专利名称：数字电子一体化电动机保护控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动控制装置，具体说涉及一种三相交流电动机的保护控制器。
背景技术：
目前市场上所使用的电动机保护器大致可分为以下三类机械式热继电器保护 器、电子式电动机保护器和数字式电动机保护器。采用热继电器作为保护装置，其缺点是误 差大，动作值不准确。电子式保护器可取代原机械式热继电器保护功能，但数字式电动机保 护器有保护死区，就是当控制器电源出现故障后不能正常工作的情况下则失去对相应电机 的保护功能。
发明内容
针对现有电动机保护器存在的缺陷，本发明提出一种反应灵敏、控制精度高、抗干 扰能力强且体积较小、成本低的数字电子一体化电动机保护控制器。 解决上述技术问题所采取的具体技术措施是一种数字电子一体化电动机保护控 制器，其特征是装置采用电流监测模块、主体保护模块、显示控制模块、通讯模块、装置无
电自动切换模块及模块化电子式自动保护器件组成数字保护电路和电子保护电路；其电子 保护电路联接关系是电子保护电路由信号输入电路、信号比较电路、信号驱动电路、延时 电路、保护跳闸输出电路等组成；信号输入电路是在电动机上装有CT隔离变送电流监测模 块Tl、 T2、 T3， CT隔离变送电流监测模块Tl、 T2、 T3输出端联接开关二极管输入端，开关二 极管输出端联接比较电路LM339芯片的2脚、6脚、9脚，电路中El、 E3、 E4分别串接可调电 容R22、R36、R37，可调电阻R52与电阻R13连接在串接LM339芯片的12脚，LM339芯片的1 脚、4脚、7脚联接QA及QS三极管9013， QA及QS三极管9013联接晶闸管SCR ;
数字保护电路由电流信号输入、信号放大、单片机采样处理及通讯和键盘显示组 成在电动机输入电源上装有CT隔离电流互感器，CT隔离电流互感器信号输出端联接 ST324运放芯片的数字滤波5脚、12脚、10脚，ST324运放芯片的数字滤波输出脚的6脚、9 脚、13脚分别串接电阻R64、 R63、 R62再联接ST324运放芯片的信号放大14脚、8脚、7脚， ST324运放芯片的信号放大输出端14脚、8脚、7脚联接dsPIC30F6014A单片机信号输入接 脚16脚、21脚、27脚，单片机34脚、55脚联接74HC86逻辑芯片的2脚、5脚，74HC86逻辑芯 片的3脚、6脚、8脚联接MC2003驱动芯片的5脚、6脚、7脚。外部通讯信号AA+、 BB-分别 串入电阻Rl、 R19联接通讯芯片的6脚、7脚，其输出脚的3脚、4脚联接dsPIC30F6014A单 片机信号输入接脚41脚、42脚，显示接口通过dsPIC30F6014A单片机信号输出接脚43脚、 47脚、72脚、73脚、53脚、56脚、37脚直接驱动外围显示器进行显示。 完成数字电子一体化保护的功能是通过数字保护部分得到供电电源后，继电器作 为常闭输出使电流输入信号切换到数字保护电路中，得到相应保护，当数字保护部分出现 供电电源故障或失电，其继电器断电无法驱动继电器，使继电器触点变为常开，这样使得电 流输入信号直接切换到电子保护电路中，使电动机仍然安全具有保护运行。
本发明的有益效果当电动机出现短路、断相、过载过流、堵转、三相过载等故障 时，可实现快速保护，并且在保护器电源出现故障后数字式保护不能正常工作的情况下由 电子式保护部分还能自动完成相应的保护功能；采用微处理器，精度高，灵敏度高，智能化 程度高，可靠性好，能满足现代设备的需要；电路结构简单，体积小，成本低，使用安装方便。
该种形式的保护器适用于低压电动机的控制与保护，特别适合自动化程度较高的 场合及现场总线和计算机组网系统，可替代目前广泛使用的各类电机保护器。
图1是本发明数字电子一体化电动机保护控制器结构框图。
图2是数字保护电路和电子保护电路原理框图。
图3是数字电子一体化电动机保护控制器电路原理图。
具体实施例方式
结合附图详细说明本发明的结构原理。 —种数字电子一体化电动机保护控制器，图1是数字电子一体化电动机保护控制 器结构框图，图2是数字保护电路和电子保护电路原理框图，是由数字保护装置和电子保 护装置组成，整个装置采用电流监测模块、主体保护模块、显示控制模块、通讯模块、装置无 电自动切换模块及模块化电子式自动保护器件组成数字保护电路和电子保护电路，如图3 所示，其所述的数字保护装置是由常规的数字保护电路即电源电路、信号转换电路、取样电 路、延时电路、驱动电路组成。 电子保护电路由信号输入电路、信号比较电路、信号驱动电路、延时电路、保护跳 闸输出电路等组成，通过电流监测模块T1 、T2、T3，检测电动机运行电流进行变送二次电流， 其二次电流分别进入信号比较电路LM339的2脚、6脚、9脚进行模拟信号放大；电路中El、 E3、E4分别串入R22、R36、R37可调电容用于对采集电流信号储能进行保护输出调节延时功 能；电路可调电阻R52来调节保护的额定电流倍数在通过基准电路LM339器件的12脚进行 基准校正，如果采集电流放大达到所设置的保护倍数后LM339芯片的1脚、4脚、7脚来驱动 Ql以及Q2三极管9013，所驱动的电信号通过晶闸管可控硅SCR使继电器吸合达到电子保 护电路保护输出功能；输入信号由三相交流电的每一相连接，壳体上安装有和保护电路相 连的过流指示灯Ll、 L2、 L3、缺相指示灯和电流调节旋钮。 