專利名稱：一種模塊化電機(jī)綜合控制保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種模塊化電機(jī)綜合控制保護(hù)器，尤其涉及多種檢測(cè)參數(shù)、多種保護(hù)功能、多種電機(jī)運(yùn)行控制以及相配合的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口功能的保護(hù)器，屬于電杌控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電機(jī)是一種使用普遍的杌器配套產(chǎn)品，特別在一些重要的成套設(shè)備中，為了確保設(shè)備安全、延長(zhǎng)電動(dòng)杌使用壽命，制造商開(kāi)發(fā)了多種保護(hù)功能的電動(dòng)杌保護(hù)器。
目前，國(guó)內(nèi)對(duì)電機(jī)保護(hù)多采用熱繼電器或模擬電子線路保護(hù)器，保護(hù)功能少，精度低，可靠性差，缺乏現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口，無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)交換因而也無(wú)法適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)化管理的要求。
多數(shù)電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器采用一體式結(jié)構(gòu)，體積大，互換性差，不適于小體積開(kāi)關(guān)控制柜中安裝。另外大多電動(dòng)機(jī)保護(hù)器只對(duì)電流進(jìn)行檢測(cè)，沒(méi)有電壓檢測(cè)功能，保護(hù)不全面。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能作多種參數(shù)檢測(cè)、具有多種保護(hù)功能、多種電機(jī)運(yùn)行控制以及相配合的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口功能的保護(hù)器。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該綜合保護(hù)器包括主體模塊、電流檢測(cè)模塊、遠(yuǎn)程顯示控制模塊及上位機(jī)監(jiān)視控制軟件。
其中檢測(cè)參數(shù)包括A相電流、B相電流、C相電流、平均電流、A相電壓、B相電壓、C相電壓、平均電壓、總功率、有功率、無(wú)功功率、功率因素、消耗電能等。
其中保護(hù)功能包括過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)、不平衡保護(hù)、剩余電流保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、阻塞保護(hù)、欠載保護(hù)、溫度(PTC)保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠功率保護(hù)等。
其中控制功能包括起動(dòng)控制、停止控制、緊急停止控制、直接起動(dòng)控制、雙速電機(jī)控制、可逆電機(jī)控制、星-三角起動(dòng)控制、自耦降壓起動(dòng)控制、電阻降壓起動(dòng)控制等。
所述的主體模塊包括電壓信號(hào)輸入1、電流傳感器2、零序電流傳感器3、輸入模塊Input+光隔4、信號(hào)放大及處理電路5、中央微處理器6、輸出模塊output7、存儲(chǔ)單元EEPROM8、溫度測(cè)量IC9、實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC10、HMI液晶+按鍵11、通訊接口Modbus/DeviceNet/Profibus/LonWorks12；電源模塊供電13。
上述電路之間的信號(hào)傳遞電壓信號(hào)輸入1、電流傳感器2、零序電流傳感器3、輸入模塊Input+光隔4，傳送到信號(hào)放大及處理電路5后進(jìn)入中央微處理器6處理，中央微處理器處理后可以到輸出模塊output7或到存儲(chǔ)單元EEPROM8存儲(chǔ)；溫度測(cè)量IC9、實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC10將測(cè)量的數(shù)據(jù)送到中央微處理器6處理；經(jīng)過(guò)中央微處理器處理的數(shù)據(jù)與HMI液晶+按鍵11、通訊接口Modbus/DeviceNet/Profibus/LonWorks12互傳。
本實(shí)用新型的有益效果這是一種具有多種檢測(cè)、控制與保護(hù)功能的模塊化電機(jī)綜合保護(hù)器，它集多種參數(shù)檢測(cè)、多種保護(hù)功能、多種控制功能于一體，并具有現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口，體積小巧，接線方便，有較高的可靠性，是一種有推廣價(jià)值的電機(jī)綜合保護(hù)器。


圖1為本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器主體模塊硬件原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器交流高電壓信號(hào)采樣電路模塊電路原理圖；
