专利名称：同步电动机保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种同步电动机保护装置。
背景技术：
同步电动机是一种交流电机，主要做发电机用，也可做电动机用， 一般 用于功率较大，转速不要求调节的生产机械，例如大型水泵，空压机和矿井 通风机等。近年由于永磁材料和电子技术的发展，微型同步电机得到越来越
广泛的应用。同步电动机的特点之一是稳定运行时的转速n与定子电流的频 率fl之间有严格不变的关系，目卩同步电动机的转速n与旋转磁场的转速no 相同。"同步"之名由此而来。高压、大容量的同步电动机采用旋转磁极式结构； 小容量采用旋转电枢式。
针对电动机运行状况的保护监控设备称之为电动机保护装置。该装置通 过采集电动机的电压、电流等电气参数，实时监测电动机的运行工况，当发 现电动机出现故障时及时发出报警信号，并将电动机与电源脱离开保证电动 机的安全。常规的电动机保护装置包括差动保护、短路保护、热过载保护、 过负荷保护、堵转保护等功能。由于同步电动机有运行时需要"同步"的特点， 常规电动机保护装置并不提供当同步电动机不同步时(称之为"失步")的保 护告警功能，因此常规电动机保护装置不适用于同步电动机
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种专门 适用于同步电动机的保护装置。
本实用新型所采用的技术方案是本实用新型包括中央处理器模块、人 机界面(MMI)模块、电压电流输入采集模块、开关量输入模块、继电器模
块、通讯模块、电源模块，所述人机界面(MM)模块、所述电压电流输入 采集模块、所述开关量输入模块、所述继电器模块、所述通讯模块通过数据 总线与所述中央处理器模块连接，所述电源模块分别与所述中央处理器模块、 所述人机界面(MM)模块、所述电压电流输入采集模块、所述开关量输入 模块、所述继电器模块、所述通讯模块连接供电。
所述中央处理器模块包括微处理器(MCU)、数字信号处理器(DSP)， 所述微处理器(MCU)与所述数字信号处理器(DSP)之间采用高速同步串 行口 (SPI)连接实时通信，所述微处理器(MCU)采用MSP430F149芯片， 所述数字信号处理器(DSP)采用TMS320LF2407芯片。
所述中央处理器模块还包括大容量非易失存储器、模数转换(A/D)芯片。
本实用新型的有益效果是本实用新型设置有电压电流输入采集模块、 开关量输入模块、继电器模块、通讯模块与中央处理器模块连接，实现对同 步电动机提供有效的保护，其保护功能有差动保护(针对电动机内部相间 短路或匝间短路故障)，速断过流保护，热过载保护，过负荷保护，堵转保护， 不平衡保护，接地保护(针对接地故障)，低电压保护(针对外部电源故障)， 逆功率保护，低频率保护，失步保护(专门针对同步电动机)。
本实用新型中，中央处理器模块采用了微处理器(MCU)与数字信号处 理器(DSP)双处理器，并且所述微处理器(MCU)与数字信号处理器(DSP) 通过高速同步串行口 (SPI)连接实时通信，因而显著提高了通信和处理速度， 可高达4M。
图l是本实用新型的结构框图2是本实用新型中央处理器模块的电路原理图3是本实用新型人机界面(MM)模块的电路原理图4是本实用新型电压电流输入采集模块的电路原理图5是本实用新型开关量输入模块的电路原理图6是本实用新型继电器模块的电路原理图7是本实用新型通讯模块的电路原理图8是本实用新型电源模块的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括中央处理器模块l、人机界面(MMI)模块 2、电压电流输入采集模块3、开关量输入模块4、继电器模块5、通讯模块6、 电源模块7，所述人机界面(MMO模块2、所述电压电流输入釆集模块3、 所述开关量输入模块4、所述继电器模块5、所述通讯模块6通过数据总线与 所述中央处理器模块1连接，所述电源模块7分别与所述中央处理器模块1、 所述人机界面(MM)模块2、所述电压电流输入釆集模块3、所述开关量输 入模块4、所述继电器模块5、所述通讯模块6连接供电。
所述中央处理器模块1包括微处理器(MCU)、数字信号处理器(DSP)， 如图2所示，Ul为数字信号处理器(DSP)，采用TMS320LF2407芯片；U2 为微处理器(MCU)，采用MSP430F149芯片，U2与Ul采用高速SPI串行 口连接，U9芯片FM3104采用PC串行口与U1连接，El、 E2是有源振荡器，分别为U1、 U2提供周期振荡信号。
