CN2535954Y - 智能型交流断路器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种保护三相电动机的交流断路器，特别是当电动机出现过载过流、堵转、短路、断相以及三相电流严重不平衡等异常情况时，及时采取措施保护电动机的一种智能型交流断路器。本实用新型提供了一种电路结构简单，体积小，成本低，可靠性高的智能型交流断路器，它采用微处理器对取样信号进行检测，并通过逻辑判断控制输出，从而实现自动保护电动机的目的。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：当电动机出现短路、断相、过载过流、堵转、三相过载等故障时，可实现快速保护；采用微处理器，精度高，灵敏度高，智能化程度高，可靠性好，能满足现代设备的需要；电路结构简单，体积小，成本低，使用安装方便。

Description

智能型交流断路器

技术领域

本实用新型涉及一种保护三相电动机的交流断路器，特别是当电动机出现过载过流、堵转、短路、断相以及三相电流严重不平衡等异常情况时，及时采取措施保护电动机的一种智能型交流断路器。

背景技术

现有技术中的电动机保护装置，一般包括两种类型：电热型JR热继电器型和电流保护器型。前者利用双金属热形变原理工作，灵敏度较低，反应速度慢，工作过程较为复杂，温度控制范围难以确定，且易受到环境温度的影响，在工作中会产生一定的误差，达不到预期的保护效果。后者由于灵敏度较高，广泛地应用于实践当中。但就现有的装置来看，多是采用数个三极管、二极管、电阻等元器件组成控制电路，电路复杂，器件繁多，体积大，成本高，易出现故障，而且智能化程度低，不适应现代设备的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述弊端，提供一种电路结构简单，体积小，成本低，可靠性高的智能型交流断路器。

本实用新型的目的是这样实现的：该智能型交流断路器包括电压隔离互感器取样电路和电源电路，其中，

还包括合金电阻、电压隔离互感器取样电路、电流信号处理电路、负载电流设置电路、微处理器MCU电路、电流过载指示电路、电流过载断路器脱扣关断电路；

电压隔离互感器取样电路取出合金电阻上的电压，经电流信号处理电路将电压取样值输入至微处理器MCU的输入端口；

负载电流设置电路将预设电压值送至微处理器的输入端口；

微处理器MCU的输出端口分别连接电流过载指示电路和电流过载断路器脱扣关断电路；

当电动机出现过载过流、堵转、短路、断相以及三相电流严重不平衡等异常情况时，微处理器MCU根据对输入的电压值进行转换、计算、比较后得到的逻辑判断，其两个输出端口中的一个输出低电平，使过载指示灯亮；另一个输出高电平，驱动电流过载断路器脱扣关断电路，切断电动机电源，电动机停止运行。

本实用新型由于采用了微处理器，用软件取代硬件进行逻辑判断，实现对电动机保护的智能控制，因此具有如下优点：

1.当电动机出现短路、断相、过载过流、堵转、三相过载等故障时，可实现快速保护。

2.采用微处理器，精度高，灵敏度高，智能化程度高，可靠性好，能满足现代设备的需求。

3.电路结构简单，体积小，成本低，使用安装方便。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的电路方框图；

图2是本实用新型的控制电路原理图；

图3是本实用新型的交流断路器电路；

图4是本实用新型的电源电路；

图5是本实用新型的软件流程图。

具体实施方式

参见图1，1、2、3---电压隔离互感器取样电路；4、5、6---电流信号处理电路；7---负载电流设置电路；8---微处理器MCU；9---电流过载指示电路；10--电流过载断路器脱扣关断电路；11---电源电路。

电压隔离互感器取样电路1、2、3取出合金电阻上的电压，分别经电流信号处理电路4、5、6将电压取样值输入至微处理器MCU 8的输入端口；负载电流设置电路7将预设电压值输入至微处理器MCU 8的输入端口；微处理器MCU 8的输出端口分别连接电流过载指示电路9和电流过载断路器脱扣关断电路10；电源电路为电流过载断路器脱扣关断电路10提供工作电压。

参见图2，电压隔离互感器取样电路1、2、3，由电压互感器CT1、CT2、CT3，电容C1、C2、C3组成，电流信号处理电路4、5、6包括电阻R1、R2、R3。

电压互感器CT1、CT2、CT3将合金电阻上的电压，由初级线圈在次级线圈中感应出交变电压，经电阻R1、R2、R3，输入至微处理器MCU 8的AN0、AN1、AN2端口。

负载电流设置电路7由微调电位器W1组成。

微调电位器W1的滑动端与微处理器MCU 8的AN3端口连接，其输入至AN3端口的电压值的大小即表示负载电流额定值的大小。

电流过载指示电路9由电阻R4和发光二极管LED2串联组成，电阻R4的一端与微处理器MCU 8的GP5端口连接。发光二极管LED2为过载指示灯，当微处理器MCU 8判断电动机出现故障时，GP5端口输出低电平，LED2亮，显示电动机出现故障。

