专利名称：智能电机保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机运行保护装置，具体说是一种用微机控制的智能电机保护器。
背景技术：
现在的电机保护器全部是用硬件方法实现的，如用热敏元件、电子元件制成的热继电器和电机缺相保护器等。这种只用硬件方法实现的电机运行保护装置不能模仿三相异步电动机的运行特性曲线，动作阀值很不稳定，造成误跳，或烧毁电机现象，给生产带来许多麻烦，同时造成财产损失。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种智能电机保护器，它具有智能分析、控制精确、经久耐用和动作阀值稳定可靠的特点，能降低或消除电机烧毁的可能性，有利于生产顺利进行。
本实用新型的技术方案如下本保护器是由三相负荷电流所通过的三只电流互感器作为采样的传感器，传感器副边经采样电阻、放大器、整流滤波电路、限幅调整电路、微机接口接入微控制器；给定值调整电路亦经微机接口电路接入微控制器；微控制器接入电流显示电路，微控制器经读数据控制电路接微机接口电路；微控制器经线驱动器连报警显示电路，线驱动器连跳闸控制电路。
上述A、B、C三相电流互感器的副边K1、K2分别经采样电阻R1、R2、R3连放大器集成电路IC8、IC9、IC10，其型号均为0PO7CP，该放大器连由二极管D1-4、D5-8、D9-12及电容C4、C5、C6组成的整流滤波电路；电位器DW1～DW3、电阻R10～R15、稳压二极管D13、D14、D15构成限幅调整电路，连由集成电路IC2型号为ADC0809构成的微机接口电路，微机接口电路经地址总线、数据总线和控制总线与微控制器CPU连接；微控制器由集成电路IC1型号为AT89C52构成；电阻R21、R22、R23及电位器DW4、DW5、DW6构成给定值调整电路，电位器DW4、DW5、DW6自由端的输出也接入微机接口电路；电流显示电路经串行总线与微控制器连接，该电路由IC3型号为HD7279及六路光电数码管构成，电流显示电路与微控制器串行通讯；微控制器经由集成电路IC6A、IC6B型号为74LS02、IC7A、IC7B型号为74LS00构成的读数据控制电路接微机接口电路；微控制器经线驱动器集成电路IC5型号为74LS244连由蜂鸣器、指示灯组成的报警显示电路，线驱动器连由光电偶合器GL、三极管V、继电器J构成的跳闸控制电路。
本实用新型的优点在于1、它随时采集电机运行电流数据，与给定数据进行比较，由微处理器控制，控制精确，动作阀值稳定可靠。2、本保护器软件具有过载智能分析与判断能力。软件设有过流延时记忆装置，数据经比较确定后判定过载不可恢复才驱动跳闸控制电路，确保不误跳，保障电机的正常运行。3、本保护器软件具有过载情况下，缺相优先速断的能力。设备在严重过载时总伴有烧断线路、烧断保险丝的现象。这时一般的保护器还按过载情况对待处理，使电动机在长时间缺相的情况下而烧毁，而本保护器在软件控制下总保证任何情形缺相优先速断的能力，使电动机不会因缺相而烧毁。4、高压缺相、单相接地引起三相负荷不平衡，超过给定值，在软件预约的时间内速断。5、结构合理，调试方便，经久耐用，适合井下、高空、流水线关键重要部位的高低压三相异步电动机精密保护。6、能够减少或消除电机烧毁的可能性，成倍地缩短维修时间，提高设备运转率，给企业带来显著的经济效益。
图1是本实用新型方框图；图2是本实用新型实施例电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
由图1可以看到，本保护器是由三相负荷电流所通过的三只电流互感器作为采样的传感器，传感器输出信号经采样电阻、放大器、整流滤波电路、限幅调整电路、转变成三路直流电压信号经微机接口接入微控制器；电位器存储式给定值调整电路输出的三路直流电压信号亦经微机接口电路送入微控制器；电流显示电路与微控制器串行通讯，正常情况下显示三相电流对应值；读数据控制电路在程序控制下协调微控制器与微机接口电路，准确将全部输入通道上的数据按严格的时续经数据总线送入微控制器；微控制器经线驱动器连报警显示电路和跳闸控制电路。