所述中央处理器模块1还包括大容量非易失存储器、模数转换(A/D)芯 片设置于U9内部，所述大容量非易失存储器用于存储事件信息、故障波形信 息，具有掉电不丢失数据功能；模数转换(A/D)芯片将输入的模拟量信号 转换为数字量信号。
所述人机界面(MM)模块2包括液晶显示模块及小键盘，所述人机界 面(MM)模块2主要功能是提供操作人员对装置进行设置并显示装置各种 信息，液晶显示模块可以显示4行每行10个汉字信息，如图3所示，JKEY 为小键盘的连接插座，键盘信号送到所述中央处理模块h JLCD为液晶模块 的连接插座，采用并行接口连接所述中央处理模块l, U5、 U6为电平转换芯 片将来自中央处理器模块的3.3V电平转换为液晶显示模块可接受的5V电平。
所述电压电流输入模块3将现场电压/电流互感器二次信号隔离后变换成 弱电压信号，并经过调理电路输送至所述中央处理器模块l的模数转换(A /D)芯片输入端口进行采集，如图4所示，PTl PT7为电压/电流互感器。
所述开关量输入模块4将外部开关状态信号隔离并转换成数字信号输入 到所述中央处理器模块1进行采集，如图5所示，U29 U42是高耐压光藕芯 片，将外部信号隔离后经滤波电路送到所述中央处理器模块1。
所述继电器输出模块5包括8路继电器输出，所述继电器输出模块5接 收所述中央处理器模块1的驱动命令，对外发出跳闸、合闸或告警信息，它 是同步电动机保护装置的保护执行元件，如图6所示，来自所述中央处理器 模块1的输出信号经过U16 U19芯片逻辑组合，通过U21 U28光藕芯片隔 离，然后由U20驱动J1 J8共8路继电器。
所述通讯模块6用于同步电动机保护装置与远程智能设备通信及交换信息。所述通讯模块6包括总线信号转换电路、隔离电路两部分，总线信号转 换电路将通信总线的信号转换为所述中央处理器模块1可以接收的信号格 式；隔离电路将同步电动机保护装置与外部通信总线电气隔离；如图7所示， U43、 U44、 U45为高速光藕芯片，起隔离信号作用，U46接收RS485信号并 转换为TTL电平信号；U47接收CAN总线信号并转换为TTL电平信号。
所述电源模块7将外部220V交直流电源转换为3.3V、 5V、 24V电压， 如图8所示，外部电源经过电感、电容滤波后输入到模块电源，然后输出5V、 24V电压，5V电压再经过U6转换为3.3V电压输出；其中，3.3V电压提供 给所述中央处理器模块l、所述人机界面(MM)模块2、所述通讯模块6; 5V电压提供给所述电压电流输入模块3、所述开关量输入模块4; 24V电压 提供给所述继电器输出模块5。
本实用新型可广泛应用于同步电动机的保护领域。
权利要求1.一种同步电动机保护装置，其特征在于它包括中央处理器模块(1)、人机界面(MMI)模块(2)、电压电流输入采集模块(3)、开关量输入模块(4)、继电器模块(5)、通讯模块(6)、电源模块(7)，所述人机界面(MMI)模块(2)、所述电压电流输入采集模块(3)、所述开关量输入模块(4)、所述继电器模块(5)、所述通讯模块(6)通过数据总线与所述中央处理器模块(1)连接，所述电源模块(7)分别与所述中央处理器模块(1)、所述人机界面(MMI)模块(2)、所述电压电流输入采集模块(3)、所述开关量输入模块(4)、所述继电器模块(5)、所述通讯模块(6)连接供电。
2. 根据权利要求l所述的同步电动机保护装置，其特征在于所述中央处理 器模块(1)包括微处理器(MCU)、数字信号处理器(DSP)，所述微处 理器(MCU)与所述数字信号处理器(DSP)之间采用高速同步串行口(SPI) 连接实时通信。
3. 根据权利要求2所述的同步电动机保护装置，其特征在于所述微处理器(MCU)采用MSP430F149芯片，所述数字信号处理器(DSP)采用 TMS320LF2407芯片。
4. 根据权利要求1或2或3所述的同步电动机保护装置，其特征在于所述 中央处理器模块(1)还包括大容量非易失存储器、模数转换(A/D)芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种同步电动机保护装置。旨在提供一种专门适用于同步电动机的保护装置。本实用新型包括中央处理器模块(1)、电源模块(7)以及分别与所述中央处理器模块连接的人机界面(MMI)模块(2)、电压电流输入采集模块(3)、开关量输入模块(4)、继电器模块(5)、通讯模块(6)，所述电源模块(7)与上述各模块连接供电。本实用新型可广泛应用于同步电动机的保护领域。
文档编号H02H7/09GK201402969SQ20092005620
公开日2010年2月10日 申请日期2009年5月8日 优先权日2009年5月8日
发明者贺小波, 黄树明 申请人:珠海思创电气有限公司