智能电动机保护器性能状态监测装置制造方法
【专利摘要】本发明智能电动机保护器性能状态监测装置，涉及电动机保护器，包括信号采集模块、电源模块、显示模块、单片机模块和通信模块；信号采集模块包括电源电压采集电路、功耗电流采集电路、接触电阻采集电路、互感器电压有效值采集电路和信号输出值采集电路；该五个采集电路的输入端口分别接到智能电动机保护器的信号采集点上，其输出端口依次接到单片机模块AN0-AN4端口，显示模块的信号接口接到单片机模块RD0-RD7接口，通信模块的RX端口接到单片机模块TX端口，通信模块的TX端口接单片机RX端口，电源模块分别接到单片机模块和采集处理模块中芯片的电源端口。本发明能对智能电动机保护器性能退化及故障状态做出正确的判断。
【专利说明】智能电动机保护器性能状态监测装置
【技术领域】
[0001] 本发明的技术方案设及电动机保护器，具体地说是智能电动机保护器性能状态监 测装置。
【背景技术】
[0002] 随着智能电网的发展应用，承担用电设备控制与保护任务的低压电器不断趋于智 能化。智能电动机保护器作为其中重要的一类电器产品，其性能状态直接关系到电力系统 的安全运行。目前，国内外专家主要集中于智能电动机保护器保护原理研究，根据生命初期 性能测试结果并赋予一定裕量进行定性分析与设计；但是随着使用时间的推移，产品累积 损耗受时间、环境和使用强度等因素影响不断增加，电动机保护器产品的性能状态在早期 和后期具有较大的区别，当损耗积累到一定程度时就会出现保护不稳定，甚至出现保护失 效，因此通过实时监测获取智能电动机保护器整个生命周期内的性能状态变化情况，W便 对智能电动机保护器性能退化及故障状态做出正确的判断，该是十分必要的，也可为改进 电动机保护器产品的设计提供依据。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是：提供智能电动机保护器性能状态监测装置，W单 片机为核屯、构建监测系统，自动对智能电动机保护器性能状态参数进行实时监测，并获取 智能电动机保护器整个生命周期内的性能状态变化情况，W便对智能电动机保护器性能退 化及故障状态做出正确的判断。
[0004] 本发明解决该技术问题所采用的技术方案是；智能电动机保护器性能状态监测装 置，包括信号采集模块、电源模块、显示模块、单片机模块和通信模块；所述信号采集模块包 括五个采集电路，分别是电源电压采集电路、功耗电流采集电路、接触电阻采集电路、互感 器电压有效值采集电路和信号输出值采集电路；上述模块的连接方式是，信号采集模块的 上述五个采集电路的输入端口分别接到智能电动机保护器的信号采集点上，信号采集模块 的上述五个采集电路的输出端口依次接到单片机模块的AN0-AN4端口，显示模块的信号接 口接到单片机模块的RD0-RD7接口，通信模块的RX端口接到单片机模块的TX端口，通信模 块的TX端口接单片机的RX端口，电源模块分别接到单片机模块和信号采集模块中巧片的 电源端口。
[0005] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述电源电压采集电路由电压跟随 器、模拟减法电路、绝对值电路、放大电路和电压比较电路构成；其中，电压跟随器由1U1、 P1、1C1、1C2和1R1构成，其中P1代表智能电动机保护器电源模块的输出端外接接口，P1的 1端口和P1的2端口接1U1的3端口； 1U1的2端口与1U1的6端口相连并共同接到1R1 的输入端；1R1的输出端与模拟减法电路的1U2的2端口相连；1C1的输入端接1U1的7端 口，1C1的输出接地；1C2的输入端接1U1的4端口，1C2的输出接地；模拟减法电路由1U2、 1U3、1R2、1R3、1R4、1 贴、1R6、1R7、1C3、1C4、1C5 和 1C6 构成，1U2 的 2 端口接电压跟随器的 IRl的输出端，1U2的4端口接-12V的电源，1U2的7端口接+12V的电源，1U2的6端口接 