由图2可以看到，电机主回路三相电流经三只普通的穿芯式电流互感器和三只分流器R1、R2、R3组成的电流/电压转换器，将电流互感器副边三相0～5A交流电流转变成三相0～75mv的交流电压信号，三相0～75mv电压信号，经IC7～IC9 OP07CP、电阻R4～R9构成的传感放大器进行50倍的信号放大，转变成0～3.75v交流电压信号送入整流滤波单元。C1～C3是交流耦合电容，将三相交流0～3.75v电压信号耦合过去，同时将整流滤波单元的直流成分进行隔离，阻断了模拟地Vss和数字地DGND的电器连接，增强了电路抗干扰性能。二极管D1～D12、电容C4～C6构成整流滤波电路，将随电机负荷变化的三相交流0～3.75v电压信号转换为0～4.0v直流电压信号。由于电机的三相负荷不可能绝对平衡，这给三相电压信号进入微机后的缺相检测带来相当的麻烦，另外，当电机严重过负荷时，整流滤波后的三相电压信号很有可能超出5V，严重时会损坏微机元件，因此，在这里我们对三相电压信号进行特殊处理，用电位器DW1～DW3对进入微机前的三相电压信号进行调平和必要的幅度设定，用电阻R10～R12、二极管D13～D15、电阻R13～R15构成的限幅电路对三相电压信号的幅值实行6.2V的限制后，使输入给微控制器的三相电压信号不会超过6.2v，微机接口电路即A/D转换器ADC0809的26、27、28脚。
DW4、DW5、DW6是电位器存储式过流、缺相、额定给定值设定电路。从DW4、DW5、DW6自由端输出的过流、缺相、额定给定值电压信号送入微机A/D转换器ADC0809的1、2、3脚，ADC0809是8位逐次逼近式A/D转换器，是一种单片CMOS器件，包括8位的模/数转换器、8通道多路转换器与微处理器兼容的控制逻辑。三相电压信号与给定值电压信号共占用8路A/D转换器ADC0809的IN0～IN5六路通道。六路信号在微控制器IC1 AT89C52输出的低三位地址ADD-A、ADD-B、ADD-C读数据控制器IC6、IC7控制下分别读入计算机的内存单元，为了增强整机的抗干扰性能，软件采用了多次巡回采样算数平均值滤波方法。每隔1.0秒进行0.5秒的数据读入、数据处理、数据输出显示和I/O输出一系列操作。
当三相电压信号的某一相达到或超过流给定值时，微控制器AT89C52的5脚、3脚输出高电平，经线驱动器74LS244驱动使蜂鸣器FM报警、点亮额定灯ED。如过载达到了使电机跳闸的程度，AT89C52的4脚输出高电平，跳闸控制电路的光电耦合器GL导通，三极管V的基极变成高电平导通，继电器J得电吸合，驱动中间继电器吸合使电机跳闸。
由于缺相或单相接地漏电使三相电压信号的某一相与其它两相的偏差达到超过缺相给定值时，微控制器AT89C52的5脚、6脚输出高电平，经线驱动器74LS244驱动使蜂鸣器FM报警、点亮缺相灯QX。如缺相达到了使电机跳闸的程度，AT89C52的4脚输出高电平，跳闸控制电路的光电耦合器GL导通，三极管V的基极变成高电平导通，继电器J得电吸合，驱动中间继电器吸合使电机跳闸。
电流显示电路主要由集成电路HD7279、6只荧光数码管和电阻组成，HD7279是一片具有串行接口的，可同时驱动8位共阴式数码管的智能显示驱动芯片，该片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，HD7279与微控制器AT89C52串行通讯，数据通讯线Data连接HD7279的8脚和AT89C52的23脚。电流显示屏的作用是电机正常的情况下显示A、B、C三相电流对应值，即三相电压信号在计算机内存单元中的数据。需要调整过流、缺相、额定给定值时，使用面板上隐含的单一按键结合DW4、DW5、DW6，显示“gl.××”、“qx.××”、“ed.××”。
