專利名稱：一種電磁啟動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本新型屬于電機(jī)拖動領(lǐng)域，具體涉及用于電機(jī)拖動的智能型的一種電磁啟動器。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，智能型電動機(jī)啟動器也廣泛用于各種啟動保護(hù)系統(tǒng)之中，它不僅能夠完成繼電保護(hù)所要求完成的計(jì)算和邏輯判斷等功能，同時，對于每一個被保護(hù)對象來講，智能型以其方便，靈活、可靠、節(jié)能等諸多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，為理論研究和應(yīng)用研究提供了更先進(jìn)的手段，與傳統(tǒng)電磁啟動裝置相比，其通用性、人機(jī)對話功能強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)各種非常復(fù)雜的算法和各種保護(hù)原理。所以，智能型電動機(jī)啟動器將是今后發(fā)展的方向。電動機(jī)因具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)各方面被廣泛采用。然而，由于供電狀態(tài)和機(jī)械負(fù)荷的多變性，使得電動機(jī)的故障率較高，不僅會損壞電動機(jī)本身，而且會影響整個生產(chǎn)，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，電動機(jī)的安全運(yùn)行對保證工農(nóng)業(yè)的正常生產(chǎn)是非常重要的。目前電磁啟動器一般不具備漏電保護(hù)，存在過載保護(hù)誤差大、不能根據(jù)現(xiàn)場使用情況進(jìn)行功能設(shè)定，不具備網(wǎng)絡(luò)化控制等缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述電動機(jī)故障率較高的問題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)電動機(jī)智能啟動保護(hù)，并工作穩(wěn)定可靠，精度高，數(shù)字式網(wǎng)絡(luò)化的一種電磁啟動器。為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本新型采取如下技術(shù)方案—種電磁啟動器，它包括內(nèi)部控制電路，內(nèi)部控制電路有輸入/輸出接線端子 U8，U14、單片機(jī)U2、交流接觸器U10，其特征在于還增設(shè)有漏電檢測電路、電流檢測電路、 RS485通訊電路；空氣開關(guān)U9輸出一路與電源轉(zhuǎn)換電路Ul接，該電路Ul輸出端各電壓信號分別接至單片機(jī)、漏電檢測電路、電流檢測電路、繼電器控制電路的輸入端；空氣開關(guān)U9另一路輸出信號通過漏電檢測電路的零序互感器接至交流接觸器輸入端，該電路輸出端電流信號通過電流檢測電路的電流互感器直接接輸出接線端子U14至漏電實(shí)驗(yàn)開關(guān)；交流接觸器UlO另一輸出端信號通過繼電器控制電路U4接單片機(jī)輸出端；漏電檢測電路和電流檢測電路輸出的檢測電流信號分別接至單片機(jī)端點(diǎn)F，A，B, C ；單片機(jī)輸出端E信號通過RS485 通訊電路U6接至RS485輸出接線端子U7。漏電檢測電路由零序互感器Ul 1和漏電放大器U5組成，零序互感器Ul 1通過漏電放大器接至單片機(jī)U2輸入端F。電流檢測電路由電流互感器U12和電流放大器U5組成，其中電流互感器U12輸出電流信號接至單片機(jī)U2輸入端A，B, C。單片機(jī)U2采用STC單片機(jī)。 電源轉(zhuǎn)換電路Ul由電壓轉(zhuǎn)換部分和電壓檢測部分組成，其電壓轉(zhuǎn)換部分采用電源穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器與空氣開關(guān)U9連接，并采用低壓控制方式。[0012]繼電器控制電路U4輸出還設(shè)有與其連接的遠(yuǎn)方操作接線端子H，G、L，該接線端子與用戶操作開關(guān)連接。本新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果如下1、本啟動器解決了現(xiàn)有啟動器無漏電保護(hù)、過載保護(hù)誤差大、且不能根據(jù)現(xiàn)場使用情況進(jìn)行功能設(shè)定等缺點(diǎn)。