1R4的输入端；1R4的输出端接1U3的2端口；1U3的6端口接1R8和1R9的输入端，1U3的 4端口接-12V的电源，1U3的7端口接+12V的电源；1R2接在1U2的3端口和地之间；1R3 接在1U2的2端口和1U2的6端口之间；1R5接在1U2的3端口和地之间；1R6的输入端接 电源，1R6的输出端接1U3的2端口； 1R7的输入端接1U3的2端口，1R7的输出端接1U3的 6端口；1C3接在1U2的7端口与地之间；1C4接在1U2的4端口与地之间；1巧接在1U3的 7端口与地之间；1C6接在1U3的4端口与地之间；绝对值电路由1U4、1呪、1R8、1R9、1R10、 1R11、1R12、1C7、1C8、1C9和1C10构成，1R8的输入端接1U3的6端口，1R8的输出端接1U4的 2端口； 1R9的输入端接1U3的6端口，1R9的输出端接1呪的2端口； 1U4的4端口接-12V 电源，1U4的7端口接+12V电源，1U4的3端口接1U5的2端口，1U4的6端口接1R12的输 入端；1R12的输出端接1U6的3端口；1呪的2端口接1R9的输出端，1呪的4端口接-12V 电源，1呪的7端口接+12V电源；1D2接在1U5的2端口和1U5的6端口之间；1R10在1U4 的2端口和1U4的6端口之间；1R11的输入端接1呪的3端口，1R11的输出端接地；1C7接 在1U4的7端口与地之间；1C8接在1U4的4端口与地之间；1C9接在1呪的7端口与地之 间；1C10接在1呪的4端口与地之间；放大电路由1U6、1R13、1R14、1C11、1C12、1C13和1D1 构成，1U6的4端口接-12V电源，1U6的7端口接+12V电源，1U6的6端口接单片机的ANO 端口； 1R13接在1U6的2端口与地之间；1R14接在1U6的2端口与1U6的6端口之间；1C11 接在1U6的7端口与地之间；1C12接在1U6的4端口与地之间；1C13接到1U6的6端口与 地之间；1D1的输入端接1U6的6端口，1D1的输出端口接地；电压比较电路由1U7UR18、 1C14UC15和1D3构成，1U7的2端口接开关电源提供的标准5V电压，1U7的3端口接电压 跟随器的1U1的6端口，即智能电动机保护器的电源模块的输出电压端，1U7的1端口接单 片机的RB6端口，1U7的4端口接地，1U7的8端口接+12V电源；1R18接在1U7的1端口和 1U7的2端口之间；1C15接在1U7的8端口和地之间；1C14接到1U7的1端口和地之间；1D3 的输入端口接1U7的1端口，1D3的输出端口接地；该电源电压采集电路中的1U1?1U6均 为0P07,1U7为LM393,除1C14和1C15的电容值为103,即0. 01 y F之外，其他所有电容的电 容值均为 0. 1 UF ;1R1、1R3、1R4、1R6、1R7 的阻值为 10k，lR8、lR9、lR10、lRll 的阻值为 20k， 1R2和1R14的阻值是15k，1R5和1R18的阻值是10k，1R12和1R13的阻值是化；1D1和1D3 的型号是1N4733,1D2的型号是1M007。
[0006] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述功耗电流采集电路由智能电动机 保护器单片机模块电源回路的外接接口 P2、采样电阻2R1、电压跟随器2- I、电压跟随器 2- II和放大电路构成；采样电阻2R1的输入端接P2的3端口和4端口，采样电阻2R1的输 出端接P2的1端口和2端口；电压跟随器2- I由2UU2C1和2C2构成，2U1的3端口接2R1 的输入端口，2U1的2端口与2U1的6端口相连共同接到2U3的3端口，2C1的输入端口接 2U1的7端口，2C1的输出端接地，2C2的输入端接2U1的4端口，2C2的输出端接地；电压跟 随器2- II由2U2、2C3和2C4构成，2U2的3端口接2R1的输出端口，2U2的2端口与2U2的 