圖3為本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器互感器二次電流信號(hào)采樣電路模塊電路原理圖；圖4本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器高分?jǐn)嗬^電器輸出電路模塊電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器有源高速數(shù)字量輸入檢測(cè)電路模塊電路原理圖；圖6為本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器4-20mA模擬量輸出電路模塊電路原理圖；圖7為本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器線性熱敏電阻阻值檢測(cè)電路模塊電路原理圖；圖8為本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口電路模塊電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明。
本電機(jī)綜合控制保護(hù)器包括主體模塊、電流檢測(cè)模塊、遠(yuǎn)程顯示控制模塊及上位機(jī)監(jiān)視控制軟件。
參照?qǐng)D1，這是本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器主體模塊硬件原理框圖。
所述的主體模塊包括電壓信號(hào)輸入1、電流傳感器2、零序電流傳感器3、輸入模塊Input+光隔4、信號(hào)放大及處理電路5、中央微處理器6、輸出模塊output7、存儲(chǔ)單元EEPROM8、溫度測(cè)量IC9、實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC10、HMI液晶+按鍵11、通訊接口Modbus/DeviceNet/Profibus/LonWorks12；電源模塊供電13。
上述電路之間的信號(hào)傳遞電壓信號(hào)輸入1、電流傳感器2、零序電流傳感器3、輸入模塊Input+光隔4，傳送到信號(hào)放大及處理電路5后進(jìn)入中央微處理器6處理，中央微處理器處理后可以到輸出模塊output7或到存儲(chǔ)單元EEPROM8存儲(chǔ)；溫度測(cè)量IC9、實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC10將測(cè)量的數(shù)據(jù)送到中央微處理器6處理；經(jīng)過(guò)中央微處理器處理的數(shù)據(jù)與HMI液晶+按鍵11、通訊接口Modbus/DeviceNet/Profibus/LonWorks12互傳。
參照?qǐng)D2，這是本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器交流高電壓信號(hào)采樣電路模塊電路原理圖。
所述的交流高電壓信號(hào)采樣電路模塊電路，電壓為380V，信號(hào)采樣電路模塊包括信號(hào)采樣及降壓電路、運(yùn)算放大器信號(hào)跟隨電路。
參照?qǐng)D3，這是本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器互感器二次電流信號(hào)采樣電路模塊電路原理圖。
所述的傳感器二次電流信號(hào)采樣電路模塊電路包括精密功率電阻信號(hào)采樣電路、運(yùn)算放大器信號(hào)跟隨電路。
參照?qǐng)D4，這是本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器高分?jǐn)嗬^電器輸出電路模塊。
所述的高分?jǐn)嗬^電器輸出電路模塊包括控制信號(hào)光電隔離電路、輸出放大電路、繼電器保護(hù)電路。
參照?qǐng)D5，這是本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器有源高速數(shù)字量輸入檢測(cè)電路模塊所述的有源高速數(shù)字量輸入檢測(cè)電路模塊包括有源數(shù)字量輸入信號(hào)檢測(cè)電路、數(shù)字輸入信號(hào)光電隔離電路、并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串行數(shù)據(jù)電路參照?qǐng)D6，這是本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器4-20mA模擬量輸出電路模塊，包括主微處理器PWM輸出隔離電路、頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路、運(yùn)算放大器信號(hào)跟隨電路以及輸出恒流源電路。
參照?qǐng)D7，這是本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器線性熱敏電阻阻值檢測(cè)電路模塊，包括熱敏電阻電壓采樣電路，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片電路，信號(hào)線隔離電路。
參照?qǐng)D8，這是本實(shí)用新型的電機(jī)綜合控制保護(hù)器現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口電路模塊，包括信號(hào)線隔離電路、總線通訊電平轉(zhuǎn)換電路及輸出保護(hù)電路。
上述的電機(jī)綜合控制保護(hù)器的工作原理和功能如下說(shuō)明。