本啟動器通過硬件電路和單片機(jī)上的軟件程序結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)智能啟動保護(hù)，并具備電路設(shè)計(jì)簡單，功能齊全，操作方便，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。2、本啟動器各檢測電路得出了電動機(jī)故障的準(zhǔn)確判據(jù)，確定了各種故障的保護(hù)措施，對電動機(jī)實(shí)現(xiàn)了短路、堵轉(zhuǎn)、過載、零序電流、低電壓、過電壓、啟動時間過長等保護(hù)功能。3、本啟動器可以直觀觀察到現(xiàn)場運(yùn)行情況、故障類型等信息；即啟動部分采用低壓控制，使用安全；該產(chǎn)品體積小，一體化設(shè)計(jì)，具有防塵、防雨雪等特點(diǎn)，并且可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化控制，實(shí)時上傳運(yùn)行和故障信息，并可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對本啟動器的功能設(shè)定。

圖1為本新型整體結(jié)構(gòu)方框圖；圖2為圖1內(nèi)部電路原理圖；圖3為軟件程序檢測流程圖圖4為圖3中定時中斷服務(wù)程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本方案進(jìn)一步詳細(xì)描述參見附圖1 圖2，一種電磁啟動器，它包括內(nèi)部控制電路，內(nèi)部控制電路有輸入/ 輸出接線端子U8，U14、單片機(jī)U2、交流接觸器U10，其特征在于還增設(shè)有漏電檢測電路、電流檢測電路、RS485通訊電路；空氣開關(guān)U9輸出一路與電源轉(zhuǎn)換電路Ul接，該電路Ul輸出端各電壓信號分別接至單片機(jī)、漏電檢測電路、電流檢測電路、繼電器控制電路的輸入端； 空氣開關(guān)U9另一路輸出信號通過漏電檢測電路的零序互感器接至交流接觸器輸入端，該電路輸出端電流信號通過電流檢測電路的電流互感器直接接輸出接線端子U14至漏電實(shí)驗(yàn)開關(guān)；交流接觸器UlO另一輸出端信號通過繼電器控制電路U4接單片機(jī)輸出端；漏電檢測電路和電流檢測電路輸出的檢測電流信號分別接至單片機(jī)端點(diǎn)F，A，B, C ；單片機(jī)輸出端 E信號通過RS485通訊電路U6接至RS485輸出接線端子U7。其中，漏電檢測電路由零序互感器Ull和漏電放大器TO組成，零序互感器Ull通過漏電放大器接至單片機(jī)U2輸入端F。電流檢測電路由電流互感器U12和電流放大器U5組成，其中電流互感器U12輸出電流信號接至單片機(jī)U2輸入端A，B，C。其電流互感器由3路空芯線圈構(gòu)成，既改善了電流的線性度，又節(jié)約生產(chǎn)成本。單片機(jī)U2采用STC單片機(jī)。電源轉(zhuǎn)換電路Ul由電壓轉(zhuǎn)換部分和電壓檢測部分組成，其電壓轉(zhuǎn)換部分采用電源穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器與空氣開關(guān)U9連接，并采用低壓控制方式。其繼電器控制電路包括繼電器和啟動/停止開關(guān)，該開關(guān)可控制繼電器啟停。[0028]該啟動器綜合了電動機(jī)啟動、運(yùn)行、停止等全方位的綜合保護(hù)，它包括采用STC單片機(jī)運(yùn)用空芯線圈進(jìn)行電流檢測，使用非晶合金材料制成零序互感器進(jìn)行漏電流的檢測。 外殼采用SMC材料，室外使用具有防雨雪抗風(fēng)化，強(qiáng)度高。本實(shí)施例中殼體為SMC材料單一殼體，內(nèi)部電路由單片機(jī)總控板，漏電檢測電路由漏電零序互感器Ul 1和漏電放大器U5組成專為漏電檢測設(shè)置；電流檢測電路采用3路空芯線圈和電流放大器TO組成，完成對三相不平衡、過載、速斷、堵轉(zhuǎn)、欠功率、啟動時間等保護(hù)。交流三相電經(jīng)輸入接線端子進(jìn)入，接線端子U8與空氣開關(guān)U9主觸頭連接，空氣開關(guān)主觸頭出線穿過零序互感器Ull與交流接觸器UlO主觸頭連接，交流接觸器主觸頭輸出分別穿過3路電流互感器與輸出接線端子U14連接。