專利名稱：智能型無觸點(diǎn)接觸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種接觸器，具體涉及一種用于保護(hù)三相電動(dòng)機(jī)的無觸點(diǎn)接觸器，特別是當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過載過流、堵轉(zhuǎn)、短路，斷相以及三相電流嚴(yán)重不平衡等異常情況時(shí)，及時(shí)采取措施保護(hù)電動(dòng)機(jī)的一種智能型無觸頭接觸器。
本實(shí)用新型的技術(shù)問題是這樣解決的本實(shí)用新型的無觸點(diǎn)接觸器包括電流隔離互感器取樣電路和電源電路，其中，還包括無觸點(diǎn)接觸器電路、電流信號(hào)處理電路、啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路、負(fù)載電流設(shè)置電路、微處理器MCU電路、電流過載指示電路和電流過載關(guān)斷電路電流隔離互感器取樣電路取出電動(dòng)機(jī)的相電流，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)電流信號(hào)處理電路將電壓取樣值輸入至微處理器MCU的輸入端口；啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路、負(fù)載電流設(shè)置電路將預(yù)設(shè)電壓值分別輸入至微處理器MCU的輸入端口；微處理器MCU的輸出端口分別連接電流過載指示電路和電流過載關(guān)斷電路；電流過載關(guān)斷電路與無觸點(diǎn)接觸器電路相連接。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過載過流、堵轉(zhuǎn)、短路、斷相以及三相電流嚴(yán)重不平衡等異常情況時(shí)，微處理器MCU根據(jù)對(duì)輸入的電壓值進(jìn)行轉(zhuǎn)換、計(jì)算、比較后得到的邏輯判斷，其兩個(gè)輸出端口中的一個(gè)輸出低電平，使過載指示燈亮另一個(gè)輸出高電平，驅(qū)動(dòng)電流過載關(guān)斷電路，使無觸點(diǎn)接觸器電路動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
本實(shí)用新型由于采用了微處理器，用軟件取代硬件進(jìn)行邏輯判斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)保護(hù)的智能控制，因此具有以下優(yōu)點(diǎn)1.當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)短路、斷相、過載過流、堵轉(zhuǎn)、三相電流嚴(yán)重不平衡等故障時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)。
2.采用微處理器，精度高，靈敏度高，智能化程度高，可靠性好，能滿足現(xiàn)代設(shè)備的需求。
3.電路結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，使用安裝方便。
4、因沒有觸點(diǎn)，無機(jī)械磨損，壽命長。
圖2是本實(shí)用新型的控制電路原理圖。
圖3為具有三個(gè)電流隔離互感器取樣電路和三個(gè)電流信號(hào)處理電路的電路原理圖。
圖4是本實(shí)用新型的無觸點(diǎn)接觸器使用電路圖。
圖5是本實(shí)用新型的電源電路。
圖6是本實(shí)用新型的軟件流程圖。
電流過載關(guān)斷電路9與無觸點(diǎn)接觸器電路2相連接；電源電路10提供24伏的直流工作電壓。
參見圖2，電流隔離互感器取樣電路1由電流互感器CT1、CT2以及與其相并聯(lián)連接的電阻R1、R2和電容C1、C2組成，電流信號(hào)處理電路3包括電阻R3、R4。
電流互感器CT1、CT2的初級(jí)線圈在次級(jí)線圈中感應(yīng)出交變電流，該電流在電阻R1、R2上產(chǎn)生的電壓，經(jīng)電阻R3、R4，輸入至微處理器MCU電路7的AN0、AN1端口。
啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路5由可調(diào)電位器W1組成，負(fù)載電流設(shè)置電路6由微調(diào)電位器W2組成。
可調(diào)電位器W1的滑動(dòng)端與微處理器MCU電路7的AN2端口連接，其輸入至AN2端口的電壓值的大小即表示啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間的長短。
微調(diào)電位器W2的滑動(dòng)端與微處理器MCU電路7的AN3端口連接，其輸入至AN3的電壓值的大小即表示負(fù)載電流額定值的大小。
電流過載指示電路8由電阻R5和發(fā)光二極管LED2串聯(lián)組成，電阻R5的一端與微處理器MCU電路7的GP5端口連接。發(fā)光二極管LED2為過載指示燈，當(dāng)微處理器MCU電路7判斷電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，GP5端口輸出低電平，LED2亮，顯示電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障。
由