6端口相连共同接到2U3的2端口；2C3的输入端口接2U2的7端口，2C3的输出端接地；2C4 的输入端接2U2的4端口，2C4的输出端接地；放大电路由2U3、2R2、2R3、2R4、2RR、2C5、2C6、 2C7和D2构成，2U3的5端口接地，2U3的6端口接2R4的输入端；2R4的输出端接单片机的 AN1端口；2R2接在2U3的2端口和2U3的7端口之间；2R3接在2U3的2端口和2U3的4 端口之间；2RR接到2U3的1端口和2U3的8端口之间；2巧的输入端接2U3的7端口，2巧 的输出端接地；2C6的输入端口街2U3的4端口，2C6的输出端接地；2C7和D2的输入端接 2R4的输出端，2C7和D2的输出端接地；该功耗电流采集电路中的2U1和2U1为0P07,2U3 为AD620 ;2(：1、2〔2、2〔3、2〔4、2(：5和2〔6的电容值为104，即0.1^尸，2(：7的电容值为103，即 0. 01 y F ;2R1的电阻值为1 Q，2R2和2R3的电阻值为47k，2R4和2RR的电阻值为化；D2的 型号为1M733。
[0007] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述接触电阻采集电路由小型恒流源 和放大电路构成，其中，恒流源能输出0?1A的可调恒定电流，由抓1、3D1、3Q1、P3、3R1、 3R2、3R3、3R5、3R6和3C1构成，其中3U1的3端口与3R3的输出端相连，3U1的2端口接3Q1 的1端口，3U1的1端口接3Q1的2端口；3R1的输入端口接电源，3R1的输出端口接3D1的 输入端口；3D1的输出端口接地；3R2的输入端口接3R1的输出端口；3R3接在3R1的输出端 口和地之间；3R5接在3U1的1端口和地之间；3R6接在3Q1的1端口和地之间；P3代表智 能电动机保护器执行模块常闭端的外接端口，其中3端口和4端口为其输入端口，1端口和 2端口为其输出端口，P3的3端口和P3的4端口接电源，P3的1端口和P3的2端口接3Q1 的3端口；放大电路由抓2、337、31?8、31?1?、31?9、3〔2、3〔3、3〔4和302构成，3肥的2端口接到 P3的1端口和P3的2端口，3U2的3端口接到P3的3端口和P3的4端口，3U2的6端口接 3R9的输入端口；3R9的输出端接单片机的AN2端口；3R7接在3U2的2端口和3U2的7端 口之间；3R8接在3U2的2端口和3U2的4端口之间；3RR接在3U2的1端口和3U2的8端 口之间；3C2的输入端接3U2的7端口，3C2的输出端接地；3C3的输入端接3U2的4端口， 3C3的输出端接地；3C4和3D2的输入端接3R9的输出端，3C4和3D2的输出端接地；该接触 电阻采集电路中的3U1为LM358,3U2为AD620 ;3C1、3C2和3C3的电容值为104,即0. 1 uF， 3C4的电容值为103,即0. 01 uF ;3R1、3R3和3贴的电阻值为10k，3R2的电阻值为化，3R6 的电阻值为10 Q，3R7和3R8的电阻值为4化，3R9的电阻值为化，3RR的电阻值为330 Q ; 3D1的型号是LM385-1. 2,3D2的型号是1M733，：3Q1的型号是IRF840。
[000引上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述互感器电压有效值采集电路由智 能电动机保护器互感器模块输出端外接口 P4、电压跟随器4- I、电压跟随器4- II、放大电 路和交流有效值电路构成，其中电压跟随器4- I由4UU4C1和4C2构成，电压跟随器4- II 由4U2、4C3和4C4构成，P4的1端口和P4的2端口接4U1的3端口，P4的3端口和P4的 4端口接到4U2的3端口；4U1的输出端接到4U3的3端口；4U2的输出端接到4U3的2端 口；4C1的输入端接4U1的7端口，4C1的输出端接地；4C2的输入端接4U1的4端口，4C2的 