專利名稱：低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)電自動(dòng)化及其控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種高集成度、模塊化的智能化低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)方式的保護(hù)器，實(shí)現(xiàn)的原理大體是采用熱繼電器、溫度繼電器的方式，這種方式存在著一些缺點(diǎn)一、精度低，無法精確整定、誤差大、離散值大；這是因?yàn)檫@幾種方式的整定方式大多數(shù)采用撥盤、熱彈簧等方式；二、保護(hù)的功能單一，大多數(shù)的保護(hù)方式都為過流保護(hù)，缺相不平衡保護(hù)，保護(hù)的方式不完全；如果要把保護(hù)功能做全，需要增加保護(hù)的模塊，導(dǎo)致裝置多、空間擁擠、成本增加、可靠性減低等問題；由于這些問題的存在，目前在大型工礦企業(yè)、石油、化工等行業(yè)中不大使用；但是由于這類產(chǎn)品原理簡(jiǎn)單、成本比較低，它們還依然在一些小型的生產(chǎn)線、保護(hù)要求實(shí)時(shí)性比較低、對(duì)價(jià)格比較敏感的群體中使用?，F(xiàn)有的微機(jī)型智能低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置，基本都是集保護(hù)、控制、通訊、測(cè)量、監(jiān)視功能于一體，這種設(shè)計(jì)由于控制量和采集量比較多，選用的微處理器性能比較低，外圍電路必然比較復(fù)雜，裝置體積隨之增大，還有繁重的數(shù)據(jù)計(jì)算、故障邏輯處理，以及各種參數(shù)、 SOE事件信息、故障錄波信息需要存儲(chǔ)，還要與外部監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換，這樣就會(huì)影響處理器的處理速度，并且裝置成本也會(huì)隨之增加。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)精度低、無法精確整定、誤差大、離散值大、保護(hù)的功能單一以及成本高的問題。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是它包括有微處理器和接在該微處理器上的存儲(chǔ)器單元，顯示器單元，人機(jī)接口通信單元和輸出控制單元，有一個(gè)電壓電流信號(hào)處理模塊，該模塊設(shè)有接收來自三相電流互感器的電流信號(hào)的輸入端，和接收來自三相電壓互感器的電壓信號(hào)輸入端，該電流信號(hào)的輸入端和電壓信號(hào)輸入端輸入的信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器和濾波電路處理后從輸出端輸出到所述微處理器的A/D接口；有一個(gè)模擬量輸入輸出模塊，該模擬量輸入輸出模塊有一個(gè)接收來自零序電流互感器的漏電電流信輸入端和一個(gè)接收來自熱敏電阻的過熱信號(hào)輸入端，這兩個(gè)輸入端的信號(hào)經(jīng)過比較放大器、運(yùn)算放大器和濾波電路處理后從輸出端輸出到所述微處理器的A/D接口 ；所述模擬量輸入輸出模塊內(nèi)還設(shè)有接收來自所述微處理器輸出端的脈寬調(diào)制信號(hào)輸入端，該脈寬調(diào)制信號(hào)輸入端接收的脈寬調(diào)制信號(hào)經(jīng)過光電耦合器、濾波器和運(yùn)算放大器處理后通過電流輸出轉(zhuǎn)換器向其分散控制電流輸出端發(fā)出控制信號(hào)；所述輸出控制單元集成在一個(gè)輸出控制模塊上，該輸出控制模塊設(shè)有連接電動(dòng)機(jī)控制回路的接觸器的輸出端。上述技術(shù)方案中，更具體的方案是與所述微處理器連接的存儲(chǔ)器單元、復(fù)位電路單元、開關(guān)量電路輸入單元和遠(yuǎn)程通信單元均分別是模塊元件，所述微處理器的型號(hào)可以是STM32F103 ；所述電流輸出轉(zhuǎn)換器的型號(hào)可以為XTR115。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是本實(shí)用新型通過選用高性能、高集成度的微處理器，采用模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅能有效提高裝置的可靠性和處理速度，而且可以大大降低裝置的生產(chǎn)成本，使裝置的性價(jià)比更符合用戶的要求。

圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)例用于說明本實(shí)用新型， 但不用來限制本實(shí)用新型的范圍如圖1所示的本實(shí)施例，它包括微處理器模塊1以及與微處理器模塊1連接的模擬信號(hào)處理模塊2、存儲(chǔ)器模塊3、復(fù)位電路模塊4、開關(guān)量輸入模塊5、繼電器輸出控制模塊 6、LED顯示操作模塊7、人機(jī)接口通信模塊8、電流互感器模塊9、電壓互感器模塊10、遠(yuǎn)程通信模塊11和模擬量輸入輸出模塊12，本實(shí)施例的微處理器選用了 ST公司所生產(chǎn)的基于 Cortex- M3內(nèi)核的是新型的32位、主頻可達(dá)72MHz的嵌入式微處理器STM32F103，內(nèi)置16 通道的12位IMHz的A/D轉(zhuǎn)換器ADC和可編程的實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC ；目的是應(yīng)用其豐富的接口資源、強(qiáng)大的定時(shí)器功能、大容量的存儲(chǔ)空間和高速的數(shù)據(jù)處理能力，極大的減少外圍電路的設(shè)計(jì)，提高控制器的可靠性，降低生產(chǎn)成本。