圖1、圖2和圖3可見，電流過載關(guān)斷電路9由電阻R6、R7，電容C3，三極管T1，二極管D5和繼電器J1、J2組成，電阻R6的一端與微處理器MCU7的GP4端口連接，繼電器J1包括常閉觸頭J1-1，繼電器J2包括常開觸頭J2-1、J2-2。電阻R7與電容C3并聯(lián)后與三極管T1的基極以及電阻R6相連接。當(dāng)微處理器MCU電路7判斷電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，GP4端口輸出高電平，三極管T1導(dǎo)通，有電流通過繼電器J1，使J2與無觸點(diǎn)接觸器電路動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
參見圖4，無觸點(diǎn)接觸器電路2由關(guān)閉按鈕SW1、啟動(dòng)按鈕SW2、繼電器J2和三相固態(tài)接觸器SSR構(gòu)成，繼電器J2與繼電器J1的觸頭J1-1串聯(lián)連接，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SW2，接通繼電器J2，J2-1、J2-2閉合，三相固態(tài)接觸器SSR導(dǎo)通，電機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)按下關(guān)閉按鈕SW1，繼電器J2被切斷，J2-1、J2-2斷開，三相固態(tài)接觸器SSR不導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行；當(dāng)有電流通過繼電器J1時(shí)，J1-1斷開，切斷繼電器J2，J2-1、J2-2斷開，三相固態(tài)接觸器SSR不導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)電動(dòng)機(jī)的目的。
參見圖3，本實(shí)用新型包括三個(gè)電流隔離互感器取樣電路1和三個(gè)電流信號(hào)處理電路3，電流隔離互感器取樣電路1由互感器CT1、CT2、CT3，電阻R1、R2、R3和電容C1、C2、C9構(gòu)成，電流信號(hào)處理電路3經(jīng)電阻R1、R2、R3與微處理器MCU電路7相連接，三個(gè)電流隔離互感器取樣電路1與電動(dòng)機(jī)的三相相連接。
由圖6可見，微處理器MCU電路7接收AN0-AN3端口的模擬電壓值，由內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器將電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并計(jì)算得到相應(yīng)的電流有效值和負(fù)載電流設(shè)定值，將電流有效值同負(fù)載電流設(shè)定值相比較，進(jìn)行判斷，如果有效值大于設(shè)定值，則過載輸出口GP5輸出低電平，過載指示燈LED2亮；如果電流連續(xù)過載超過5秒種，過載關(guān)斷輸出口GP4輸出高電平，通過電流過載關(guān)斷電路9的三極管T1驅(qū)動(dòng)繼電器J1，使J2與無觸點(diǎn)接觸器電路動(dòng)作，切斷電源，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。其中，5秒鐘是微處理器MCU7根據(jù)過流的量度計(jì)算出來的延時(shí)關(guān)斷時(shí)間。
微處理器MCU電路7采用PIC12C671、PIC12C672、PIC16C71、PIC16C711、PIC16C715、MDT1051型號(hào)的芯片。
本實(shí)用新型的接觸器可為一體式或分體式或連體式。
綜上所述，本實(shí)用新型采用電腦微處理器對(duì)取樣信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并通過邏輯判斷控制輸出，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)電動(dòng)機(jī)的目的。
本實(shí)用新型雖然僅以一個(gè)實(shí)施例來說明本申請(qǐng)的特征，但電路、程序方面還可做多方面的修改，例如增加電流隔離互感器取樣電路，同時(shí)采用18腳或28腳的微處理器，并相應(yīng)修改程序，以期增加其功能。類似此種修改，均屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種智能型無觸點(diǎn)接觸器，包括電流隔離互感器取樣電路(1)和電源電路(10)，其特征在于還包括無觸點(diǎn)接觸器電路(2)、電流信號(hào)處理電路(3)、啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路(5)、負(fù)載電流設(shè)置電路(6)、微處理器MCU電路(7)和電流過載關(guān)斷電路(9)；電流隔離互感器取樣電路(1)取出電動(dòng)機(jī)的相電流，轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)電流信號(hào)處理電路(3)將電壓取樣值輸入至微處理器MCU電路(7)的輸入端口；啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路(5)、負(fù)載電流設(shè)置電路(6)將預(yù)設(shè)電壓值分別輸入至微處理器MCU電路(7)的輸入端口；微處理器MCU電路(7)的輸出端口和電流過載關(guān)斷電路(9)；電流過載關(guān)斷電路(9)與無觸點(diǎn)接觸器電路(2)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于還包括電流過載指示電路(8)，微處理器MCU電路(7)的輸出端口與電流過載指示電路(8)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于包括兩個(gè)電流隔離互感器取樣電路(1)和兩個(gè)電流信號(hào)處理電路(