输出端接地；4C3的输入端接4U2的7端口，4C3的输出端接地；4C4的输入端接4U2的4端 口，4C4的输出端接地；放大电路由4U3、4R1、4RR1、4C5、4C6和4C7构成，其中4U3的6端口 接4U4的VIN端口；4R1的输入端接4U3的3端口，4R1的输出端接地；4RR1接在4U3的1端 口和4U3的8端口之间；4巧的输入端接4U3的7端口，4巧的输出端接地；4C6的输入端接 4U3的4端口，4C6的输出端接地；4C7的输入端接4U3的6端口，4C7的输出端接地；交流有 效值电路由4U4、4C8、4C9、4C10和D4构成，其中4U4的1端口接4U3的6端口，4U4的7端 口和4U4的8端口相连接，4U4的9端口和4U4的10端口接地，4U4的3端口接-12V电源， 4U4的14端口街12V电源，4U4的6端口接到单片机的AN3端口；4C8接在4U4的4端口和 4U4的14端口之间；4C9的输入端接4U4的3端口，4C9的输出端接地；4C10的输入端接4U4 的14端口，4C10的输出端接地；D4的输入端接4U4的6端口，D4的输出端接地；该互感器 电压有效值采集电路中的4U1和4U2为0P07,4U3为AD620,4U4为AD536AJDZ ;除4C8的电 容值为22 y F W外，其他电容的电容值都为104,即0. 1 y F ;4R1为10k，4RR1为49. 4化；D4 的型号是1N4733。
[0009] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述信号输出值采集电路由抓1、5R1、 5R2、5C1、5C2、5C3、P5和D5组成电压跟随器构成，其中P5为智能电动机保护器信号处理模 块的输出外接端口，P51的端口和P51的2端口都与5R1的输入端相连；5R1的输出端连接 至IJ抓1的3端口；5U1的2端口和抓1的6端口相连接，然后共同接到5R2输入端；5R2的输 出端接到单片机的AN4端口；5C1的输入端口接抓1的7端口，5C1的输出端接地；5C2的输 入端口接抓1的4端口，5C2的输出端接地；5C3和D5的输入端接5R2的输出端，5C3和D5 的输出端接地；该信号输出值采集电路中的抓1为0P07 ;5C1和5C2的电容值都是140,即 0. 1 UF，5C3的电容值为103,即0. 01 uF ;5R1和5R2的电阻值为化；D5的型号为1M733。
[0010] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述单片机模块中的单片机巧片的型 号是PIC16F877A，其中存储有操作总程序、数据处理子程序、显示子程序、写指令或地址子 程序、写数据子程序和通信子程序。
[0011] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述单片机巧片存储的操作总程序的 流程是；开始一端口、A/D、显示和串口初始化一 A/D转换一数据处理一显示、储存一返回。
[0012] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述单片机巧片存储的数据处理子程 序的流程是；开始一 A/D初始化一通道选择一 A/D采集开始一 A/D采集是否结束？ 一一否 一返回A/D采集；一一是一数据处理一显示。
[0013] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述单片机巧片存储的显示子程序的 流程是；显示子程序一 LCD初始化一写数据地址一写数据一返回。
[0014] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述单片机巧片存储的写指令或地址 子程序的流程是；开始一是否忙--是一返回开始；--否一 RS = 0, RW = 0, E = 1 -写 入指令或地址一E = 0 -返回。
