本實(shí)用新型涉及電器自動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種具有測(cè)量檔位切換功能的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。

背景技術(shù)：

電動(dòng)機(jī)保護(hù)器是電機(jī)實(shí)用過(guò)程中不可缺少的保護(hù)裝置，隨著技術(shù)的發(fā)展，電極保護(hù)器正趨向于數(shù)字電路發(fā)展，采用微控制器進(jìn)行控制，但是現(xiàn)有采用數(shù)字電路的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器受微控制器模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的精度限制，電動(dòng)機(jī)保護(hù)器無(wú)法進(jìn)行寬電流的測(cè)量。

如何對(duì)電機(jī)保護(hù)器控制電路進(jìn)行改進(jìn)，使其可適應(yīng)寬電流的測(cè)量，已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員急待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種具有測(cè)量檔位切換功能的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案：

一種具有測(cè)量檔位切換功能的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其包括依次相連的電流采樣模塊2、檔位切換模塊3、信號(hào)放大模塊4和微控制器模塊1，以及分別與所述微控制器模塊1相連的電源模塊5和輸出模塊8；檔位切換模塊3包括連接在電流采樣模塊2和信號(hào)放大模塊4之間的分壓電路，微控制器模塊1與檔位切換模塊3連接，在電流大于等于設(shè)定閾值時(shí)開(kāi)啟分壓電路，在電流低于設(shè)定閾值時(shí)關(guān)閉分壓電路。

優(yōu)選的，檔位切換模塊3包括三極管Q5，所述三極管Q5集極連接有分壓電路，所述三極管Q5發(fā)射極接地，所述三極管Q5的基極與微控制器模塊1相連。

優(yōu)選的，分壓電路包括串聯(lián)在三極管Q5的集極的電阻R15與電阻R9，電阻R15一端與電流采樣模塊2連接，電阻R9一端與三極管Q5的集極連接，信號(hào)放 大模塊4連接到電阻R15與電阻R9之間。

優(yōu)選的，信號(hào)放大模塊4包括與所述檔位切換模塊3相連的運(yùn)算放大器U3A、電阻R21、電容C23以及電容C20；

所述運(yùn)算放大器U3A的正極輸入端與檔位切換模塊的輸出端相連，所述電阻R21一端與運(yùn)算放大器U3A輸出端相連，另一端與微控制器模塊1相連；所述電容C23和電容C20并聯(lián)，電容C23和電容C20并聯(lián)后的一端接地，另一端連接到電阻R21與微控制器模塊1之間。

優(yōu)選的，電流采樣模塊2包括電流互感器以及與所述電流互感器相連的電阻R30、二極管D1以及電容C17，所述電阻R30、二極管D1以及電容C17并聯(lián)連接，并聯(lián)后的一端接地，另一端連接在電流互感器和檔位切換模塊3之間。

優(yōu)選的，其還包括與微控制器模塊1連接的指示模塊7和設(shè)置電機(jī)保護(hù)器額定參數(shù)的設(shè)置模塊6。

優(yōu)選的，指示模塊7包括4位的LED數(shù)碼管以及分別與LED數(shù)碼管相連的三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3以及三極管Q4，所述三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3以及三極管Q4的發(fā)射極分別與LED數(shù)碼管相連，基極分別與微控制器模塊1相連，集極分別連接有工作電壓。

優(yōu)選的，電位器R24和電位器R25，所述電位器R24和R25的輸出腳分別與微控制器模塊1相連，輸入腳連接有5V電壓，所述電位器R24的輸出腳與微控制器模塊1之間連接有電阻R2，電容C4的一端連接在電阻R2與微控制器模塊1之間，另一端接地；電位器R25的輸出腳與微控制器模塊1之間連接有電阻R3，電容C5的一端連接在電阻R3與微控制器模塊1之間，另一端接地。

優(yōu)選的，電源模塊5包括變壓器T101、整流橋U101、電容C101、集成電路U102；所述變壓器T101的輸入端與外部電源相連，所述整流橋U101的輸入端與變壓器T101輸出端相連，所述整流橋U101的輸出端的正極與所述集成電路U102的輸入端Vin連接，集成電路U102的接地端GND接地，輸出端Vout輸出工作電壓為各模塊供電，電容C101并聯(lián)在整流橋U101的輸出端的正極和負(fù)極之間。

優(yōu)選的，輸出模塊8包括與所述微控制器模塊1相連的三極管Q101以及與所述三極管Q101相連的繼電器，所述繼電器的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)與需要保護(hù)的電機(jī)相連。