当保护器的装置电源正常时则继电器Q1得电吸合，闭合电子保护部分功能，此时 三相电流互感器输入的信号进入到数字保护部分的信号放大电路，由美国微芯科技公司的 16位dsPIC30F6014A单片机的A/D转换器采样计算变为数字信号进行处理，电流信号通过 ST324运放芯片的5脚、12脚、10脚进行数字滤波，信号放大经ST324运放芯片的14脚、8 脚、7脚进入CPU 16脚、21脚、27脚进行运算与逻辑分析；CPU采集的实时电流值传送到显 示接口进行显示，在电动机运行时发生过载、断相、短路、过流等故障，CPU通过34脚、55脚 与逻辑芯片74HC86的2脚、5脚进行逻辑与其3脚、6脚、8脚连接驱动芯片MC2003芯片5 脚、6脚、7脚进行继电器控制输出；本保护器可按显示键盘设定的延时时间迅速切断电动 机的主控制电路，使电动机停止运行，并能记录下故障原因及动作时间等信息，实现保护电 动机的作用，并可实现就地显示及网络通讯功能。
当保护器的装置电源失电时则继电器Q1常闭点接通，三相电流互感器输出的信 号进入到电子保护功能部分，在电动机运行时发生过载、断相、短路、过流等故障，本保护器 即迅速切断可控硅Q3使其断开，电动机停止运行，起到保护电动机的作用。这样保证本保 护装置电源出现故障时后备保护可继续工作，实现完全的保护功能 特别是当电动机出现过载过流、堵转、短路、断相以及三相电流严重不平衡等异常 情况时，本发明是及时采取措施保护电动机的一种智能型电动机保护器。它采用微处理器 对取样信号进行检测，并通过逻辑判断控制输出，从而实现自动保护电动机的目的。
权利要求
一种数字电子一体化电动机保护控制器，其特征是装置采用电流监测模块、主体保护模块、显示控制模块、通讯模块、装置无电自动切换模块及模块化电子式自动保护器件组成数字保护电路和电子保护电路；其电子保护电路联接关系是电子保护电路由信号输入电路、信号比较电路、信号驱动电路、延时电路、保护跳闸输出电路等组成；信号输入电路是在电动机上装有CT隔离变送电流监测模块T1、T2、T3，CT隔离变送电流监测模块T1、T2、T3输出端联接开关二极管输入端，开关二极管输出端联接比较电路LM339芯片的2脚、6脚、9脚，电路中E1、E3、E4分别串接可调电容R22、R36、R37，可调电阻R52与电阻R13连接在串接LM339芯片的12脚，LM339芯片的1脚、4脚、7脚联接QA及QS三极管9013，QA及QS三极管9013联接晶闸管SCR；数字保护电路由电流信号输入、信号放大、单片机采样处理及通讯和键盘显示组成在电动机输入电源上装有CT隔离电流互感器，CT隔离电流互感器信号输出端联接ST324运放芯片的数字滤波5脚、12脚、10脚，ST324运放芯片的数字滤波输出脚的6脚、9脚、13脚分别串接电阻R64、R63、R62再联接ST324运放芯片的信号放大14脚、8脚、7脚，ST324运放芯片的信号放大输出端14脚、8脚、7脚联接dsPIC30F6014A单片机信号输入接脚16脚、21脚、27脚，单片机34脚、55脚联接74HC86逻辑芯片的2脚、5脚，74HC86逻辑芯片的3脚、6脚、8脚联接MC2003驱动芯片的5脚、6脚、7脚；外部通讯信号AA+、BB-分别串入电阻R1、R19联接通讯芯片的6脚、7脚，其输出脚的3脚、4脚联接dsPIC30F6014A单片机信号输入接脚41脚、42脚，显示接口通过dsPIC30F6014A单片机信号输出接脚43脚、47脚、72脚、73脚、53脚、56脚、37脚直接驱动外围显示器进行显示。
全文摘要
一种数字电子一体化电动机保护控制器，装置采用电流监测模块、主体保护模块、显示控制模块、通讯模块、装置无电自动切换模块及模块化电子式自动保护器件组成数字保护电路和电子保护电路；当电动机出现短路、断相、过载过流、堵转、三相过载等故障时，可实现快速保护，并且在保护器电源出现故障后数字式保护不能正常工作的情况下由电子式保护部分还能自动完成相应的保护功能；采用微处理器，精度高，灵敏度高，智能化程度高，可靠性好，能满足现代设备的需要；电路结构简单，体积小，成本低，使用安装方便。适用于低压电动机的控制与保护，特别适合自动化程度较高的场合及现场总线和计算机组网系统，可替代目前广泛使用的各类电机保护器。
文档编号H02H7/09GK101707354SQ20091022031
公开日2010年5月12日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者刘永胜, 吴东波, 曲海东 申请人:丹东华通测控有限公司