[0015] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述单片机巧片存储的写数据子程序 的流程是；开始一是否忙一一是一返回开始；一一否一 RS = 0, RW = 0, E = 1 -写入数据 一 E = 0 -返回。
[0016] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，所述单片机巧片存储的通信子程序 流程是；开始一串口初始化一接收数据一是否发送数据？ 一一否一刷新一返回接收数 据；一一是一发送数据一是否发送完成？ 一一否一返回发送数据；一一是一延时一返回。
[0017] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置中，电源模块向单片机模块的单片机巧 片及信号采集模块中的集成巧片提供5V和+12V的电压。
[0018] 上述智能电动机保护器性能状态监测装置，其中所设及的零部件均是本【技术领域】 的技术人员所熟知并可W商购获得的，所设及的元器件和电路的连接方法是本【技术领域】的 技术人员所熟知的。
[0019] 本发明的有益效果是；与现有技术相比本发明的突出的实质性特点如下：
[0020] (1)本发明装置设计的理论原理如下：
[0021] 1) W被监测智能电动机保护器为建模对象，根据信号的流向确定故障模式之间的 相互关系，在系统的结构模型中添加测试点，w此建立如图1所示的多信号模型，该模型中 包括互感器模块（cl)、信号处理模块（c2)、单片机模块（c3)、电源模块（c4)和执行模块 (c5);选取能反映其性能和故障状态的参数有电源模块的输出电压（si)、互感器模块的输 出电压有效值（s2)、信号处理模块的输出电压（S3)、单片机模块功耗电流（s4)和执行模块 的接触电阻（s5)五个参数；
[0022] 2)通过多信号模型求取故障依赖矩阵；根据图1所示的多信号模型图，可得出智 能电动机保护器的邻接矩阵如下：
[0023]
【权利要求】
1. 智能电动机保护器性能状态监测装置，其特征在于：包括信号采集模块、电源模块、 显示模块、单片机模块和通信模块；所述信号采集模块包括五个采集电路，分别是电源电压 采集电路、功耗电流采集电路、接触电阻采集电路、互感器电压有效值采集电路和信号输出 值采集电路；上述模块的连接方式是，信号采集模块的上述五个采集电路的输入端口分别 接到智能电动机保护器的信号采集点上，信号采集模块的上述五个采集电路的输出端口依 次接到单片机模块的AN0-AN4端口，显示模块的信号接口接到单片机模块的RD0-RD7接口， 通信模块的RX端口接到单片机模块的TX端口，通信模块的TX端口接单片机的RX端口，电 源模块分别接到单片机模块和信号采集模块中芯片的电源端口。
2. 根据权利要求1所述智能电动机保护器性能状态监测装置，其特征在于：所述电源 电压采集电路由电压跟随器、模拟减法电路、绝对值电路、放大电路和电压比较电路构成； 其中，电压跟随器由1U1、P1、1C1、1C2和1R1构成，其中P1代表智能电动机保护器电源模 块的输出端外接接口，P1的1端口和P1的2端口接1U1的3端口； 1U1的2端口与1U1的 6端口相连并共同接到1R1的输入端；1R1的输出端与模拟减法电路的1U2的2端口相连； 1C1的输入端接1U1的7端口，1C1的输出接地；1C2的输入端接1U1的4端口，1C2的输出 接地；模拟减法电路由 1U2、1U3、1R2、1R3、1R4、1R5、1R6、1R7、1C3、1C4、1C5 和 1C6 构成，1U2 的2端口接电压跟随器的1R1的输出端，1U2的4端口接-12V的电源，1U2的7端口接+12V 的电源，1U2的6端口接1R4的输入端；1R4的输出端接1U3的2端口；1U3的6端口接1R8 和1R9的输入端，1U3的4端口接-12V的电源，1U3的7端口接+12V的电源；1R2接在1U2 的3端口和地之间；1R3接在1U2的2端口和1U2的6端口之间；1R5接在1U2的3端口和 