本實(shí)用新型積極效果如下：

微控制器模塊對(duì)來(lái)自信號(hào)放大模塊的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)檔位切換模塊實(shí)現(xiàn)不同電流采用不同方式輸出信號(hào)的功能，即在額定工作電流范圍內(nèi)，檔位切換電路為開(kāi)啟狀態(tài)，當(dāng)電流低于額定工作電流的時(shí)候，檔位切換模塊為關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)來(lái)自電流采樣模塊的信號(hào)被信號(hào)放大模塊放大至可被微控制器模塊采樣的狀態(tài)，這樣就使得整個(gè)電機(jī)保護(hù)器能夠適應(yīng)寬電流并且保護(hù)功能更穩(wěn)定。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制。

圖1是本實(shí)用新型具有測(cè)量檔位切換功能的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的電流采樣模塊、檔位切換模塊和信號(hào)放大模塊的連接關(guān)系的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的指示模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型的微控制器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型的電源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型的輸出模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中，1微控制器模塊、2電流采樣模塊、3檔位切換模塊、4信號(hào)放大模塊、5電源模塊、6設(shè)置模塊、7指示模塊、8輸出模塊。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1至6給出的實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。本實(shí)用新型不限于以下實(shí)施例的描述。

如圖1-6所示：一種具有測(cè)量檔位切換功能的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器，其包括依次相連的電流采樣模塊2、檔位切換模塊3、信號(hào)放大模塊4和微控制器模塊1以及分別與所述微控制器模塊1相連的電源模塊5、設(shè)置模塊6、指示模塊7和輸出模塊8；檔位切換模塊3包括連接在電流采樣模塊2和信號(hào)放大模塊4之間的分壓電路，微控制器模塊1與檔位切換模塊3連接，在電流大于等于設(shè)定閾值 時(shí)開(kāi)啟分壓電路，在電流低于設(shè)定閾值時(shí)關(guān)閉分壓電路。指示模塊7用來(lái)顯示當(dāng)前運(yùn)行電流、故障狀態(tài)；設(shè)置模塊6由電位器組成，用來(lái)設(shè)置電流、脫扣等級(jí)、啟動(dòng)延時(shí)等電機(jī)保護(hù)器額定參數(shù)。通過(guò)檔位切換模塊3實(shí)現(xiàn)不同電流采用不同方式輸出信號(hào)的功能，即在額定工作電流范圍內(nèi)，檔位切換電路為開(kāi)啟狀態(tài)，當(dāng)電流低于額定工作電流的時(shí)候，檔位切換模塊為關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)來(lái)自電流采樣模塊2的信號(hào)被信號(hào)放大模塊4放大至可被微控制器模塊1采樣的狀態(tài)，這樣就使得整個(gè)電機(jī)保護(hù)器能夠適應(yīng)寬電流并且保護(hù)功能更穩(wěn)定。

如圖2所示：檔位切換模塊3包括三極管Q5，所述三極管Q5的集極連接有分壓電路，所述三極管Q5的發(fā)射極接地，所述三極管Q5的基極與微控制器模塊1相連，分壓電路一端與電流采樣模塊2連接，另一端與信號(hào)放大模塊4連接。所述的三極管Q5為NPN三極管。分壓電路包括串聯(lián)在三極管Q5的集極的電阻R15與電阻R9，電阻R15一端與電流采樣模塊2連接，電阻R9一端與三極管Q5的集極連接，信號(hào)放大模塊4連接到電阻R15與電阻R9之間。微控制器模塊通過(guò)三極管Q5控制分壓電路的開(kāi)通與關(guān)斷，CTL為控制信號(hào)，由微控制器模塊進(jìn)行控制。

信號(hào)放大模塊4包括與所述檔位切換模塊3相連的運(yùn)算放大器U3A、電阻R21、電容C23以及電容C20；運(yùn)算放大器U3A的正極輸入端與檔位切換模塊的輸出端相連，負(fù)極輸入端接地，所述電阻R21一端與運(yùn)算放大器U3A輸出端相連，另一端與微控制器模塊1連接；電容C23和電容C20并聯(lián)，電容C23和電容C20并聯(lián)后的一端接地，另一端連接到電阻R21與微控制器模塊1之間。本實(shí)施例的信號(hào)放大模塊4將來(lái)自檔位切換模塊的信號(hào)進(jìn)行放大11倍，并通過(guò)R21、C23和C20將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流信號(hào)。信號(hào)放大模塊4還包括二極管D4、二極管D5、電阻R12和電阻R18，電阻R12一端與運(yùn)算放大器U3A的負(fù)極輸入端連接，另一端接地；二極管D4的正極與運(yùn)算放大器U3A的負(fù)極輸入端連接，負(fù)極與運(yùn)算放大器U3A的輸出端連接；二極管D5串聯(lián)在運(yùn)算放大器U3A的輸出端與電阻R21之間，其正極與運(yùn)算放大器U3A的輸出端連接，電阻R18一端與運(yùn)算放大器U3A的負(fù)極輸入端連接，另一端連接到二極管D5和電阻R21之間。