電動(dòng)機(jī)的3路電流、3路電壓信號(hào)接入電流互感器模塊9、電壓互感器模塊10，經(jīng)過互感器變換后，接入模擬信號(hào)處理模塊，這些信號(hào)通過模擬信號(hào)處理模塊的運(yùn)算放大器和濾波電路處理后，直接送到微處理器模塊的片內(nèi)A/D ；模擬量輸入輸出模塊12有1路漏電流14、1路熱敏電阻15信號(hào)輸入，1路4 20mA 直流電流16輸出；電動(dòng)機(jī)的漏電流、熱敏電阻信號(hào)通過模擬量輸入輸出模塊12進(jìn)行比較放大器、運(yùn)算放大器和濾波電路處理后，直接送到微處理器模塊1的片內(nèi)A/D ；微處理器輸出的PWM信號(hào)經(jīng)過光耦、濾波電路、運(yùn)算放大器、電流輸出轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成微電流，輸出給DCS系統(tǒng)；電流輸出電路采用XTR115電流輸出轉(zhuǎn)換器，輸出電流的抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確。繼電器輸出控制模塊6的輸入端與微處理器模塊1連接，輸出端與電動(dòng)機(jī)控制回路的接觸器連接，通過繼電器觸點(diǎn)的斷開和閉合直接控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行和停止。時(shí)鐘電路13只給微處理器提供一個(gè)外部備用電池，利用微處理器的的內(nèi)部實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC，實(shí)現(xiàn)日歷時(shí)間信息的記錄。存儲(chǔ)器模塊3采用AT45DB161D作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，通過SPI接口直接與微處理器模塊連接，實(shí)現(xiàn)所有的定值、SOE記錄、故障錄波、通信參數(shù)等數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。遠(yuǎn)程通信模塊11通過UART接口與微處理器模塊連接，電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單可靠，提供2 路RS485接口用來與Modbus通信模塊或PR0FIBUS-DP通信模塊連接，滿足用戶的多種通信要求。人機(jī)接口通信模塊8通過UART接口與微處理器模塊連接，提供RS232接口用來與分體式的顯示操作模塊或PC機(jī)上的顯示操作模塊連接，控制器運(yùn)行時(shí)可以不配置分體式的顯示操作模塊，為用戶大大降低采購(gòu)費(fèi)用。 電流互感器模塊9、電壓互感器模塊10、遠(yuǎn)程通信模塊11、模擬量輸入輸出模塊 12，可作為選配模件，方便的安裝或拆卸，不影響控制器的正常運(yùn)行，進(jìn)一步降低控制器的成本。
權(quán)利要求1.一種低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器，包括有微處理器和接在該微處理器上的存儲(chǔ)器單元， 顯示器單元，人機(jī)接口通信單元和輸出控制單元，其特征在于有一個(gè)電壓電流信號(hào)處理模塊，該模塊設(shè)有接收來自三相電流互感器的電流信號(hào)的輸入端，和接收來自三相電壓互感器的電壓信號(hào)輸入端，該電流信號(hào)的輸入端和電壓信號(hào)輸入端輸入的信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器和濾波電路處理后從輸出端輸出到所述微處理器的A/D 接口 ；有一個(gè)模擬量輸入輸出模塊，該模擬量輸入輸出模塊有一個(gè)接收來自零序電流互感器的漏電電流信輸入端和一個(gè)接收來自熱敏電阻的過熱信號(hào)輸入端，這兩個(gè)輸入端的信號(hào)經(jīng)過比較放大器、運(yùn)算放大器和濾波電路處理后從輸出端輸出到所述微處理器的A/D接口 ； 所述模擬量輸入輸出模塊內(nèi)還設(shè)有接收來自所述微處理器輸出端的脈寬調(diào)制信號(hào)輸入端， 該脈寬調(diào)制信號(hào)輸入端接收的脈寬調(diào)制信號(hào)經(jīng)過光電耦合器、濾波器和運(yùn)算放大器處理后通過電流輸出轉(zhuǎn)換器向其分散控制電流輸出端發(fā)出控制信號(hào)；所述輸出控制單元集成在一個(gè)輸出控制模塊上，該輸出控制模塊設(shè)有連接電動(dòng)機(jī)控制回路的接觸器的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器，其特征在于與所述微處理器連接的存儲(chǔ)器單元、復(fù)位電路單元、開關(guān)量電路輸入單元和遠(yuǎn)程通信單元均分別是模塊元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器，其特征在于所述微處理器的型號(hào)是STM32F103 ；所述電流輸出轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為XTR115。
專利摘要一種低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制器，涉及機(jī)電自動(dòng)化及其控制技術(shù)領(lǐng)域，包括有微處理器和接在微處理器上的存儲(chǔ)器單元，顯示器單元，人機(jī)接口通信單元和輸出控制單元，有一個(gè)電壓電流信號(hào)處理模塊，該電流信號(hào)的輸入端和電壓信號(hào)輸入端輸入的信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大器和濾波電路處理后從輸出端輸出到所述微處理器的A/D接口；有一個(gè)模擬量輸入輸出模塊，該模擬量輸入輸出模塊的兩個(gè)輸入端的信號(hào)經(jīng)過比較放大器、運(yùn)算放大器和濾波電路處理后從輸出端輸出到所述微處理器的A/D接口，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過采用高集成度的微處理器，使外圍電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，并且采樣模塊化硬件設(shè)計(jì)，可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行選配，有效提高保護(hù)控制器的可靠性，同時(shí)降低成本。
文檔編號(hào)H02H7/08GK202268682SQ20112040733
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者姚金玲, 王健, 韋艷姬 申請(qǐng)人:廣西星宇智能電氣有限公司