專利名稱：采用微機的電動機保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種采用微機控制，自動對大中型交流電動機進行繼電保護的設(shè)備，屬于電動機保護設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。
電動機在不正常狀態(tài)下運行時，可能造成電動機的損壞，這不僅毀壞了電動機，且造成生產(chǎn)的停頓或事故的擴大，尤其是大中型電動機其造成的經(jīng)濟損失是可觀的，為此必須采取保護措施，即電動機的繼電保護。
大中型交流電動機的繼電保護經(jīng)歷了繼電器、晶體管和集成電路保護三個發(fā)展階段。以上保護均存在著不同程度的缺陷，如靈敏度差、整定精確度低、操作維護不方便、會產(chǎn)生誤動或拒動、可靠性差等，如國內(nèi)外近期發(fā)展起來的電動機集成電路綜合保護裝置，在長期在線運行時，由于元件的分散性和穩(wěn)定性的影響，會出現(xiàn)零點漂移現(xiàn)象，造成保護器的誤動作。此外，集成電路型保護器線路復(fù)雜，不易維護，動作整定值和狀態(tài)監(jiān)視不夠直觀，特別是在熱保護中，無法建立精確的分析和計算的熱記憶模型，使熱保護等顯得較粗糙。不能完全滿足現(xiàn)代生產(chǎn)對大中型交流電動機保護的要求。
本實用新型的發(fā)明目的是提供一種對電動機運行狀態(tài)監(jiān)測，預(yù)警和保護的采用微機的電動機保護裝置。
本實用新型主要由信號輸入及調(diào)理1、A/D轉(zhuǎn)換2、主控單元3、鍵盤輸入與顯示4、輸出保護5所構(gòu)成，其中A/D轉(zhuǎn)換的輸入端接信號輸入及調(diào)理的輸出端，A/D轉(zhuǎn)換的輸出端接主控單元的輸入端，鍵盤輸入與顯示和輸出保護直接與主控單元相連接。其中信號及調(diào)理電路主要由“U11A、U11B、U10A”組成正序電流信號調(diào)理電路，由“U17A、U17B、U10B”組成負(fù)序電流信號調(diào)理電路，由“U15B”組成電壓信號調(diào)理電路，由“U15A”組成零序電流信號調(diào)理電路。A/D轉(zhuǎn)換電路包括集成電路U1、U8，主控單元由單片微機“U2”組成，鍵盤輸入與顯示主要由U5、U6組成，輸出保護主要由晶體管Q1、Q2、Q3、Q4及其外圍電路組成。在信號輸入及調(diào)理電路中，信號輸入傳感器采用電流互感器和電壓互感器，將電動機的A、C相和零序電流信號及電源電壓信號輸入到信號輸入及調(diào)理中的信號輸入端即“ICI、IAI、IOI、VI”端，信號輸入及調(diào)理電路的輸出端即“I1、I2、I00、U0”分別與A/D轉(zhuǎn)換電路中U8的“S1、S2、S3、S4”端相接，由集成電路U8的“OUT”端作為輸出端，與A/D轉(zhuǎn)換電路U1的“20VIN”端相接。經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的信號直接送入主控單元的單片微機“U2”進行處理。輸出保護的輸入端“P12、P13”分別直接與主控單元中U2的“P1.2、P1.3”端相接。輸出保護電路的輸出端通過繼電開關(guān)K1、K2控制和保護后級的被保護電機。
該裝置的工作原理為電動機電源的A相和C相電流由電流互感器變流后引入。C相電流經(jīng)信號輸入及調(diào)理電路中，“C”相電流信號的輸入端“ICI”引入經(jīng)過U11A構(gòu)成的60″精密移相電路移相后，與A相電流通過U11B矢量相加，得到正序電流，經(jīng)U10A構(gòu)成的二階有源濾波電路濾波后從輸出端I1輸出；同理“A”相電流信號經(jīng)“IAI”端輸入，“I2”端輸出。零序電流經(jīng)電流互感器變流后從“IOI”端經(jīng)入，經(jīng)U15A構(gòu)成的濾波，放大電路調(diào)理后從“I00”端輸出。電網(wǎng)電壓經(jīng)互感器降壓后經(jīng)“UI”端引入，經(jīng)U15B構(gòu)成的濾波放大電路調(diào)理后從“U0”端輸出。經(jīng)信號輸入及調(diào)理電路輸出的正序、負(fù)序、零序電流及電網(wǎng)電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路中的模擬門電路U8送入A/D轉(zhuǎn)換器U1，由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過的信號送入單片微機進行處理，判斷并與參數(shù)整定值自動進行比較，以判斷故障性質(zhì)，并發(fā)出相應(yīng)的執(zhí)行信號到輸出保護電路，由該電路控制電機發(fā)出告警或跳閘信號，同時顯示單元中的故障顯燈亮、顯示故障性質(zhì)及故障值，完成保護功能。
