專利名稱：一種交流電機(jī)綜合保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三相交流電機(jī)的保護(hù)器，屬緊急保護(hù)電路裝置技術(shù)領(lǐng)域。
解決上述問題的技術(shù)方案是一種交流電機(jī)綜合保護(hù)器，它包括取樣電路、信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)、報(bào)警中繼電路、保護(hù)中繼電路、顯示電路、保護(hù)模式設(shè)定電路；所述取樣電路的輸出端接信號(hào)調(diào)理電路的輸入端，信號(hào)調(diào)理電路的輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端，所述單片機(jī)還分別與報(bào)警中繼電路、保護(hù)中繼電路、顯示電路、保護(hù)模式設(shè)定電路相連接，上述各電路的具體結(jié)構(gòu)及連接關(guān)系如下取樣電路采用三相電壓互感器，分別連接于交流三相電源線上，電壓互感器的輸出端接信號(hào)調(diào)理電路的輸入端；信號(hào)調(diào)理電路為三組結(jié)構(gòu)相同的放大與削波電路，每組均由運(yùn)放IC1、IC2、穩(wěn)壓二極管D1和電阻R1、R2、R3組成，運(yùn)放IC1的同相端接電壓互感器的輸出端，反相端經(jīng)電阻R1接地，輸出端接運(yùn)放IC2的同相端，R2為增益調(diào)節(jié)電阻，穩(wěn)壓二極管D1和電阻R3構(gòu)成運(yùn)放IC2的基準(zhǔn)電壓電路，其接點(diǎn)接于運(yùn)放IC2的反相端，運(yùn)放IC2的輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端；單片機(jī)IC3采用89C2051集成芯片，它的P32、P33、P34口分別與信號(hào)調(diào)理電路的三組輸出端相接，P35口接報(bào)警中繼電路，P37口接保護(hù)中繼電路，P14、P15、P16、P17口接顯示電路，P10、P11、P12、P13口接保護(hù)模式設(shè)定電路；報(bào)警中繼電路包括繼電器J1、三極管T1、電阻R9，其中，三極管T1的基極通過電阻R9接單片機(jī)的P35口，發(fā)射極接地，繼電器J1的控制線圈為三極管T1的負(fù)載，其常開觸頭J1-1接在報(bào)警器的開關(guān)上；保護(hù)中繼電路包括繼電器J2、三極管T2、電阻R8，其中，三極管T2的基極通過電阻R8接單片機(jī)的P37口，發(fā)射極接地，繼電器J2的控制線圈為三極管T2的負(fù)載，其常開觸頭J2-1接于保護(hù)執(zhí)行電路的開關(guān)上；顯示電路由4個(gè)發(fā)光二極管D2、D3、D4、D5和電阻R4、R5、R6、R7組成，上述二極管的負(fù)極分別接單片機(jī)的P14、P15、P16、P17口，正極分別與各自的限流電阻串聯(lián)后接電源；保護(hù)模式設(shè)定電路由一組撥碼開關(guān)組成，各選擇開關(guān)分別與單片機(jī)的P10、P11、P12、P13口相接。
上述交流電機(jī)綜合保護(hù)器，它還設(shè)有通訊電路，通訊電路選用RS422集成芯片，它的數(shù)據(jù)端分別接單片機(jī)的RXD、TXD口。
采用這種結(jié)構(gòu)的交流電機(jī)綜合保護(hù)器，以三相交流電的波形經(jīng)過調(diào)理后的信號(hào)作為判別各類故障的基礎(chǔ)，將有關(guān)數(shù)據(jù)送至單片機(jī)，由單片機(jī)對(duì)電路的缺相、錯(cuò)相、過壓、欠壓、三相不平衡等各類故障進(jìn)行檢測(cè)和判斷，并按照用戶事先設(shè)定的程序進(jìn)行有選擇的報(bào)警和保護(hù)。
取樣電路1為三相電壓互感器，分別連接在輸入的交流三相電源線上，電壓互感器的輸出端接信號(hào)調(diào)理電路2，它將取出的每一相電壓信號(hào)送到信號(hào)調(diào)理電路2。
信號(hào)調(diào)理電路2包括三組結(jié)構(gòu)完全相同的放大與削波電路，本實(shí)施例在圖2中僅畫出了其中一組，三個(gè)運(yùn)放電路均使用穩(wěn)壓管D1所提供的基準(zhǔn)電壓。兩個(gè)運(yùn)放塊選用LM358雙運(yùn)放集成芯片。