地之间；1R6的输入端接电源，1R6的输出端接1U3的2端口；1R7的输入端接1U3的2端 口，1R7的输出端接1U3的6端口； 1C3接在1U2的7端口与地之间；1C4接在1U2的4端口 与地之间；1C5接在1U3的7端口与地之间；1C6接在1U3的4端口与地之间；绝对值电路 由 1U4、1U5、1R8、1R9、1R10、1R11、1R12、1C7、1C8、1C9 和 1C10 构成，1R8 的输入端接 1U3 的 6端口，1R8的输出端接1U4的2端口；1R9的输入端接1U3的6端口，1R9的输出端接1U5 的2端口；1U4的4端口接-12V电源，1U4的7端口接+12V电源，1U4的3端口接1U5的2 端口，1U4的6端口接1R12的输入端；1R12的输出端接1U6的3端口；1U5的2端口接1R9 的输出端，1U5的4端口接-12V电源，1U5的7端口接+12V电源；1D2接在1U5的2端口和 1U5的6端口之间；1R10在1U4的2端口和1U4的6端口之间；1R11的输入端接1U5的3 端口，1R11的输出端接地；1C7接在1U4的7端口与地之间；1C8接在1U4的4端口与地之 间；1C9接在1U5的7端口与地之间；1C10接在1U5的4端口与地之间；放大电路由1U6、 1R13、1R14、1C11、1C12、1C13 和 1D1 构成，1U6 的 4 端口接-12V 电源，1U6 的 7 端口接+12V 电源，1U6的6端口接单片机的ANO端口；1R13接在1U6的2端口与地之间；1R14接在1U6 的2端口与1U6的6端口之间；1C11接在1U6的7端口与地之间；1C12接在1U6的4端口 与地之间；1C13接到1U6的6端口与地之间；1D1的输入端接1U6的6端口，1D1的输出端 口接地；电压比较电路由1U7、1R18、1C14、1C15和1D3构成，1U7的2端口接开关电源提供 的标准5V电压，1U7的3端口接电压跟随器的1U1的6端口，即智能电动机保护器的电源 模块的输出电压端，1U7的1端口接单片机的RB6端口，1U7的4端口接地，1U7的8端口接 +12V电源；1R18接在1U7的1端口和1U7的2端口之间；1C15接在1U7的8端口和地之 间；1C14接到1U7的1端口和地之间；1D3的输入端口接1U7的1端口，1D3的输出端口接 地；该电源电压采集电路中的1U1?1U6均为0P07，1U7为LM393,除1C14和1C15的电容 值为103,即0. 01 yF之外，其他所有电容的电容值均为0. 1 yF ;1R1、1R3、1R4、1R6、1R7的 阻值为10k，lR8、lR9、lR10、lRll的阻值为20k，lR2和1R14的阻值是15k，lR5和1R18的阻 值是l〇k，1R12和1R13的阻值是lk ;1D1和1D3的型号是1N4733,1D2的型号是1N4007。
3. 根据权利要求1所述智能电动机保护器性能状态监测装置，其特征在于：所述功耗 电流采集电路由智能电动机保护器单片机模块电源回路的外接接口 P2、采样电阻2R1、电 压跟随器2- I、电压跟随器2- II和放大电路构成；采样电阻2R1的输入端接P2的3端口 和4端口，采样电阻2R1的输出端接P2的1端口和2端口；电压跟随器2- I由2U1、2C1和 2C2构成，2U1的3端口接2R1的输入端口，2U1的2端口与2U1的6端口相连共同接到2U3 的3端口，2C1的输入端口接2U1的7端口，2C1的输出端接地，2C2的输入端接2U1的4端 口，2C2的输出端接地；电压跟随器2- II由2U2、2C3和2C4构成，2U2的3端口接2R1的输 出端口，2U2的2端口与2U2的6端口相连共同接到2U3的2端口；2C3的输入端口接2U2 的7端口，2C3的输出端接地；2C4的输入端接2U2的4端口，2C4的输出端接地；放大电路 由 2U3、2R2、2R3、2R4、2RR、2C5、2C6、2C7 和 D2 构成，2U3 的 5 端口接地，2U3 的 6 端口接 