CN2777816Y

CN2777816Y - 电动机保护装置

Info

Publication number: CN2777816Y
Application number: CN 200420112736
Authority: CN
Inventors: 邱良岡
Original assignee: Alion Science and Technology Corp
Current assignee: Alion Science and Technology Corp
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2006-05-03
Anticipated expiration: 2014-11-12

Abstract

本实用新型是电动机保护装置，包括三相分压电路10、工作电压电源90、显示电路70、三相电压保护输出电路80和中央控制电路60，其内含有中央处理器61，中央处理器61内建有5信道A/D转换电路62、63、64、65、66，其特征在于：还设有三相类比信号放大电路，三相类比信号放大电路由三个差动放大电路20、30、40及波形转换电路50、51组成；中央控制电路60内还设有高压限制设定电路71、低压限制设定电路72、高压延迟设定电路73、低压延迟设定电路74和功能选择设定电路75。本电动机保护装置是电子式三相电压电动机保护装置，具有过高电压、过低电压、逆相、缺相及三相电压不平衡保护功能。

Description

电动机保护装置

技术领域：

本实用新型属于测量电变量由继电器保护电动机的装置。

背景技术：

目前，电动机的损坏绝大多数是电动机线圈绕组的损坏，而线圈的损坏主要是过热损坏(电动机在运行中产生的机械损耗、铁损等不变损耗和与负载电流的平方成正比例的铜耗成为电动机的热源)。电动机的发热量随电动机电流的增大而成指数曲线上升，电动机的温升如超过了绝缘材料的极限允许温度，就会造成电动机的损坏或降低电动机的使用寿命。据介绍每超过8℃电机的寿命降低一半。电动机使用寿命与电动机额定电流的过载倍数有关，对于A级绝缘电动机，电动机运行在1.25倍额定电流时使用寿命为45天，运行在1.5倍时电机寿命为3小时，运行在2倍时电机在数分钟时间内即会损坏。

电网电压畸变，三相电压不平衡.绕组匝间短路，相间短路，接地和各种类型的缺相造成不对称性故障，会使有的绕组电流严重过载，使电动机内产生的热效应增高，更加容易损坏电动机。电动机保护器必须具有在使用时能够既方便又准确地整定电流值的功能，还须具有与各种电动机发热特性相匹配，在电动机超过允许的极限温度之前能及时动作，实现过载和短路保护，同时又能够监测出任何类型断相故障的功能，以便在必要时能在数秒钟时间内实现断相保护。

目前，电动机保护器多是采用过流保护，用继电器作输出执行组件。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种电动机保护装置，是由继电器保护电动机的装置，具有过高电压、过低电压、逆相、缺相及三相电压不平衡保护功能。本电动机保护装置包括三相分压电路、工作电压电源、显示电路、三相电压保护输出电路和中央控制电路，其内含有中央处理器(CPU)，CPU内建有5信道A/D转换电路，其特征在于：还设有三相类比信号放大电路，三相类比信号放大电路由三个差动放大电路和波形转换电路组成；中央控制电路内还设有高压限制设定电路、低压限制设定电路、高压延迟设定电路、低压延迟设定电路和功能选择设定电路。其中，三相分压电路将△型三相电压经电阻网路转换成丫型虚接地的RN SN TN三相电压；工作电压电源将市电转换成各电路所需的工作电压，供各电路使用显示电路；三相电压保护输出电路作为三相电压保护输出执行组件；中央控制电路是本电动机保护装置完成过高电压、过低电压、逆相、缺相及三相电压不平衡保护功能的控制中心。

附图说明：

图1是电动机保护装置方框图。

图2是三相分压电路示意图。

图3-1是三个差动放大电路之一示意图。

图3-2是三个差动放大电路之二和波形转换电路之一示意图。

图3-3是三个差动放大电路之三和波形转换电路之二电路示意图。

图4是中央处理器模块连接脚示意图。

图5是LED显示电路连接脚示意图。

图6是高低压设定(包括限制设定和延迟设定)电路示意图。

图7是功能选择设定电路示意图。

图8是工作电压电源电路示意图。

图9是继电器驱动电路示意图。

图10是电动机保护装置面板示意图。

附图标记：

10三相分压电路； 20，30，40，50，51类比信号放大电路

60中央控制电路； 61中央处理器(CPU)，CPU内含有5信道A/D转换电路62，63，64，65，66； 70显示电路；

71高压限制设定电路； 72低压限制设定电路；

73高压延迟设定电路； 74低压延迟设定电路；

75功能选择设定电路； 80三相电压保护输出电路；

90工作电压电源； VR1～VR4是电位器；

SW1是指拨开关； SW2、SW3是按键开关。

具体实施方式：

参见图1，本实用新型是电动机保护装置，包括三相分压电路10、工作电压电源90、显示电路70、三相电压继电器输出电路80和中央控制电路60，其内含有中央处理器61，中央处理器61内建有5信道A/D转换电路62、63、64、65、66，其特征在于：还设有三相类比信号放大电路，三相类比信号放大电路由三个差动放大电路20、30、40及波形转换电路50、51组成；中央控制电路60内还设有高压限制设定电路71、低压限制设定电路72、高压延迟设定电路73、低压延迟设定电路74和功能选择设定电路75。

