專利名稱：智能電機保護器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機運行保護裝置，具體說是一種用微機控制的智能電機保護器。
背景技術：
現在的電機保護器全部是用硬件方法實現的，如用熱敏元件、電子元件制成的熱繼電器和電機缺相保護器等。這種只用硬件方法實現的電機運行保護裝置不能模仿三相異步電動機的運行特性曲線，動作閥值很不穩(wěn)定，造成誤跳，或燒毀電機現象，給生產帶來許多麻煩，同時造成財產損失。

發(fā)明內容
本實用新型的目的在于提供一種智能電機保護器，它具有智能分析、控制精確、經久耐用和動作閥值穩(wěn)定可靠的特點，能降低或消除電機燒毀的可能性，有利于生產順利進行。
本實用新型的技術方案如下本保護器是由三相負荷電流所通過的三只電流互感器作為采樣的傳感器，傳感器副邊經采樣電阻、放大器、整流濾波電路、限幅調整電路、微機接口接入微控制器；給定值調整電路亦經微機接口電路接入微控制器；微控制器接入電流顯示電路，微控制器經讀數據控制電路接微機接口電路；微控制器經線驅動器連報警顯示電路，線驅動器連跳閘控制電路。
上述A、B、C三相電流互感器的副邊K1、K2分別經采樣電阻R1、R2、R3連放大器集成電路IC8、IC9、IC10，其型號均為0PO7CP，該放大器連由二極管D1-4、D5-8、D9-12及電容C4、C5、C6組成的整流濾波電路；電位器DW1～DW3、電阻R10～R15、穩(wěn)壓二極管D13、D14、D15構成限幅調整電路，連由集成電路IC2型號為ADC0809構成的微機接口電路，微機接口電路經地址總線、數據總線和控制總線與微控制器CPU連接；微控制器由集成電路IC1型號為AT89C52構成；電阻R21、R22、R23及電位器DW4、DW5、DW6構成給定值調整電路，電位器DW4、DW5、DW6自由端的輸出也接入微機接口電路；電流顯示電路經串行總線與微控制器連接，該電路由IC3型號為HD7279及六路光電數碼管構成，電流顯示電路與微控制器串行通訊；微控制器經由集成電路IC6A、IC6B型號為74LS02、IC7A、IC7B型號為74LS00構成的讀數據控制電路接微機接口電路；微控制器經線驅動器集成電路IC5型號為74LS244連由蜂鳴器、指示燈組成的報警顯示電路，線驅動器連由光電偶合器GL、三極管V、繼電器J構成的跳閘控制電路。
本實用新型的優(yōu)點在于1、它隨時采集電機運行電流數據，與給定數據進行比較，由微處理器控制，控制精確，動作閥值穩(wěn)定可靠。2、本保護器軟件具有過載智能分析與判斷能力。軟件設有過流延時記憶裝置，數據經比較確定后判定過載不可恢復才驅動跳閘控制電路，確保不誤跳，保障電機的正常運行。3、本保護器軟件具有過載情況下，缺相優(yōu)先速斷的能力。設備在嚴重過載時總伴有燒斷線路、燒斷保險絲的現象。這時一般的保護器還按過載情況對待處理，使電動機在長時間缺相的情況下而燒毀，而本保護器在軟件控制下總保證任何情形缺相優(yōu)先速斷的能力，使電動機不會因缺相而燒毀。4、高壓缺相、單相接地引起三相負荷不平衡，超過給定值，在軟件預約的時間內速斷。5、結構合理，調試方便，經久耐用，適合井下、高空、流水線關鍵重要部位的高低壓三相異步電動機精密保護。6、能夠減少或消除電機燒毀的可能性，成倍地縮短維修時間，提高設備運轉率，給企業(yè)帶來顯著的經濟效益。


圖1是本實用新型方框圖；圖2是本實用新型實施例電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。
由圖1可以看到，本保護器是由三相負荷電流所通過的三只電流互感器作為采樣的傳感器，傳感器輸出信號經采樣電阻、放大器、整流濾波電路、限幅調整電路、轉變成三路直流電壓信號經微機接口接入微控制器；電位器存儲式給定值調整電路輸出的三路直流電壓信號亦經微機接口電路送入微控制器；電流顯示電路與微控制器串行通訊，正常情況下顯示三相電流對應值；讀數據控制電路在程序控制下協調微控制器與微機接口電路，準確將全部輸入通道上的數據按嚴格的時續(xù)經數據總線送入微控制器；微控制器經線驅動器連報警顯示電路和跳閘控制電路。
