專利名稱：三相電機保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及自動化技術(shù)，適用于工業(yè)三相電機過載、過流、過壓、欠壓、三相電流不平衡及斷相等故障的保護器。
交流三相電機在運行時常常會出現(xiàn)過載、過電流、過電壓、欠電壓、三相電流不平衡及斷相等故障而造成電機損毀。因此，各種保護器相繼出現(xiàn)。然而，早期的機械熱繼電器式過流保護器的功能過于單一，而具有較大隨性區(qū)；即過流倍率較大時能保護，而過流倍率較小時卻無濟于事。其改進型模擬式電子熱繼電器，對過流倍數(shù)較小時保護雖有改善，但過流倍率較大時保護特性又變差。
現(xiàn)有的用于過壓、欠壓、斷相、三相電流不平衡等故障的定時限保護和過流的反時限曲線保護器，結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，用于發(fā)電設(shè)備、變壓器等大型設(shè)備尚可考慮，而因成本過高，難于推廣至普通工業(yè)電機。
近年發(fā)展的成本較低的單片微控制器(如8051系列)雖然潛力巨大，但因設(shè)計不夠完善，有著較大的改進空間。
本實用新型目的在于能完成三相電機的過載、過流、過壓、欠壓、三相電流不平衡及斷相保護，又具有故障診斷、歷史資料存貯與查詢，屏幕顯示、及故障保護臨界值與口令設(shè)置以及通訊功能數(shù)字化設(shè)定的單片機式的電機保護器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種三相電機保護器，其特征在于包括以單片機為核心成輻射狀連接的采樣電路、單片機、執(zhí)行電路、顯示電路及輸入指令的鍵盤；所述采樣電路包括順序連接的采樣路段、電子開關(guān)、壓頻轉(zhuǎn)換及光電隔離；壓頻轉(zhuǎn)換的輸出線經(jīng)光電隔離與單片機數(shù)據(jù)線連接，電子開關(guān)的選擇地址線經(jīng)光電隔離與單片機發(fā)出的采樣地址線連接。
所述采樣路段包括三組每條相線一組的電流采樣路段和三組每二條相線一組的電壓采樣路段；每組電流采樣路段包括順序連接的電流互感器、整流濾波器及運算放大器，電流互感器繞在每條相線上；每組電壓采樣路段包括順序連接的電壓互感器、整流濾波器及運算放大器，電壓互感器的初級跨接在二條相線之間。
所述執(zhí)行電路包括三極管、繼電器、二極管；三極管的基極經(jīng)電阻和光電隔離電路與單片機控制線連接，三極管的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)并聯(lián)的二極管與繼電器線包去連接正電源，繼電器的觸點控制電機的磁力開關(guān)。
結(jié)合附圖，進一步說明本實用新型內(nèi)容。


圖1本實用新型原理框圖。
圖2本實用新型電路圖。
圖中1、電流采樣電路2、電壓采樣電路3、電子開關(guān)4、壓頻轉(zhuǎn)換電路5、光電隔離電路6、單片機7、電可編只讀存儲器E2PROM 8、鍵盤9、顯示驅(qū)動10、顯示器11、通訊接口 12、執(zhí)行器L1、感應(yīng)線圈 U、繼電器T1、互感線圈圖1是本實用新型原理框圖。本新型保護器包括以單片機為核心感輻射狀連接的采樣電路、單片機、執(zhí)行電路、顯示電路及輸入指令的鍵盤；采樣電路是實時采集為三相電機供電的三條相線上的電流與電壓信號，并送至單片機；單片機對實測值和保護臨界值進行比較運算，確定反時限曲線的保護延時時間、開機時對超值避讓和及時發(fā)出保護指令，能在運行前進行檢測、運行中記錄與存貯電機運行的歷史數(shù)據(jù)和接受查詢；鍵盤能鍵入檢測、查詢、運行歷史調(diào)用及設(shè)置保護臨界值與開機避讓的超值等指令；執(zhí)行電路則執(zhí)行故障保護指令，以及時切斷電機的電源和報警；顯示電路主要顯示鍵盤輸入指令時，單片機所做的應(yīng)答內(nèi)容。
圖2是本實用新型電路圖。本電路包括采樣電路1、2、3、4、5，單片機6、7、11，執(zhí)行電路12，顯示電路9、10及鍵盤8；采樣電路包括順序連接的采樣路段1、2、電子開關(guān)3、壓頻轉(zhuǎn)換4及光電隔離；壓頻轉(zhuǎn)換4的輸出線經(jīng)光電隔離5與單片機6連接，電子開關(guān)3的選擇地址線經(jīng)過光電隔離5與單片機6連接。