图2是RST三相电压分压电路10，系利用电阻网路组成三相电压分压电路，将△型三相电压经电阻网路转换成丫型虚接地的RN SN TN三相电压供给下级使用。

见图3-1、图3-2及图3-3是三个差动放大电路20、30、40和波形转换电路50、51中的T’、R’、S’端分别对应与三相电压分压电路10(见图2)的T’、R’、S’端连接；AD₀、AD₁、AD₂、STP、TRP端分别与中央处理器61(见图4)的第2、3、4、17、18脚连接。

见图5，LED显示电路70的17、19、20、3、11、18、22、9脚依次与中央处理器61的21～28脚连接；LED显示电路70的2、5、8、10、15、24脚依次与中央处理器61的11～16脚连接。

见图6，是高低压设定电路71、72、73、74，中的，COM₀、COM₁、COM₂、COM₃端脚依次脚依次与中央处理器61的11～16脚连接；输出端AD₃脚与中央处理器61的第5脚连接。

见图7功能选择设定电路75的LEDA、LEDB、LEDC、LEDD、LEDE、LEDF端依次与中央处理器61的21～26脚连接。

见图9继电器驱动电路80由继电器RLY1与光电藕合器U7串联组成，光电藕合器U7的控制端RELAY与中央处理器61的6脚连接。

各电路功能说明：

电路20为一类比运算放大器组成差动放大电路之一，将R’相电压与S’相电压之电压差转换成R’-S’相电压，再由半波整流反向电路与加法反向电路组成的全波整流电路，系接收R’-S’相交流(AC)电压以全波整流滤波为R’-S’相直流(DC)电压并将其电压供给中央处理器，并以A/D转换电路续驭RS相电压使用。

电路30为一类比运算放大器组成的差动放大电路之二，功能是将S’相电压与T’相电压之电压差转换成S’-T’相电压，再由半波整流反向电路与加法反向电路组成的全波整流电路，系接收S’-T’相交流(AC)电压加以全波整流滤波为S’-T’相直流(DC)电压并将其电压供给中央处理器，并以A/D转换电路读取ST相电压值使用。

电路40为一类比运算放大器组成的差动放大电路之三，将T’相电压与R’相电压之电压差转换成T’-R’相电压，再由半波整流反向电路与加法反向电路组成的全波整流电路，系接收T’-R’相交流(AC)电压加以全波整流滤波为T’-R’相直流(DC)电压并将其电压供给中央处理器，并以A/D转换电路读取TR相电压值使用。

电路50，51为运算放大器组成的两个波形转换电路，系接收S’-T’交流正弦波加以波形转换成ST相方波信号并将信号供中央处理器以计算波形相位，另一波形转换电路接收T’-R’相交流正弦波加以波形转换成TR相方波信号并将信号供中央处理器以计算波形相位。

电路60为一中央控制器，系接收电路20之RS相电压、电路30之ST相电压、电路40之TR相电压、电路50之ST相位信号与电路51之TR相相位信号、电路75之开关按键扫描信号、电路71之高压限制设定值、电路72之低压限制设定值、电路73之高压延迟设定值、电路74之低压延迟设定值扫描信号后经电路61之中央处理器加以判断分析，当RST：三相电压于正常设定值内将会输出一信号至电路80驱动一继电器给予控制设备使用，同时输出显示信号至电路70显示三相电压值并以每3秒循环显示三相电压值，反之RST三相电压异常时停止对电路80的继电器信号输出，并由电路70显示异常状态指尔与异常电压值。电路70为一LED显示模块，系接收电路61中央处理器之显示信号，将其信号以扫描方式显示于LED显示模块上。电路75其电路以扫描方式将4位指拨开关与2个按键开关的功能选择信号输入至中央处理器61。

