專利名稱：一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種保護(hù)控制裝置，尤其是涉及一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，隨著社會和技術(shù)的進(jìn)步，電動機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，而電動機(jī)由于工作環(huán)境相對較差，加之電動機(jī)價值較高，對電動機(jī)的保護(hù)和控制就顯得越來越重要。
而在電動機(jī)保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，雖然機(jī)械式熱電器已被淘汰，但其利用常閉觸點動作實現(xiàn)對電動機(jī)保護(hù)的設(shè)計方案，目前還繼續(xù)作為設(shè)計電子式電動機(jī)保護(hù)器的設(shè)計規(guī)范之一。但是電子式電動機(jī)保護(hù)器，同樣存在與熱繼電器相同的保護(hù)功能不可靠的固有缺陷。特別是當(dāng)電子式電動機(jī)保護(hù)器的繼電器不能吸合時，即完全喪失了保護(hù)功能，而此時電動機(jī)卻可以照常起動、運行，由于沒有保護(hù)，直至電動機(jī)燒毀后才知道保護(hù)器已經(jīng)損壞，很難實現(xiàn)對電動機(jī)進(jìn)行全方位保護(hù)，以至造成事故和難以挽回的損失。
此外，現(xiàn)有的電動機(jī)保護(hù)裝置缺乏對電動機(jī)的控制和檢測，難以在運行時對電動機(jī)的參數(shù)進(jìn)行測量、操作控制、記錄管理，更談不上遠(yuǎn)程通信和遠(yuǎn)程控制。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，能夠?qū)λＷo(hù)的電動機(jī)進(jìn)行全方位保護(hù)，避免電子式電動機(jī)保護(hù)器容易喪失保護(hù)功能的缺點。同時，能夠?qū)﹄妱訖C(jī)的參數(shù)進(jìn)行測量、操作控制、記錄管理、遠(yuǎn)程通信和遠(yuǎn)程控制。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，包括微處理器；開關(guān)電源部分，與上述的微處理器連接，并且，還包括，遙信量輸入部分，與上述的微處理器連接，用于輸入電動機(jī)的狀態(tài)參數(shù)；上微處理器復(fù)位電路部分，與上述的微處理器連接，用于上述的微處理器復(fù)位；采樣電路部分，與上述的微處理器連接，用于對電流、電壓等模擬量進(jìn)行輸入采集；時鐘電路部分，與上述的微處理器連接，用于內(nèi)部時鐘振蕩；繼電器輸出部分和模擬量輸出電路部分，均與上述的微處理器連接；上述的開關(guān)電源部分設(shè)置輸出五組電壓，開關(guān)頻率設(shè)置為100KHz。
同時，上述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置還包括存儲器電路部分，與上述的微處理器連接，用于上述的微處理器處理數(shù)據(jù)的存儲。
上述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置還包括通信模塊，與上述的微處理器連接，用于數(shù)據(jù)和信息傳遞。
上述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置還包括人工輸入部分和顯示設(shè)備，通過人機(jī)接口與上述的微處理器連接，分別用于人工操作輸入和信息顯示；以及RS485通信接口。
上述的采樣電路部分設(shè)置采集三相電壓、三相電流和一路漏電信號。
較好的，上述的模擬量輸出電路部分設(shè)置采用脈寬調(diào)制方式。
較好的，上述的時鐘電路包括一M41T81時鐘集成電路。
較好的，上述的存儲器電路部分設(shè)置為+3.3V低壓供電的FM24CL16，I2C接口的，16KBit的帶數(shù)據(jù)寫保護(hù)的鐵電存儲器。
較好的，上述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置還包括一8字節(jié)的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器，用于計時日歷功能，由外部晶體控制。
較好的，上述的繼電器輸出部分包括至少4個G5LE-14繼電器，上述的G5LE-14繼電器的接點設(shè)置為一常開、一常閉。