本實用新型的優(yōu)點如下1、功能較全該裝置具有短路保護、不平衡保護、接地保護、過、欠壓保護、熱記憶、過熱報警的功能。
2、自動化程度高本裝置采用微機進行信號處理，利用軟件運算方式來進行保護整定值的分析，大大簡化了硬件電路，有效地提高了整機的可靠性和抗干擾能力。
3、精確度高由于采用了微機運算方式進行分析，解決了熱負(fù)荷和熱積累處理中的難題，使控制的可靠性進一步提高。
4、結(jié)構(gòu)較簡單、重量輕、體積小、操作和維護方便；采用鍵盤式的操作和整定，可通過鍵盤來實現(xiàn)保護的投入和退出以及整定值的檢查，因此使用非常方便。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本實用新型的電路原理圖。
圖3是圖2的左半部分。
圖4是圖2的右半部分。
本實用新型的實施方案如下A/D轉(zhuǎn)換集成電路U1的型號為“AD574”，單片微機U2的型號為“INTEL 8751”，U3為“7705”，U4為“24C02”，U5為“8279”，U6為“16 U8”，U7為“TC232”，U8為“AD 7503”U11、U15、U17、U18均為“1558”運算放大器，信號輸入及調(diào)理中的信號采集電流互感器和電壓互感器，分別采集A相、C相和零序電流以及電源電壓信號。整定值由鍵盤輸入，采用軟件運算方式對輸入信號進行處理。根據(jù)以上所述，便可組成本實用新型的采用微機的電動機保護裝置。
權(quán)利要求1.一種采用微機的電動機保護裝置由信號采集電路、信號處理電路及輸出控制電路所組成，其特征在于該裝置由信號輸入及調(diào)理(1)、A/D轉(zhuǎn)換(2)、主控單元(3)、鍵盤輸入與顯示(4)、輸出保護(5)所構(gòu)成，其中A/D轉(zhuǎn)換(2)的輸入端接信號輸入及調(diào)理(1)的輸出端，A/D轉(zhuǎn)換(2)的輸出端接主控單元的輸入端，鍵盤輸入與顯示(4)和輸出保護(5)直接與主控單元(3)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用微機的電動機保護裝置，其特征在于信號輸入及調(diào)理(1)中信號輸入傳感器采用電流互感器和電壓互感器，將電動機的A、C相和零序電流信號及電源電壓信號輸入到信號輸入及調(diào)理(1)中的信號輸入端，即“CI、IAI、IOI、VI”端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用微機的電動機保護裝置，其特征在于輸出保護(5)的輸入端“P12、P13”分別直接與主控單元(3)中U2的“P1.2、P1.3”端相接。
專利摘要采用微機的電動機保護裝置是一種電動機的機電保護裝置,該裝置由信號輸入及調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換、主控單元、鍵盤輸入與顯示和輸出保護電路所構(gòu)成,其中A/D轉(zhuǎn)換的輸入端接信號輸入及調(diào)理電路的輸出端,A/D轉(zhuǎn)換的輸出端接主控單元的輸入端,鍵盤輸入與顯示和輸出保護電路直接與主控單元相連接,信號輸入與調(diào)理電路的信號采集部分采用電流互感器和電壓互感器,分別采集電源的A、C相和零序電流及電源電壓信號。
文檔編號H02H7/08GK2272162SQ96223698
公開日1998年1月7日 申請日期1996年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月19日
發(fā)明者杜炎森, 鄭建勇, 胡敏強 申請人:東南大學(xué)