电路71～74以扫描方式将高低压设定值输入至中央处理器61。

SWl-1的1S/5S为复归时间1秒或5秒。

SWl-2的AUTO.为设定是否异常跳脱自动复归。

SWl-3的UNBAL.为设定是三相相电压不平衡检测。

SWl-4的RPR.为设定是否三相相序异常检测。

TEST按键为显示VR1，VR2，VR3，VR4设定值。

RESET按键为重新启动键。

检测程序已存储在中央处理器内，工作过程如下：

先设定各个工作参数，旋转VR1设定过高电压跳脱值380V～519V；旋转VR2设定过低电压跳脱值277V～440V；旋转VR3设定过高电压延迟时问值0.1～10秒；旋转VR4设定过低电压延迟时间值0.1～10秒；当三相电压输入后会依SWl-1的1S/5S选择来延迟复归时间1秒或5秒，输出继电器接点动作后同时以每3秒更换一相电压显示。

当任一相电压超过VR1(高压限制值)设定值时，会依VR3(高压延迟时间值)所设定延迟时间值来判断，时间超过设定值后输出接点会放开，同时会显示过高电压指示与跳脱时之过高电压值“oXXX’，当电压恢复正常范围时，会依SWl-1(复归时间)的1S/5S选择来延迟复归时间1秒或5秒，过设定时间后继电器输出接点动作。

当任一相电压低过VR2(低压限制值)设定值时，会依VR4(低压延迟时间值)所设定延迟时间值来判断，时间超过设定值时输出接点会放开，同时会显示过低电压指示与跳脱时之过低电压值“uXXX，当电压恢复正常范围时，会依SWl-1(复归时间)的1S/5S选择来延迟复归时间1秒或5秒，过设定时间后继电器输出接点动作。

当三相电压不平衡值大于5％时，会延迟3秒时间值来判断，超过时间后输出接点放开，同时会显示不平衡指示与跳脱时之不平衡电压值“UXXX”，当电压恢复正常范围时，会依SWl-1(复归时间)1S/5S选择来延迟复归时间1秒或5秒，过设定时间后继电器输出接点动作。

当三相电压相序异常时，会延迟0.5秒时间值来判断，超过时间后输出接点会放开，同时会显示逆相指示“-RP-”，当相序恢复时会依SWl-1(复归时间)的1S/5S选择来延迟复归时间1秒或5秒，过设定时间后继电器输出接点动作。

当三相电压其中一项缺相时，会延迟2秒时间来判断，超过时间后输出接点会放开，同时会显示欠相指示“-PL-”，当相电压恢复时会SWl-1(复归时间)的1S/5S选择来延迟复归时间1秒或5秒，过设定时间后继电器输出接点动作。

综上所述，本电动机保护装置具有具有过高电压、过低电压、逆相、缺相及三相电压不平衡保护功能。

Claims

1、一种电动机保护装置，包括三相分压电路(10)、工作电压电源(90)、显示电路(70)、三相电压保护输出电路(80)和中央控制电路(60)，其内含有中央处理器(61)，中央处理器(61)内建有5信道A/D转换电路(62、63、64、65、66)，其特征在于：还设有三相类比信号放大电路，三相类比信号放大电路由三个差动放大电路(20、30、40)及波形转换电路(50、51)组成；中央控制电路(60)内还设有高压限制设定电路(71)、低压限制设定电路(72)、高压延迟设定电路(73)、低压延迟设定电路(74)和功能选择设定电路(75)。

2、按权利要求1述所的电动机保护装置，其特征在于：三个差动放大电路(20、30、40)和波形转换电路(50、51)中的T’、R’、S’端分别对应与三相电压分压电路(10)的T’、R’、S’端连接；AD0、AD1、AD2、STP、TRP端分别与中央处理器(61)的第2、3、4、17、18脚连接。

3、按权利要求1述所的电动机保护装置，其特征在于：高压限制设定电路(71)、低压限制设定电路(72)、高压延迟设定电路(73)、低压延迟设定电路(74)中的COM0、COM1、COM2、COM3端脚依次脚依次与中央处理器(61)的11～14脚连接；输出端AD3脚与中央处理器(61)的第5脚连接。

4、按权利要求1述所的电动机保护装置，其特征在于：功能选择设定电路(75)的LEDA、LEDB、LEDC、LEDD、LEDE、LEDF端依次与中央处理器(61)的21～26脚连接；输出端COM5脚与中央处理器(61)的第16脚连接。

5、按权利要求1述所的电动机保护装置，其特征在于：LED显示电路(70)的17、19、20、3、11、18、22、9脚依次与中央处理器(61)的21～28脚连接；LED显示电路(70)的2、5、8、10、15、24脚依次与中央处理器(61)的11～15脚连接。

6、按权利要求1述所的电动机保护装置，其特征在于：继电器驱动电路(80)由继电器RLY1与光电藕合器U7串联组成，光电藕合器U7的控制端RELAY与中央处理器(61)的6脚连接。