電流采樣模塊2包括電流互感器以及與所述電流互感器相連的電阻R30、二極管D1以及電容C17，所述電阻R30、二極管D1以及電容C17并聯(lián)連接，并聯(lián) 后的一端接地，另一端連接在電流互感器和檔位切換模塊3之間。二極管D1用來(lái)整流濾波，來(lái)自電流互感器的信號(hào)通過(guò)電阻R30轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，通過(guò)二極管D1將信號(hào)轉(zhuǎn)換為正半波信號(hào)。

如圖5所示，電源模塊5包括變壓器T101、整流橋U101、電容C101、集成電路U102；所述變壓器T101的輸入端與外部電源相連，所述整流橋U101的輸入端與變壓器T101輸出端相連，所述整流橋U101的輸出端的正極與所述集成電路U102的輸入端Vin連接，集成電路U102的接地端GND接地，輸出端Vout輸出5V工作電壓為各模塊供電，電容C101并聯(lián)在整流橋U101的輸出端的正極和負(fù)極之間。在所述集成電路U102的輸出端Vout和接地端GND之間還并聯(lián)有連接有電容C102和電容C103；在變壓器T101的輸入端還并聯(lián)有壓敏電阻RV101。電源模塊5通過(guò)變壓器T101將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成小信號(hào)，通過(guò)整流橋U101、電容C101和集成電路U102將信號(hào)轉(zhuǎn)換成5V直流信號(hào)，給微控制器模塊1供電。

如圖6所示，輸出模塊8包括基極與微控制器模塊1相連的三極管Q101以及與所述三極管Q101的極集相連的繼電器，所述繼電器的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)與需要保護(hù)的電機(jī)相連。三極管Q101由微控制器模塊1進(jìn)行控制，通過(guò)三極管Q101來(lái)控制繼電器的線圈回路進(jìn)而觸發(fā)觸點(diǎn)的開(kāi)/閉動(dòng)作。

如圖3所示，指示模塊7包括4位的LED數(shù)碼管以及分別與LED數(shù)碼管相連的三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3以及三極管Q4，所述三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3以及三極管Q4的發(fā)射極分別與LED數(shù)碼管相連，基極分別與微控制器模塊1相連，集極分別連接有5V工作電壓；該模塊用來(lái)顯示當(dāng)前運(yùn)行電流、故障狀態(tài)。

如圖4所示，設(shè)置模塊6包括電位器R24和電位器R25，所述電位器R24和R25的輸出腳分別與微控制器模塊1相連，輸入腳連接有5V電壓，所述電位器R24的輸出腳與微控制器模塊1之間連接有電阻R2，電容C4的一端連接在電阻R2與微控制器模塊1之間，另一端接地；電位器R25的輸出腳與微控制器模塊1之間連接有電阻R3，電容C5的一端連接在電阻R3與微控制器模塊1之間，另一端接地；該模塊用來(lái)設(shè)置電流、脫扣等級(jí)、啟動(dòng)延時(shí)等電機(jī)保護(hù)器額定參數(shù)。

如圖4所示，微控制器模塊采用的微控制器為PIC 16F887，與檔位切換模 塊3、信號(hào)放大模塊4、設(shè)置模塊6和指示模塊7連接。其主要作用為：a)對(duì)來(lái)自信號(hào)放大模塊4的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，在產(chǎn)品啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)CTL控制檔位切換模塊3啟動(dòng)，此時(shí)檔位切換模塊3的分壓電路起作用，輸出信號(hào)的大小約為電流采樣模塊2輸出信號(hào)的0.1倍；如果微控制器判定電流過(guò)小，則通過(guò)CTL控制檔位切換模塊3關(guān)閉，此時(shí)，檔位切換模塊3的分壓電路不起作用，信號(hào)的大小等于電流采樣模塊1輸出的信號(hào)；b)對(duì)來(lái)自設(shè)置模塊6的信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算出額定電流、脫扣等級(jí)、啟動(dòng)延時(shí)等參數(shù)；c)控制指示模塊7的顯示；d)控制輸出模塊8的動(dòng)作。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。