2R4 的输入端；2R4的输出端接单片机的AN1端口；2R2接在2U3的2端口和2U3的7端口之间； 2R3接在2U3的2端口和2U3的4端口之间；2RR接到2U3的1端口和2U3的8端口之间； 2C5的输入端接2U3的7端口，2C5的输出端接地；2C6的输入端口街2U3的4端口，2C6的输 出端接地；2C7和D2的输入端接2R4的输出端，2C7和D2的输出端接地；该功耗电流采集电 路中的 2U1 和 2U1 为 0P07,2U3 为 AD620 ;2(：1、202、203、204、205和206的电容值为104，即 0. 1 y F，2C7的电容值为103,即0. 01 y F ;2R1的电阻值为1 D，2R2和2R3的电阻值为47k， 2R4和2RR的电阻值为lk ;D2的型号为1N4733。
4. 根据权利要求1所述智能电动机保护器性能状态监测装置，其特征在于：所述接触 电阻采集电路由小型恒流源和放大电路构成，其中，恒流源能输出0?1A的可调恒定电流， 由 3瓜、3〇1、301、？3、31?1、31?2、31?3、31?5、31?6和3(：1构成，其中3讥的3端口与31?3的输出端 相连，3U1的2端口接3Q1的1端口，3U1的1端口接3Q1的2端口；3R1的输入端口接电源， 3R1的输出端口接3D1的输入端口；3D1的输出端口接地；3R2的输入端口接3R1的输出端 口；3R3接在3R1的输出端口和地之间；3R5接在3U1的1端口和地之间；3R6接在3Q1的1 端口和地之间；P3代表智能电动机保护器执行模块常闭端的外接端口，其中3端口和4端 口为其输入端口，1端口和2端口为其输出端口，P3的3端口和P3的4端口接电源，P3的 1 端口和 P3 的 2 端口接 3Q1 的 3 端口；放大电路由 3U2、3R7、3R8、3RR、3R9、3C2、3C3、3C4 和 3D2构成，3U2的2端口接到P3的1端口和P3的2端口，3U2的3端口接到P3的3端口和 P3的4端口，3U2的6端口接3R9的输入端口；3R9的输出端接单片机的AN2端口；3R7接在 3U2的2端口和3U2的7端口之间；3R8接在3U2的2端口和3U2的4端口之间；3RR接在 3U2的1端口和3U2的8端口之间；3C2的输入端接3U2的7端口，3C2的输出端接地；3C3 的输入端接3U2的4端口，3C3的输出端接地；3C4和3D2的输入端接3R9的输出端，3C4和 3D2的输出端接地；该接触电阻采集电路中的3U1为LM358,3U2为AD620 ;3C1、3C2和3C3 的电容值为104,即0. 1 yF，3C4的电容值为103,即0. 01 yF ;3R1、3R3和3R5的电阻值为 10k，3R2的电阻值为2k，3R6的电阻值为10 D，3R7和3R8的电阻值为47k，3R9的电阻值为 lk，3RR的电阻值为330D ;3D1的型号是LM385-1. 2,3D2的型号是1N4733,3Q1的型号是 IRF840。
5. 根据权利要求1所述智能电动机保护器性能状态监测装置，其特征在于：所述互 感器电压有效值采集电路由智能电动机保护器互感器模块输出端外接口 P4、电压跟随器 4- I、电压跟随器4- II、放大电路和交流有效值电路构成，其中电压跟随器4- I由4U1、 4C1和4C2构成，电压跟随器4- II由4U2、4C3和4C4构成，P4的1端口和P4的2端口接4U1 的3端口，P4的3端口和P4的4端口接到4U2的3端口；4U1的输出端接到4U3的3端口； 4U2的输出端接到4U3的2端口；4C1的输入端接4U1的7端口，4C1的输出端接地；4C2的 输入端接4U1的4端口，4C2的输出端接地；4C3的输入端接4U2的7端口，4C3的输出端接 地；4C4的输入端接4U2的4端口，4C4的输出端接地；放大电路由4U3、4R1、4RR1、4C5、4C6 和4C7构成，其中4U3的6端口接4U4的VIN端口；4R1的输入端接4U3的3端口，4R1的输 