IC4 74LS373是低8位地址锁存器，微控制器AT89C52的低8位地址和数据是复用的，当单片机输出低8位数据时，74LS373处于高阻悬浮状态，低8位数据通向数据总线。当单片机输出低8位地址时，74LS373锁存低8位地址，在AT89C52的30脚ALE脉冲的上升延到来时，送出低8位地址信息。
IC6 74LS02四个或门COMS集成电路、IC7 74LS00四个与非门COMS集成电路构成ADC0809的读数据控制器，IC7B的6脚是门控位，高电平时锁住IC6A、IC6B使ADC0809作为数据输出允许控制端口的9脚OE、作为开始启动数据转换控制端口的6脚START和作为ALE地址锁存控制信号端口22脚始终为低电平，这时的ADC0809不工作处于高阻悬浮状态。IC7B的6脚低电平，IC1的28脚输出高电平时，开通IC6A、IC6B，这时IC6A的1脚、IC6B的4脚的输出随IC1的17脚、16脚的变化而变化，ADC0809在软件的控制下，首先由IC1的16脚写入低电平，ADC0809的6脚START为高电平开始启动A/D转换，转换结束后，7脚EOC输出高电平，通知CPU数据转换结束，这时IC1的17脚输出高电平，发出数据输出允许信号，ADC0809的D0～D7端口上的8位数据通向数据总线。
权利要求1.一种智能电机保护器，其特征在于它是由三相负荷电流所通过的三只电流互感器作为采样的传感器，传感器副边经采样电阻、放大器、整流滤波电路、限幅调整电路、微机接口接入微控制器；给定值调整电路亦经微机接口电路接入微控制器；微控制器接入电流显示电路，微控制器经读数据控制电路接微机接口电路；微控制器经线驱动器连报警显示电路，线驱动器连跳闸控制电路。
2.根据权利要求1所述智能电机保护器，其特征在于它是A、B、C三相电流互感器的副边K1、K2分别经采样电阻R1、R2、R3连放大器集成电路IC8、IC9、IC10，其型号均为OP07CP，该放大器连由二极管D1-4、D5-8、D9-12及电容C4、C5、C6组成的整流滤波电路；电位器DW1～DW3、电阻R10～R15、稳压二极管D13、D14、D15构成限幅调整电路，连由集成电路IC2型号为ADC0809构成的微机接口电路，接口电路经地址总线、数据总线和控制总线与微控制器CPU连接；微控制器由集成电路IC1型号为AT89C52构成；电阻R21、R22、R23及电位器DW4、DW5、DW6构成给定值调整电路，电位器DW4、DW5、DW6自由端的输出也接入微机接口电路；电流显示电路经串行总线与微控制器连接，该电路由IC3型号为HD7279及六路光电数码管构成，电流显示电路与微控制器串行通讯；微控制器经由集成电路IC6A、IC6B型号为74LS02、IC7A、IC7B型号为74LS00构成的读数据控制电路接微机接口电路；微控制器经线驱动器集成电路IC5型号为74LS244连由蜂鸣器、指示灯组成的报警显示电路，线驱动器连由光电偶合器GL、三极管V、继电器J构成的跳闸控制电路。
专利摘要本实用新型公开了一种智能电机保护器，它是由三相负荷所连的互感器作为采样的传感器，传感器经采样电阻、放大器、整流滤波电路、限幅调整电路、微机接口接入微控制器；给定值调整电路也经微机接口电路接微控制器；微控制器接入电流显示电路，微控制器经读数据控制电路接微机接口电路；微控制器经线驱动器连报警显示电路，线驱动器连跳闸控制电路。本保护器可随时采集电机运行数据，与给定数据进行比较，由微处理器控制跳闸控制电路。本保护器控制精确，阀值稳定。减少或消除电机烧毁，成倍地缩短维修时间，提高设备运转率，给企业带来显著的经济效益。本保护器结构合理，调试方便，经久耐用，适合井下、高空、流水线关键部位的高低压三相异步电动机精密保护。
文档编号H02H7/08GK2667767SQ20032012080
公开日2004年12月29日 申请日期2003年11月6日 优先权日2003年11月6日
发明者郭有陆 申请人:郭有陆