由圖2可以看到，電機主回路三相電流經三只普通的穿芯式電流互感器和三只分流器R1、R2、R3組成的電流/電壓轉換器，將電流互感器副邊三相0～5A交流電流轉變成三相0～75mv的交流電壓信號，三相0～75mv電壓信號，經IC7～IC9 OP07CP、電阻R4～R9構成的傳感放大器進行50倍的信號放大，轉變成0～3.75v交流電壓信號送入整流濾波單元。C1～C3是交流耦合電容，將三相交流0～3.75v電壓信號耦合過去，同時將整流濾波單元的直流成分進行隔離，阻斷了模擬地Vss和數字地DGND的電器連接，增強了電路抗干擾性能。二極管D1～D12、電容C4～C6構成整流濾波電路，將隨電機負荷變化的三相交流0～3.75v電壓信號轉換為0～4.0v直流電壓信號。由于電機的三相負荷不可能絕對平衡，這給三相電壓信號進入微機后的缺相檢測帶來相當的麻煩，另外，當電機嚴重過負荷時，整流濾波后的三相電壓信號很有可能超出5V，嚴重時會損壞微機元件，因此，在這里我們對三相電壓信號進行特殊處理，用電位器DW1～DW3對進入微機前的三相電壓信號進行調平和必要的幅度設定，用電阻R10～R12、二極管D13～D15、電阻R13～R15構成的限幅電路對三相電壓信號的幅值實行6.2V的限制后，使輸入給微控制器的三相電壓信號不會超過6.2v，微機接口電路即A/D轉換器ADC0809的26、27、28腳。
DW4、DW5、DW6是電位器存儲式過流、缺相、額定給定值設定電路。從DW4、DW5、DW6自由端輸出的過流、缺相、額定給定值電壓信號送入微機A/D轉換器ADC0809的1、2、3腳，ADC0809是8位逐次逼近式A/D轉換器，是一種單片CMOS器件，包括8位的模/數轉換器、8通道多路轉換器與微處理器兼容的控制邏輯。三相電壓信號與給定值電壓信號共占用8路A/D轉換器ADC0809的IN0～IN5六路通道。六路信號在微控制器IC1 AT89C52輸出的低三位地址ADD-A、ADD-B、ADD-C讀數據控制器IC6、IC7控制下分別讀入計算機的內存單元，為了增強整機的抗干擾性能，軟件采用了多次巡回采樣算數平均值濾波方法。每隔1.0秒進行0.5秒的數據讀入、數據處理、數據輸出顯示和I/O輸出一系列操作。
當三相電壓信號的某一相達到或超過流給定值時，微控制器AT89C52的5腳、3腳輸出高電平，經線驅動器74LS244驅動使蜂鳴器FM報警、點亮額定燈ED。如過載達到了使電機跳閘的程度，AT89C52的4腳輸出高電平，跳閘控制電路的光電耦合器GL導通，三極管V的基極變成高電平導通，繼電器J得電吸合，驅動中間繼電器吸合使電機跳閘。
由于缺相或單相接地漏電使三相電壓信號的某一相與其它兩相的偏差達到超過缺相給定值時，微控制器AT89C52的5腳、6腳輸出高電平，經線驅動器74LS244驅動使蜂鳴器FM報警、點亮缺相燈QX。如缺相達到了使電機跳閘的程度，AT89C52的4腳輸出高電平，跳閘控制電路的光電耦合器GL導通，三極管V的基極變成高電平導通，繼電器J得電吸合，驅動中間繼電器吸合使電機跳閘。
電流顯示電路主要由集成電路HD7279、6只熒光數碼管和電阻組成，HD7279是一片具有串行接口的，可同時驅動8位共陰式數碼管的智能顯示驅動芯片，該片同時還可連接多達64鍵的鍵盤矩陣，HD7279與微控制器AT89C52串行通訊，數據通訊線Data連接HD7279的8腳和AT89C52的23腳。電流顯示屏的作用是電機正常的情況下顯示A、B、C三相電流對應值，即三相電壓信號在計算機內存單元中的數據。需要調整過流、缺相、額定給定值時，使用面板上隱含的單一按鍵結合DW4、DW5、DW6，顯示“gl.××”、“qx.××”、“ed.××”。