出端接地；4RR1接在4U3的1端口和4U3的8端口之间；4C5的输入端接4U3的7端口，4C5 的输出端接地；4C6的输入端接4U3的4端口，4C6的输出端接地；4C7的输入端接4U3的6 端口，4C7的输出端接地；交流有效值电路由4U4、4C8、4C9、4C10和D4构成，其中4U4的1端 口接4U3的6端口，4U4的7端口和4U4的8端口相连接，4U4的9端口和4U4的10端口接 地，4U4的3端口接-12V电源，4U4的14端口街12V电源，4U4的6端口接到单片机的AN3 端口；4C8接在4U4的4端口和4U4的14端口之间；4C9的输入端接4U4的3端口，4C9的输 出端接地；4C10的输入端接4U4的14端口，4C10的输出端接地；D4的输入端接4U4的6端 口，D4的输出端接地；该互感器电压有效值采集电路中的4U1和4U2为0P07,4U3为AD620， 4U4为AD536AJDZ ;除4C8的电容值为22 y F以外，其他电容的电容值都为104,即0. 1 y F ; 4R1 为 10k，4RRl 为 49. 47k ;D4 的型号是 1N4733。
6. 根据权利要求1所述智能电动机保护器性能状态监测装置，其特征在于：所述信号 输出值采集电路由5U1、5R1、5R2、5C1、5C2、5C3、P5和D5组成电压跟随器构成，其中P5为智 能电动机保护器信号处理模块的输出外接端口，P51的端口和P51的2端口都与5R1的输 入端相连；5R1的输出端连接到5U1的3端口；5U1的2端口和5U1的6端口相连接，然后共 同接到5R2输入端；5R2的输出端接到单片机的AN4端口；5C1的输入端口接5U1的7端口， 5C1的输出端接地；5C2的输入端口接5U1的4端口，5C2的输出端接地；5C3和D5的输入端 接5R2的输出端，5C3和D5的输出端接地；该信号输出值采集电路中的5U1为0P07 ;5C1和 5C2的电容值都是140,即0. 1 y F，5C3的电容值为103,即0. 01 y F ;5R1和5R2的电阻值为 lk ;D5的型号为1N4733。
7. 根据权利要求1所述智能电动机保护器性能状态监测装置，其特征在于：所述单片 机模块中的单片机芯片的型号是PIC16F877A，其中存储有操作总程序、数据处理子程序、显 示子程序、写指令或地址子程序、写数据子程序和通信子程序。
8. 根据权利要求7所述智能电动机保护器性能状态监测装置，其特征在于：所述单片 机芯片存储的操作总程序的流程是：开始一端口、A/D、显示和串口初始化一A/D转换一数 据处理一显示、储存一返回； 所述单片机芯片存储的数据处理子程序的流程是：开始一A/D初始化一通道选择一A/ D采集开始一A/D采集是否结束？ 一一否一返回A/D采集；一一是一数据处理一显示； 所述单片机芯片存储的显示子程序的流程是：显示子程序一LCD初始化一写数据地址 -写数据一返回； 所述单片机芯片存储的写指令或地址子程序的流程是：开始一是否忙一一是一返回开 始；--否一RS = 0, RW = 0, E = 1 -写入指令或地址一E = 0 -返回； 所述单片机芯片存储的写数据子程序的流程是：开始一是否忙一一是一返回开 始；--否一RS = 0, RW = 0, E = 1 -写入数据一E = 0 -返回； 所述单片机芯片存储的通信子程序流程是：开始一串口初始化一接收数据一是否发送 数据？ 一一否一刷新一返回接收数据；一一是一发送数据一是否发送完成？ 一一否一返回 发送数据； 是一延时一返回。
9.根据权利要求1所述智能电动机保护器性能状态监测装置，其特征在于：所述电源 模块向单片机模块的单片机芯片及信号采集模块中的集成芯片提供5V和±12V的电压。
【文档编号】G01R19/00GK104502757SQ201410781948
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】赵靖英, 李佃俊, 张雪辉, 万方钱, 弭艳芝 申请人:河北工业大学