采樣路段包括三組每條相線一組的電流采樣路段1和三組每二條相線一組的電壓采樣路段2；每組電流采樣路段包括順序連接的感應(yīng)線圈L1，整流濾波器R11D11C11R12及運算放大器RB與IC11，電流互感器L1繞在每條相線上；每組電壓采樣路段2包括順序連接的電壓互感器T1，整流濾波器D41C41R42及運算放大器R43與IC41，電壓互感器的初級跨接在二條相線之間。
壓頻轉(zhuǎn)換電路4把采樣的模擬信號電壓變成頻率信號。
光電隔離電路5使單片機6與采樣電路之間進行電源隔離卻可保障信號傳輸。
單片機包括單片機6及其連接的電可編只讀存儲器(E2PROM)和232接口11；E2PROM存儲單片機的運行程序，232接口可以擴展單片機功能。
顯示電路包括順序連接的顯示驅(qū)動9和電子顯示屏LED10，驅(qū)動9提供行掃和把列信號由單片機送至顯示屏。
執(zhí)行電路12包括輸出三極管Q、繼電器J及二極管D；Q的基極通過電阻R和光電隔離電路與單片機連接，Q的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)并聯(lián)的二極管D與繼電器J線包去連接正電源；繼電器觸點控制電機的磁力開關(guān)而切斷電源，二極管D是為防浪涌電壓而設(shè)。
本實用新型優(yōu)點1、對電機過電流，無論是過流倍率較大時，還是過流倍率較小時，都能以較好的反時限方式達到及時保護，并且臨界值可以實現(xiàn)高精度的數(shù)字化任意設(shè)定。
2、對電機過壓、欠壓、三相電流不平衡及斷相故障也能及時保護。
3、有顯示，有電機運行記錄，操作靈活；能進行故障診斷，把故障消滅在萌芽之中。
4、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、容易推廣。
實施例名稱型號單片機6 89C52電子開關(guān)3 CD4051壓頻轉(zhuǎn)換4 LM331光電隔離P52權(quán)利要求1.一種三相電機保護器，其特征在于包括以單片機為核心成輻射狀連接的采樣電路、單片機、執(zhí)行電路、顯示電路及輸入指令的鍵盤；所述采樣電路包括順序連接的采樣路段、電子開關(guān)、壓頻轉(zhuǎn)換及光電隔離；壓頻轉(zhuǎn)換的輸出線經(jīng)光電隔離與單片機數(shù)據(jù)線連接，電子開關(guān)的選擇地址線經(jīng)光電隔離與單片機地址線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電機保護器，其特征在于，所述采樣路段包括三組每條相線一組的電流采樣路段和三組每二條相線一組的電壓采樣路段；每組電流采樣路段包括順序連接的電流互感器、整流濾波器及運算放大器，電流互感器繞在每條相線上；每組電壓采樣路段包括順序連接的電壓互感器、整流濾波器及運算放大器，電壓互感器的初級跨接在二條相線之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電機保護器，其特征在于，所述執(zhí)行電路包括三極管、繼電器、二極管；三極管的基極經(jīng)電阻和光電隔離電路與單片機控制線連接，三極管的發(fā)射極接地，集電極經(jīng)并聯(lián)的二極管與繼電器線包去連接正電源，繼電器的觸點控制電機的磁力開關(guān)。
專利摘要三相電機保護器涉及自動化技術(shù)，適用于工業(yè)三相電機過流、過壓、欠壓及斷相等故障的保護器。目的在于能完成三相電機的過流、過壓、欠壓及斷相保護，又具有故障診斷、歷史資料存貯與查詢，屏幕顯示、及故障保護臨界值與口令設(shè)置以及通訊功能數(shù)字化設(shè)定的單片機式的電機保護器。保護器包括以單片機為核心感輻射狀連接的采樣電路、單片機、執(zhí)行電路、顯示電路及輸入指令的鍵盤；對電機過電流，無論是過流倍率較大時，還是過流倍率較小時，都能以較好的反時限方式達到及時保護，結(jié)構(gòu)簡單、成本低、容易推廣。
文檔編號H02H7/08GK2452194SQ0025415
公開日2001年10月3日 申請日期2000年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月8日
發(fā)明者王希紅, 李長體, 張新華, 王明見, 張世宏 申請人:河南省鹿邑縣泰豐電器有限公司