IC4 74LS373是低8位地址鎖存器，微控制器AT89C52的低8位地址和數據是復用的，當單片機輸出低8位數據時，74LS373處于高阻懸浮狀態(tài)，低8位數據通向數據總線。當單片機輸出低8位地址時，74LS373鎖存低8位地址，在AT89C52的30腳ALE脈沖的上升延到來時，送出低8位地址信息。
IC6 74LS02四個或門COMS集成電路、IC7 74LS00四個與非門COMS集成電路構成ADC0809的讀數據控制器，IC7B的6腳是門控位，高電平時鎖住IC6A、IC6B使ADC0809作為數據輸出允許控制端口的9腳OE、作為開始啟動數據轉換控制端口的6腳START和作為ALE地址鎖存控制信號端口22腳始終為低電平，這時的ADC0809不工作處于高阻懸浮狀態(tài)。IC7B的6腳低電平，IC1的28腳輸出高電平時，開通IC6A、IC6B，這時IC6A的1腳、IC6B的4腳的輸出隨IC1的17腳、16腳的變化而變化，ADC0809在軟件的控制下，首先由IC1的16腳寫入低電平，ADC0809的6腳START為高電平開始啟動A/D轉換，轉換結束后，7腳EOC輸出高電平，通知CPU數據轉換結束，這時IC1的17腳輸出高電平，發(fā)出數據輸出允許信號，ADC0809的D0～D7端口上的8位數據通向數據總線。
權利要求1.一種智能電機保護器，其特征在于它是由三相負荷電流所通過的三只電流互感器作為采樣的傳感器，傳感器副邊經采樣電阻、放大器、整流濾波電路、限幅調整電路、微機接口接入微控制器；給定值調整電路亦經微機接口電路接入微控制器；微控制器接入電流顯示電路，微控制器經讀數據控制電路接微機接口電路；微控制器經線驅動器連報警顯示電路，線驅動器連跳閘控制電路。
2.根據權利要求1所述智能電機保護器，其特征在于它是A、B、C三相電流互感器的副邊K1、K2分別經采樣電阻R1、R2、R3連放大器集成電路IC8、IC9、IC10，其型號均為OP07CP，該放大器連由二極管D1-4、D5-8、D9-12及電容C4、C5、C6組成的整流濾波電路；電位器DW1～DW3、電阻R10～R15、穩(wěn)壓二極管D13、D14、D15構成限幅調整電路，連由集成電路IC2型號為ADC0809構成的微機接口電路，接口電路經地址總線、數據總線和控制總線與微控制器CPU連接；微控制器由集成電路IC1型號為AT89C52構成；電阻R21、R22、R23及電位器DW4、DW5、DW6構成給定值調整電路，電位器DW4、DW5、DW6自由端的輸出也接入微機接口電路；電流顯示電路經串行總線與微控制器連接，該電路由IC3型號為HD7279及六路光電數碼管構成，電流顯示電路與微控制器串行通訊；微控制器經由集成電路IC6A、IC6B型號為74LS02、IC7A、IC7B型號為74LS00構成的讀數據控制電路接微機接口電路；微控制器經線驅動器集成電路IC5型號為74LS244連由蜂鳴器、指示燈組成的報警顯示電路，線驅動器連由光電偶合器GL、三極管V、繼電器J構成的跳閘控制電路。
專利摘要本實用新型公開了一種智能電機保護器，它是由三相負荷所連的互感器作為采樣的傳感器，傳感器經采樣電阻、放大器、整流濾波電路、限幅調整電路、微機接口接入微控制器；給定值調整電路也經微機接口電路接微控制器；微控制器接入電流顯示電路，微控制器經讀數據控制電路接微機接口電路；微控制器經線驅動器連報警顯示電路，線驅動器連跳閘控制電路。本保護器可隨時采集電機運行數據，與給定數據進行比較，由微處理器控制跳閘控制電路。本保護器控制精確，閥值穩(wěn)定。減少或消除電機燒毀，成倍地縮短維修時間，提高設備運轉率，給企業(yè)帶來顯著的經濟效益。本保護器結構合理，調試方便，經久耐用，適合井下、高空、流水線關鍵部位的高低壓三相異步電動機精密保護。
文檔編號H02H7/08GK2667767SQ20032012080
公開日2004年12月29日 申請日期2003年11月6日 優(yōu)先權日2003年11月6日
發(fā)明者郭有陸 申請人:郭有陸