實現(xiàn)了上述的技術(shù)方案，就可以實現(xiàn)本實用新型的目的。利用受起動信號和保護(hù)功能電路控制的常開觸點的釋放實現(xiàn)對電動機(jī)的保護(hù)，保證了保護(hù)功能的可靠性，并且增加了對電機(jī)參數(shù)的測量、操作控制、記錄管理和遠(yuǎn)程通信等功能。對于各種手動控制或自動控制系統(tǒng)中的電動機(jī)，均可實現(xiàn)有效的、全方位的保護(hù)，且不改變原來的操作方式和控制方法。對電動機(jī)發(fā)生斷相、過載、短路、堵轉(zhuǎn)、欠壓、過壓、過熱、接地和漏電等故障時實現(xiàn)保護(hù)，還具有電流電壓顯示，時間控制，軟件自診斷，來電自恢復(fù)，自啟動順序，故障記憶，自瑣和遠(yuǎn)傳報警，顯示故障時的電流、電壓故障前后用代號閃爍示警，配置RS485通訊接口，實現(xiàn)計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，從而替代了傳統(tǒng)保護(hù)方式中的熱繼、中間繼電器、電流互感器、電流、電壓等測量儀表。集保護(hù)、遙測、通訊、遙控和再起動于一體，成本低，精度高，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約、輕松組網(wǎng)，內(nèi)部實時時鐘(RTC)，可編程狀態(tài)設(shè)定，故障自動診斷，體積小，可在電器柜上方便安裝。


圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型的電流采樣前端處理電路；圖3是本實用新型模擬量輸出電路部分電路圖；圖4是本實用新型時鐘電路部分電路圖；圖5是本實用新型繼電器輸出部分電路圖；圖6是本實用新型開關(guān)電源供電電路圖。
具體實施例
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實用新型的較佳實施例，通過對本實用新型較佳實施例的描述，可以更清楚的看出和理解本實用新型的優(yōu)點所在。
如圖1，本實用新型包含了微控制器，電源部分，9路遙信量輸入部分，MCU復(fù)位電路，電流、電壓、溫度及模擬量輸入采集電路，存儲器電路，RTC時鐘部分，繼電器輸出部分，模擬量輸出部分，異步收發(fā)器通信模塊，RS485接口，邊界掃描(JTAG)接口及人機(jī)界面等部分組成。本設(shè)計MCU選用了TI公司所生產(chǎn)的MSP系列16bit單片機(jī)MSP430F149，內(nèi)置12位200K的A/D轉(zhuǎn)換器ADC；目的是應(yīng)用其豐富的接口資源和強(qiáng)大的定時器功能，外圍硬件擴(kuò)展只需做很少的工作，不僅設(shè)計變得非常簡單，而且該控制器體積小、可靠性高。
如圖2，是電流采樣前端處理電路，A、B、C三相電流通過三只電流互感器，經(jīng)I0、I1、I2、I3由電阻R5、R27、R1 30、R127、R12、R9、R137、R138采樣獲得A、B、C三相電流和零序電流信號，再經(jīng)運算放大濾波處理送ADC進(jìn)行交流采樣，該放大電路有二級增益，由模擬開關(guān)U5、U10、U16、U46來調(diào)整。
如圖3，模擬量輸出電路采用脈寬調(diào)制方式進(jìn)行微分和積分將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號。主要包括MCU的PWM輸出、高速光耦、模擬開關(guān)、積分電路、濾波放大電路、輸出驅(qū)動電路及整流電路。A+15V和A-15V分別經(jīng)LM78L12和LM79L12穩(wěn)壓后提供運放電源，TL431提供+5V基準(zhǔn)電壓給模擬開關(guān)U45和運放的偏置電壓，PWM信號通過光耦U29，控制模擬開關(guān)U45導(dǎo)通，在5腳產(chǎn)生等幅度的PWM信號，經(jīng)兩次積分獲得模擬信號，實現(xiàn)從數(shù)字到模擬信號的轉(zhuǎn)換。
如圖4，RTC時鐘電路采用用M41T81時鐘IC，M41T81串行訪問計時保持SRAM是一個低功耗串行實時時鐘內(nèi)建32.768Khz振蕩器，外部晶體控制8字節(jié)的SRAM用于計時日歷功能，具有世紀(jì)年月日星期小時分鐘秒1 10和1100秒24小時BCD格式修正28 29兩天閏年直到2100均有效30和31天的月份自動設(shè)置；具有十分之一/百分之一秒秒分小時天日期月年世紀(jì)計數(shù)器，可用于再起動晃電計時及記錄事件時標(biāo)，如圖4所示，U43外接時鐘晶振Y5，C4作精度微調(diào)，U3是后備電池，由+3.3電源進(jìn)行充電，D22起隔離作用，R16起限流作用。
如圖5，是起動繼電器的控制后，接觸器的狀態(tài)檢測電路，其中D2為續(xù)流二級管，U7驅(qū)動IC，D25是整流管，通過R92、R93、R91限流，C78濾波，U19隔離，由SWI4輸出接觸器狀態(tài)信息。該電路接觸器的控制信號和狀態(tài)信號檢測共用二根線。
如圖6，開關(guān)電源采用Topswitch-II系列電源芯片TOP223，85～265VAC/DC寬壓輸入，開關(guān)頻率100KHz開關(guān)電源，輸出五組電壓，分別是+12V，A+12V，A-12V；其中+12V和A+12V、A-12V間相互隔離，隔離電壓均為2500V，且均與開關(guān)電源輸入部分隔離，電壓也為2500V。+12V提供繼電器的驅(qū)動電源；A+12V，A-12V提供AD采樣模擬信號電源，其中A+12V通過78L05和AS1117-3.3產(chǎn)生+5V和+3.3V電源，+5V給RS485等5V的IC供電，+3.3V給MCU等3.3V的IC供電；+12V通過E1215S-1W的DC-DC電源摩模塊產(chǎn)生+15V和-15V電源，給模擬量4～20mA部分的供電；其總功耗約5VA。