电流过载断路器脱扣关断电路10由交流断路器DL1和脱扣电磁吸铁电路组成，其中，脱扣电磁吸铁电路由电阻R5、R6，电容C4，三极管T1，二极管D5和继电器J1组成，电阻R5的一端与微处理器MCU的GP4端口连接，其中，J1为常开继电器；交流断路器DL1和继电器J1串联连接；当微处理器MCU 8判断电动机出现故障时，GP4端口输出高电平，三极管T1导通，有电流通过继电器J1，J1闭合，交流断路器DL1动作，切断电动机电源，电动机停止运行。

参见图3，RL1、RL2、RL3为合金电阻，DL1为交流接触器。当继电器J1有电流通过时，J1-1闭合，DL1有电流通过，DL1-1、DL1-2、DL1-3断开，从而切断电动机的电源，电动机停止运行。

图4为本实用新型的电源电路，为电流过载断路器脱扣关断电路10提供24伏的直流工作电压。

图5是本实用新型的软件流程图，下面简述微处理器MCU 8的工作程序。微处理器MCU 8接收AN0-AN3的模拟电压值，由内部的A/D转换器将电压值转换为数字量，并计算得到相应的电流有效值和负载电流设定值，将电流有效值同负载电流设定值相比较，进行判断。如果有效值大于设定值，则过载输出端口GP5输出低电平，过载指示灯LED2亮；如果电流连续过载超过5秒钟，过载关断输出口GP4输出高电平，通过电流过载断路器脱扣关断电路中的三极管T1驱动继电器J1，使交流断路器DL1动作，切断电动机电源，电动机停止运行。其中，5秒钟是微处理器MCU根据过流的量度计算出来的延时关断时间。

微处理器MCU 8可采用PIC12C671、PIC12C672、PIC16C71、PIC16C711、PIC16C715、MDT1051型号的芯片。

综上所述，本实用新型采用电脑微处理器对取样信号进行检测，并通过逻辑判断控制输出，从而实现自动保护电动机的目的。

本实用新型虽然仅以一个实施例来说明本申请的特征，但电路、程序方面还可做多方面的修改，例如减少电压隔离互感器取样电路，并相应修改程序。类似此种修改，均属本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能型交流断路器，包括电压隔离互感器取样电路和电源电路，其特征在于：

还包括合金电阻、电流信号处理电路、负载电流设置电路、微处理器MCU电路、电流过载指示电路、电流过载断路器脱扣关断电路；

电压隔离互感器取样电路取出合金电阻上的电压，经电流信号处理电路将电压取样值输入至微处理器MCU的输入端口；

负载电流设置电路将预设电压值送至微处理器MCU的输入端口；

微处理器MCU的输出端口分别连接电流过载指示电路和电流过载断路器脱扣关断电路。

2.根据权利要求1所述的智能型交流断路器，其特征在于：电动机的每一相均设有所述的电压隔离互感器取样电路和电流信号处理电路，电压隔离互感器取样电路由电压互感器(CT1、CT2、CT3)，电容(C1、C2、C3)组成，电流信号处理电路包括电阻(R1、R2、R3)；电压互感器(CT1、CT2、CT3)取出合金电阻(RL1、RL2、RL3)上的电压，经电阻(R1、R2、R3)，输入至微处理器MCU的AN0、AN1、AN2端口。

3.根据权利要求1或2所述的智能型交流断路器，其特征在于：所述的负载电流设置电路由微调电位器(W1)组成，微调电位器(W1)的滑动端与微处理器MCU的AN3端口连接，其输入至AN3端口的电压值的大小即表示负载电流额定值的大小。

4.根据权利要求3所述的智能型交流断路器，其特征在于：所述的电流过载指示电路由电阻(R4)和发光二极管(LED2)串联组成，电阻(R4)的一端与微处理器MCU的GP5端口连接；发光二极管(LED2)为过载指示灯，当微处理器MCU判断电动机出现故障时，GP5端口输出低电平，(LED2)亮，显示电动机出现故障。

5.根据权利要求4所述的智能型交流断路器，其特征在于：所述的电流过载断路器脱扣关断电路由交流断路器(DL1)和脱扣电磁吸铁电路组成，其中，脱扣电磁吸铁电路由电阻(R5、R6)，电容(C4)，三极管(T1)，二极管(D5)和继电器(J1)组成，电阻(R5)的一端与微处理器MCU的GP4端口连接，其中，(J1)为常开继电器；交流断路器(DL1)和继电器(J1)串联连接；当微处理器MCU判断电动机出现故障时，GP4端口输出高电平，三极管(T1)导通，有电流通过继电器(J1)，(J1)闭合，交流断路器(DL1)动作，切断电动机电源，电动机停止运行。

6.根据权利要求5所述的智能型交流断路器，其特征在于：所述的微处理器MCU采用PIC12C671、PIC12C672、PIC16C71、PIC16C711、PIC16C715、MDT1051型号的芯片。

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