殼體外設(shè)有窗口通過該窗口可觀察LED顯示電路U3的信息；繼電器控制電路啟動 /停止開關(guān)、漏電實(shí)驗(yàn)開關(guān)U13位于殼體外處。啟動/停止開關(guān)、漏電實(shí)驗(yàn)開關(guān)位于外殼左下方，觀察窗口位于殼體外部正面右下方，可以直觀地觀察到其運(yùn)行情況。繼電器控制電路U4輸出還設(shè)有與其連接的遠(yuǎn)方操作接線端子H、G、L，該接線端子與用戶操作開關(guān)連接。參見附圖3 4，電磁啟動器涉及到對電機(jī)電流、電壓的檢測方法，其實(shí)現(xiàn)步驟設(shè)置AD采樣通道，對電機(jī)啟動保護(hù)參數(shù)，供判斷用的設(shè)定參數(shù)初始化；判斷用戶是否按功能鍵，如用戶沒按設(shè)定鍵，通過電壓檢測部分采集供電電壓和設(shè)備漏電值，該壓值同存儲器中的設(shè)定值比較，如果供電不正常，啟動故障定時器，判斷電機(jī)是否啟動，如電機(jī)啟動，啟動保護(hù)時間結(jié)束時，由電流檢測電路采樣電機(jī)電流，得到的電流數(shù)據(jù)同儲存在存儲器的設(shè)定值比較，如果采樣數(shù)據(jù)小于欠載設(shè)定值或大于過載設(shè)定值，視為故障立即啟動各自的故障定時器，待定時時間到立即輸出報警信號；然后判斷三相電流是否平衡，如三相電流平衡，接續(xù)用戶按功能鍵判斷程序步驟如三相電流不平衡啟動故障定時器，待定時時間到立即輸出報警信號；然后接續(xù)按功能鍵判斷步驟。如果采樣電流數(shù)據(jù)在正常范圍內(nèi)，則停止相應(yīng)的故障定時器計(jì)時，接續(xù)三相電流平衡判斷程序步驟。如電動機(jī)沒啟動，判斷電機(jī)漏電否，如漏電啟動故障定時器，待定時時間到馬上輸出報警信號；然后接續(xù)按功能鍵判斷程序步驟。故障定時器為中斷服務(wù)程序包括處理步驟如下對啟動的各故障定時器進(jìn)行計(jì)時判斷，如計(jì)時時間到立即輸出報警信號并發(fā)出閉鎖信號控制電機(jī)停止，使電機(jī)得到保護(hù)，同時顯示報警提示和相應(yīng)的數(shù)據(jù)；存儲報警類型和相應(yīng)的數(shù)據(jù)供查詢，如計(jì)時時間未到將中斷退出。該啟動器工作原理及其操作步驟電動機(jī)的三相四線電源從啟動器下方進(jìn)入輸入接線端子U中的R，S，T，N與空氣開關(guān)U9輸入主觸頭連接，空氣開關(guān)輸出主觸頭分成兩路，一路與電源轉(zhuǎn)換電路Ul連接，電源轉(zhuǎn)換電路的電壓檢測電路輸出的檢測信號接單片機(jī)U2的輸入端D，另一路穿過零序互感器Ull進(jìn)入接觸器主觸頭，主觸頭出線分別進(jìn)入三相電流互感器的各路空芯線圈直接接輸出接線端子U14 ；電源轉(zhuǎn)換電路Ul分別為漏電放大器、電流放大器，單片機(jī)U2、繼電器控制電路U4中啟動/停止開關(guān)、繼電器提供士8V、5V、12V直流電源，漏電放大器和電流放大器檢出的零序電流信號、三相電流信號經(jīng)其放大器U5分別送到單片機(jī)U2控制板，交流接觸器 UlO自鎖點(diǎn)信號傳入繼電器控制電路U4輸入端；電源轉(zhuǎn)換電路Ul輸出信號接至單片機(jī)U2 輸入端D為檢測單相電源高、低；單片機(jī)輸入端E為數(shù)字信號，該信號送入RS485通訊電路， 其通訊電路輸出信號接至RS485輸出接線端子U14。內(nèi)部電路中U4還包括遠(yuǎn)程操作接線端子H，G，L ；通過用戶端啟動開關(guān)、停止開關(guān)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場操作，遠(yuǎn)程操作時，接線端子H，G，L與遠(yuǎn)程開關(guān)接，可實(shí)現(xiàn)用戶遠(yuǎn)距離操作。電磁啟動器操作說明合上空氣開關(guān)U9送入電源，根據(jù)負(fù)載功率大小，操作員設(shè)置按鍵，設(shè)定三相電流和漏電流。通過按啟動器上的啟動開關(guān)，電機(jī)啟動運(yùn)行，從啟動器窗口可觀測到LED顯示的電壓和A，B, C三相電流和漏電流。按停止開關(guān)，電機(jī)停止運(yùn)行，LED顯示待機(jī)電壓。電動機(jī)啟動后，按漏電實(shí)驗(yàn)開關(guān)U13，電動機(jī)立即停止，LED顯示漏電流代碼和實(shí)際漏電流值。