本實(shí)用新型以單片機(jī)作為控制中心，單片機(jī)IC3采用89C2051集成芯片，它的P32、P33、P34口分別與信號(hào)調(diào)理電路2的三組輸出端相接，P35口接報(bào)警中繼電路4，P37口接保護(hù)中繼電路5，P14、P15、P16、P17口接顯示電路6，P10、P11、P12、P13口接保護(hù)模式設(shè)定電路7。
報(bào)警中繼電路4利用三極管T1構(gòu)成的放大電路推動(dòng)繼電器J1吸合，由它的常開觸頭控制報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
保護(hù)中繼電路5利用三極管T2構(gòu)成的放大電路推動(dòng)繼電器J2吸合，用以控制保護(hù)執(zhí)行電路的動(dòng)作，對(duì)電機(jī)提供保護(hù)。二極管D7跨接在繼電器控制線圈的兩端，由它向控制線圈提供續(xù)流保護(hù)。
顯示電路6采用四個(gè)發(fā)光二極管D2、D3、D4、D5，分別對(duì)應(yīng)顯示缺相、錯(cuò)相、過欠壓和三相電壓不平衡等各類故障警示。
保護(hù)模式設(shè)定電路7選用一組撥碼開關(guān)，它的各選擇開關(guān)分別設(shè)定其對(duì)應(yīng)的缺相、錯(cuò)相、過欠壓和三相電壓不平衡等故障保護(hù)是否有效。
通訊電路8的集成芯片IC4采用RS422，它可與上位機(jī)相接，以提供遠(yuǎn)距離通訊。
本實(shí)用新型的工作原理如下三相交流電的電壓信號(hào)按相序連續(xù)由電壓互感器取出，每一相的信號(hào)都由電壓互感器送入信號(hào)調(diào)理電路的雙運(yùn)放集成芯片，由運(yùn)放塊對(duì)波形進(jìn)行放大削波整型處理，即對(duì)波形截頭。每一個(gè)電壓波形的半周可以得到一個(gè)有一定高度的脈沖波，由于截頭的高度一定，所以波的寬度就反映了電壓高低。這些脈沖波進(jìn)入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)脈沖時(shí)序?qū)Φ絹淼拿}沖波進(jìn)行檢驗(yàn)，并判斷是否有故障，判斷原則設(shè)定為1.在一個(gè)周期內(nèi)，如果三相交流電的三個(gè)脈沖有一個(gè)沒有到達(dá)，則為缺相故障。
2.如果三個(gè)脈沖信號(hào)上升沿的到達(dá)順序不滿足設(shè)置順序，則為相序錯(cuò)誤故障。
3.如果三個(gè)脈沖信號(hào)的寬度低于下限電壓設(shè)定數(shù)值，則為欠壓故障。
4.如果三個(gè)脈沖信號(hào)的寬度高于上限電壓設(shè)定數(shù)值，則為過壓故障。
5.如果三個(gè)脈沖信號(hào)的寬度相差超過限定范圍，則為三相電壓不平衡故障。
單片機(jī)判斷故障后，輸出指令給報(bào)警中繼電路和保護(hù)中繼電路，報(bào)警繼電器和保護(hù)繼電器動(dòng)作，起到報(bào)警和保護(hù)作用。同時(shí)，顯示電路顯示出故障的類型。
在本實(shí)用新型中，保護(hù)模式設(shè)定電路的撥碼開關(guān)可以由用戶事先選擇要保護(hù)的內(nèi)容，保護(hù)部分根據(jù)撥碼開關(guān)設(shè)置的各種故障保護(hù)或非保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行輸出控制，這樣就避免了通用的保護(hù)器缺乏選擇性的缺點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種交流電機(jī)綜合保護(hù)器，其特征在于它包括取樣電路[1]、信號(hào)調(diào)理電路[2]、單片機(jī)[3]、報(bào)警中繼電路[4]、保護(hù)中繼電路[5]、顯示電路[6]、保護(hù)模式設(shè)定電路[7]，所述取樣電路[1]的輸出端接信號(hào)調(diào)理電路[2]的輸入端，信號(hào)調(diào)理電路[2]的輸出端接單片機(jī)[3]的數(shù)據(jù)輸入端，所述單片機(jī)[3]還分別與報(bào)警中繼電路[4]、保護(hù