電機(jī)綜合控制保護(hù)器主體模塊檢測(cè)電壓和電流檢測(cè)模塊二次電流信號(hào)進(jìn)行處理和運(yùn)算實(shí)現(xiàn)多種控制保護(hù)功能，電流檢測(cè)模塊檢測(cè)電機(jī)三相電流和零序電流信號(hào)并傳送給主體模塊，遠(yuǎn)程顯示控制模塊通過(guò)和主體模塊相連及通訊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程參數(shù)顯示和控制主體模塊輸出。上位機(jī)監(jiān)視控制軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視該控制保護(hù)器的參數(shù)及實(shí)施控制功能。
權(quán)利要求1.一種模塊化電動(dòng)機(jī)綜合控制保護(hù)器，包括一主體模塊，其特征在于所述的主體模塊包括電壓信號(hào)輸入(1)、電流傳感器(2)、零序電流傳感器(3)、輸入模塊Input+光隔(4)、信號(hào)放大及處理電路(5)、中央微處理器(6)、輸出模塊output(7)、存儲(chǔ)單元EEPROM(8)、溫度測(cè)量IC(9)、實(shí)時(shí)時(shí)IC(10)、HMI液晶+按鍵(11)、通訊接口Modbus/DeviceNet/Profibus/LonWorks(12)；電源模塊供電(13)；上述電路之間的信號(hào)傳遞電壓信號(hào)輸入(1)、電流傳感器(2)、零序電流傳感器(3)、輸入模塊Input+光隔(4)，傳送到信號(hào)放大及處理電路(5)后進(jìn)入中央微處理器(6)處理，中央微處理器處理后可以到輸出模塊output(7)或到存儲(chǔ)單元EEPROM(8)存儲(chǔ)；溫度測(cè)量IC(9)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC(10)將測(cè)量的數(shù)據(jù)送到中央微處理器(6)處理；經(jīng)過(guò)中央微處理器處理的數(shù)據(jù)與HMI液晶+按鍵(11)、通訊接口Modbus/DeviceNet/Profibus/LonWorks(12)互傳。
2.如權(quán)利要求1所述的模塊化電動(dòng)機(jī)綜合控制保護(hù)器，其特征在于所述的交流高電壓信號(hào)采樣電路包括，電壓為380V，信號(hào)采樣電路模塊包括信號(hào)采樣及降壓電路、運(yùn)算放大器信號(hào)跟隨電路。
3.如權(quán)利要求1所述的模塊化電動(dòng)機(jī)綜合控制保護(hù)器，其特征在于所述的傳感器二次電流信號(hào)采樣電路，包括精密功率電阻信號(hào)采樣電路、運(yùn)算放大器信號(hào)跟隨電路。
4.如權(quán)利要求1所述的模塊化電動(dòng)機(jī)綜合控制保護(hù)器，其特征在于所述的輸出模塊，包括控制信號(hào)光電隔離電路、輸出放大電路、繼電器保護(hù)電路。
5.如權(quán)利要求1所述的模塊化電動(dòng)機(jī)綜合控制保護(hù)器，其特征在于所述的輸入模塊，包括有源數(shù)字量輸入信號(hào)檢測(cè)電路、數(shù)字輸入信號(hào)光電隔離電路、并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串行數(shù)據(jù)電路
6.如權(quán)利要求1所述的模塊化電動(dòng)機(jī)綜合控制保護(hù)器，其特征在于所述的輸出模塊，包括主微處理器PWM輸出隔離電路、頻率-電壓轉(zhuǎn)換電路、運(yùn)算放大器信號(hào)跟隨電路以及輸出恒流源電路。
7.如權(quán)利要求1所述的模塊化電動(dòng)機(jī)綜合控制保護(hù)器，其特征在于所述的線性熱敏電阻阻值檢測(cè)電路模塊，包括熱敏電阻電壓采樣電路，串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片電路，信號(hào)線隔離電路。
8.如權(quán)利要求1所述的模塊化電動(dòng)機(jī)綜合控制保護(hù)器，其特征在于所述的通訊接口，包括信號(hào)線隔離電路、總線通訊電平轉(zhuǎn)換電路及輸出保護(hù)電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種模塊化電機(jī)綜合控制保護(hù)器，包括一主體模塊，所述的主體模塊含有電壓信號(hào)輸入、電流傳感器、零序電流傳感器、輸入模塊Input+光隔、信號(hào)放大及處理電路、中央微處理器、輸出模塊output、存儲(chǔ)單元EEPROM、溫度測(cè)量IC、實(shí)時(shí)時(shí)IC、HMI液晶+按鍵、通訊接口Modbus/DeviceNet/Profibus/LonWorks；電源模塊供電。電壓信號(hào)輸入、電流傳感器、零序電流傳感器、輸入模塊Input+光隔，傳送到信號(hào)放大及處理電路后進(jìn)入中央微處理器處理后到輸出模塊output或到存儲(chǔ)單元EEPROM存儲(chǔ)；溫度測(cè)量IC、實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC將數(shù)據(jù)送到中央微處理器處理；經(jīng)過(guò)處理的數(shù)據(jù)與HMI液晶+按鍵、通訊接口Modbus/DeviceNet/Profibus/LonWorks互傳。該保護(hù)器集多種參數(shù)檢測(cè)、保護(hù)功能、控制功能于一體，并具有現(xiàn)場(chǎng)總線通訊接口，體積小巧接線方便有較高的可靠性。
文檔編號(hào)H02H7/08GK2917057SQ20062004059
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者朱文灝, 仰恒光, 邵福山, 李永成 申請(qǐng)人:上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司