如果實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)各類故障，按設(shè)定要求停機(jī)，并分別顯示實(shí)際值和故障類型代碼。如果需要RS485通訊進(jìn)行組網(wǎng)控制，可以通過RS485接線端子U14出兩根RS485 信號線，用戶通過RS485/232轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成RS232信號與上位機(jī)進(jìn)行通訊，通過上位機(jī)軟件就可以重新設(shè)定啟動器內(nèi)的各種參數(shù)，并實(shí)時上傳各種工作狀況。遠(yuǎn)方操作H，G，L是內(nèi)部電路控制板上引出三個端子連接到啟動器接線端子H，G， L上，該接線端子再連線到用戶端開關(guān)，進(jìn)行啟動和停止操作。
權(quán)利要求1.一種電磁啟動器，它包括內(nèi)部控制電路，內(nèi)部控制電路有輸入/輸出接線端子(U8， U14)、單片機(jī)(U2)、交流接觸器(U10)，其特征在于還增設(shè)有漏電檢測電路、電流檢測電路、RS485通訊電路；空氣開關(guān)(U9)輸出一路與電源轉(zhuǎn)換電路(Ul)接，該電路(Ul)輸出端各電壓信號分別接至單片機(jī)、漏電檢測電路、電流檢測電路、繼電器控制電路的輸入端；空氣開關(guān)(U9)另一路輸出信號通過漏電檢測電路的零序互感器接至交流接觸器輸入端，該電路輸出端電流信號通過電流檢測電路的電流互感器直接接輸出接線端子(U14)至漏電實(shí)驗(yàn)開關(guān)；交流接觸器(UlO)另一輸出端信號通過繼電器控制電路(U4)接單片機(jī)輸出端； 漏電檢測電路和電流檢測電路輸出的檢測電流信號分別接至單片機(jī)端點(diǎn)(F，A，B，C)；單片機(jī)輸出端(E)信號通過RS485通訊電路(U6)接至RS485輸出接線端子(U7)。
2.按權(quán)利要求1所述的一種電磁啟動器，其特征在于漏電檢測電路由零序互感器 (Ull)和漏電放大器(TO)組成，零序互感器(Ull)通過漏電放大器接至單片機(jī)(似)輸入端 (F)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的一種電磁啟動器，其特征在于電流檢測電路由電流互感器(UU)和電流放大器(TO)組成，其中電流互感器(UU)輸出電流信號接至單片機(jī)(U2) 輸入端(A，B, C)。
4.按權(quán)利要求1或2所述的一種電磁啟動器，其特征在于單片機(jī)(U2)采用STC單片機(jī)。
5.按權(quán)利要求1所述的一種電磁啟動器，其特征在于電源轉(zhuǎn)換電路(Ul)由電壓轉(zhuǎn)換部分和電壓檢測部分組成，其電壓轉(zhuǎn)換部分采用電源穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器與空氣開關(guān)(U9)連接，并采用低壓控制方式。
6.按權(quán)利要求1所述的一種電磁啟動器，其特征在于繼電器控制電路(U4)輸出還設(shè)有與其連接的遠(yuǎn)方操作接線端子(H，G，L)，該接線端子與用戶操作開關(guān)連接。
專利摘要本新型公開一種電磁啟動器，電磁啟動器包括單片機(jī)、交流接觸器，還增設(shè)有漏電檢測電路、電流檢測電路及電源轉(zhuǎn)換電路；與空氣開關(guān)接的電源轉(zhuǎn)換電路輸出電壓信號分別送入單片機(jī)、漏電檢測電路、電流檢測電路、繼電器控制電路的輸入端；空氣開關(guān)另一路輸出電流信號通過漏電檢測電路、交流接觸器、電流檢測電路輸出接輸出接線端子至漏電實(shí)驗(yàn)開關(guān)；漏電檢測電路和電流檢測電路輸出的檢測電流信號分別送入STC單片機(jī)處理；單片機(jī)輸出數(shù)字信號通過RS485通訊電路接通網(wǎng)絡(luò)，并可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對啟動器功能設(shè)定。本實(shí)用新型的檢測方法通過上述檢測電路和軟件程序，實(shí)現(xiàn)了對電機(jī)過載或欠載電流、漏電流、低電壓、過電壓等檢測處理，實(shí)現(xiàn)了對電動機(jī)的保護(hù)。
文檔編號H02H7/08GK202135091SQ20112022314
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者張委, 王金忠 申請人:王金忠