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于電流隔離互感器取樣電路(1)由電流互感器(CT1、CT2)以及與其相并聯(lián)連接的電阻(R1、R2)和電容(C1、C2)組成，電流信號(hào)處理電路(3)包括電阻(R3、R4)，電阻(R3、R4)與微處理器MCU電路(7)的(AN0、An1)端口相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間設(shè)置電路(5)由可調(diào)電位器(W1)組成，可調(diào)電位器(W1)的滑動(dòng)端與微處理器MCU電路(7)的(AN2)端口連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于負(fù)載電流設(shè)置電路(6)由微調(diào)電位器(W2)組成，微調(diào)電位器(W2)的滑動(dòng)端與微處理器MCU電路(7)的(AN3)端口連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接觸器，其特征在于電流過載指示電路(8)由電阻(R5)和發(fā)光二極管(LED2)串聯(lián)組成，電阻(R5)的一端與微處理器MCU電路(7)的(GP5)端口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于電流過載關(guān)斷電路(9)由電阻(R6、R7)，電容(C3)，三極管(T1)，二極管(D5)和繼電器(J1、J2)組成，電阻(R6)的一端與微處理器MCU電路(7)的(GP4)端口連接，繼電器(J1)包括常閉觸頭(J1-1)，繼電器J2包括常開觸頭(J2-1、J2-2)，電阻(R7)與電容(C3)并聯(lián)后與三極管(T1)的基極以及電阻(R6)相連接，當(dāng)微處理器MCU電路(7)判斷電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，(GP4)端口輸出高電平，三極管(T1)導(dǎo)通，有電流通過繼電器(J1)，使(J2)與無觸點(diǎn)接觸器電路(2)動(dòng)作，切斷電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接觸器，其特征在于微處理器MCU電路(7)采用PIC12C671、PIC12C672、PIC16C71、PIC16C711、PIC16C715、MDT1051型號(hào)的芯片。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接觸器，其特征在于所述的無觸點(diǎn)接觸器電路(2)由關(guān)閉按鈕(SW1)、啟動(dòng)按鈕(SW2)、繼電器(J2)和三相固態(tài)接觸器SSR構(gòu)成，繼電器(J2)與繼電器(J1)的觸頭(J1-1)串聯(lián)連接，按下啟動(dòng)按鈕(SW2)，接通(J2)，(J2-1、J2-2)閉合，三相固態(tài)接觸器SSR導(dǎo)通，電機(jī)啟動(dòng)；按下關(guān)閉按鈕(SW1)，繼電器(J2)被切斷，(J2-1、J2-2)斷開，三相固態(tài)接觸器SSR不導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行；當(dāng)有電流通過繼電器(J1)時(shí)，(J1-1)斷開，切斷繼電器(J2)，(J2-1、J2-2)斷開，三相固態(tài)接觸器SSR不導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸器，其特征在于包括三個(gè)電流隔離互感器取樣電路(1)和三個(gè)電流信號(hào)處理電路(3)，電流隔離互感器取樣電路(1)由互感器(CT1、CT2、CT3)、電阻(R1、R2、R3)和電容(C1、C2、C9)構(gòu)成，電流信號(hào)處理電路(3)經(jīng)電阻(R1、R2、R3)與微處理器MCU電路(7)相連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的接觸器，其特征在于該接觸器為一體式或分體式或連體式。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接觸器，其特征在于采用18腳或28腳的微處理器。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種電路結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低可靠性高的智能型無觸點(diǎn)接觸器，其采用微處理器對(duì)取樣信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并通過邏輯判斷控制輸出，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)電動(dòng)機(jī)的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)短路、斷相、過載過流、堵轉(zhuǎn)、三相電流嚴(yán)重不平衡等故障時(shí)，可實(shí)現(xiàn)快速保護(hù)；采用微處理器，精度高，靈敏度高，智能化程度高，可靠性好，能滿足現(xiàn)代設(shè)備的需要；電路結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，使用安裝方便，無觸點(diǎn)沒有機(jī)械磨損、長壽命。
文檔編號(hào)H02H7/085GK2585463SQ022611
公開日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月31日
發(fā)明者黃瑞光 申請(qǐng)人:黃瑞光