换模块的信号输出端连接PLC控制模块的信号输入端。
3.根据权利要求2所述的一种带有自检功能的三相变频电机缺相保护装置，其特征在于：所述的报警模块包括缺相报警电路和故障报警电路；所述的缺相报警电路包括缺相报警继电器和缺相报警器，缺相报警继电器线圈的一端连接第一放大模块的输出端，另一端连接直流电源负极，缺相报警继电器的常开触点串接于缺相报警器的供电回路中，缺相报警继电器的常闭触点串接于电机励磁接触器的供电回路中；所述的故障报警电路包括故障报警继电器和故障报警器，故障报警继电器线圈的一端连接第二放大模块的输出端，另一端连接直流电源负极，故障报警继电器的常闭触点串接于故障报警器的供电回路中。
4.根据权利要求3所述的一种带有自检功能的三相变频电机缺相保护装置，其特征在于：所述的电源模块包括空气开关、电源指示灯和直/直变换器，直/直变换器的电源输入端通过空气开关连接直流电源，电源指示灯串接于直/直变换器的正极和负极之间，直/直变换器的电源输出端分别连接模数转换模块和PLC控制模块的供电端，直/直变换器的负极还连接PLC控制模块的电源检测端，直/直变换器的正极连接第一放大模块和第二放大模块的供电端。
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| CN112670126A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-16 | 李桂蓉 | 一种数字式交流电压继电器 |
| CN113867179A (zh) * | 2021-11-24 | 2021-12-31 | 中车大连电力牵引研发中心有限公司 | 一种电力机车故障诊断方法及其半实物仿真测试平台 |
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