這里需要指出的是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以在本實用新型的基礎(chǔ)上，作出各種適當(dāng)?shù)淖冃位蛘咛鎿Q，但所有這些變形或者替換，都應(yīng)當(dāng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，包括微處理器；開關(guān)電源部分，與所述的微處理器連接，其特征在于還包括遙信量輸入部分，與所述的微處理器連接，用于輸入電動機(jī)的狀態(tài)參數(shù)；微處理器復(fù)位電路部分，與所述的微處理器連接，用于所述的微處理器復(fù)位；采樣電路部分，與所述的微處理器連接，用于對電流、電壓等模擬量進(jìn)行輸入采集；時鐘電路部分，與所述的微處理器連接，用于內(nèi)部時鐘振蕩；繼電器輸出部分和模擬量輸出電路部分，均與所述的微處理器連接；所述的開關(guān)電源部分設(shè)置輸出五組電壓，開關(guān)頻率設(shè)置為100KHz。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，其特征在于所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置還包括存儲器電路部分，與所述的微處理器連接，用于所述的微處理器處理數(shù)據(jù)的存儲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，其特征在于所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置還包括通信模塊，與所述的微處理器連接，用于數(shù)據(jù)和信息傳遞。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，其特征在于所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置還包括人工輸入部分和顯示設(shè)備，通過人機(jī)接口與所述的微處理器連接，分別用于人工操作輸入和信息顯示；以及RS485通信接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，其特征在于所述的采樣電路部分設(shè)置采集三相電壓、三相電流和一路漏電信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，其特征在于所述的模擬量輸出電路部分設(shè)置采用脈寬調(diào)制方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，其特征在于所述的時鐘電路包括一M41T81時鐘集成電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，其特征在于所述的存儲器電路部分設(shè)置為+3.3V低壓供電的FM24CL16，I2C接口的，16KBit的帶數(shù)據(jù)寫保護(hù)的鐵電存儲器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，其特征在于所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置還包括一8字節(jié)的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器，用于計時日歷功能，由外部晶體控制。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或7或8或9所述的一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，其特征在于所述的繼電器輸出部分包括至少4個G5LE-14繼電器，所述的G5LE-14繼電器的接點設(shè)置為一常開、一常閉。
專利摘要本實用新型公開了一種低壓電動機(jī)保護(hù)控制裝置，包括微處理器；開關(guān)電源部分，還包括遙信量輸入部分，與所述的微處理器連接，微處理器復(fù)位電路部分，采樣電路部分，時鐘電路部分，繼電器輸出部分和模擬量輸出電路部分，均與微處理器連接；開關(guān)電源部分設(shè)置輸出五組電壓，開關(guān)頻率設(shè)置為100KHz。本實用新型能夠?qū)λＷo(hù)的電動機(jī)進(jìn)行全方位保護(hù)，避免電子式電動機(jī)保護(hù)器容易喪失保護(hù)功能的缺點。同時，能夠?qū)﹄妱訖C(jī)的參數(shù)進(jìn)行測量、操作控制、記錄管理、遠(yuǎn)程通信和遠(yuǎn)程控制。
文檔編號H02H7/08GK2914442SQ20062001439
公開日2007年6月20日 申請日期2006年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月3日
發(fā)明者王尉朝, 任家愛, 吳鴻 申請人:深圳市亞特爾科技有限公司