)中繼電路[5]、顯示電路[6]、保護(hù)模式設(shè)定電路[7]相連接，上述各電路的具體結(jié)構(gòu)如下所述取樣電路[1]采用三相電壓互感器，分別連接于交流三相電源線上，電壓互感器的輸出端接信號(hào)調(diào)理電路[2]的輸入端；信號(hào)調(diào)理電路[2]為三組結(jié)構(gòu)相同的放大與削波電路，每組均由運(yùn)放IC1、IC2、穩(wěn)壓二極管D1和電阻R1、R2、R3組成，運(yùn)放IC1的同相端接電壓互感器的輸出端，反相端經(jīng)電阻R1接地，輸出端接運(yùn)放IC2的同相端，R2為增益調(diào)節(jié)電阻，穩(wěn)壓二極管D1和電阻R3構(gòu)成運(yùn)放IC2的基準(zhǔn)電壓電路，其接點(diǎn)接于運(yùn)放IC2的反相端，運(yùn)放IC2的輸出端接單片機(jī)[3]的數(shù)據(jù)輸入端；單片機(jī)[3]IC3采用89C2051集成芯片，它的P32、P33、P34口分別與信號(hào)調(diào)理電路[2]的三組輸出端相接，P35口接報(bào)警中繼電路[4]，P37口接保護(hù)中繼電路[5]，P14、P15、P16、P17口接顯示電路[6]，P10、P11、P12、P13口接保護(hù)模式設(shè)定電路[7]；報(bào)警中繼電路[4]包括繼電器J1、三極管T1、電阻R9，其中，三極管T1的基極通過電阻R9接單片機(jī)的P35口，發(fā)射極接地，繼電器J1的控制線圈為三極管T1的負(fù)載，其常開觸頭J1-1接在報(bào)警器的開關(guān)上；保護(hù)中繼電路[5]包括繼電器J2、三極管T2、電阻R8，其中，三極管T2的基極通過電阻R8接單片機(jī)的P37口，發(fā)射極接地，繼電器J2的控制線圈為三極管T2的負(fù)載，其常開觸頭J2-1接于保護(hù)執(zhí)行電路的開關(guān)上；顯示電路[6]由4個(gè)發(fā)光二極管D2、D3、D4、D5和電阻R4、R5、R6、R7組成，上述二極管的負(fù)極分別接單片機(jī)的P14、P15、P16、P17口，正極分別與各自的限流電阻串聯(lián)后接電源；保護(hù)模式設(shè)定電路[7]由一個(gè)撥碼開關(guān)組成，各選擇開關(guān)分別與單片機(jī)的P10、P11、P12、P13口相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電機(jī)綜合保護(hù)器，其特征在于它還設(shè)有通訊電路[8]，通訊電路[8]選用RS422集成芯片，它的數(shù)據(jù)端分別接單片機(jī)[3]的RXD、TXD口。
專利摘要一種交流電機(jī)綜合保護(hù)器，屬緊急保護(hù)電路裝置技術(shù)領(lǐng)域，用以克服現(xiàn)有保護(hù)器的缺點(diǎn)而提供一種能夠根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的不同需要進(jìn)行靈活選擇的綜合保護(hù)器。其技術(shù)方案是，它由取樣電路、信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)、報(bào)警中繼電路、保護(hù)中繼電路及保護(hù)模式設(shè)定電路組成。所述取樣電路的輸出端接信號(hào)調(diào)理電路的輸入端，信號(hào)調(diào)理電路的輸出端接單片機(jī)，單片機(jī)還分別與報(bào)警中繼電路、保護(hù)中繼電路、保護(hù)模式設(shè)定電路相連接。采用這種結(jié)構(gòu)的電機(jī)綜合保護(hù)器，可以將三相交流電的波形數(shù)據(jù)經(jīng)調(diào)理后送單片機(jī)，由單片機(jī)對(duì)電路的缺相、錯(cuò)相、過壓、欠壓、三相不平衡等故障進(jìn)行檢測(cè)和判斷，并按照用戶事先設(shè)定的程序進(jìn)行有選擇的報(bào)警和保護(hù)。
文檔編號(hào)H02H7/09GK2566513SQ0226846
公開日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月25日
發(fā)明者董慶榮, 蘆亞偉, 肖彤, 王廣義, 黃利彬 申請(qǐng)人:邯鄲鋼鐵股份有限公司