专利名称：一种交流电机综合保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三相交流电机的保护器，属紧急保护电路装置技术领域。
解决上述问题的技术方案是一种交流电机综合保护器，它包括取样电路、信号调理电路、单片机、报警中继电路、保护中继电路、显示电路、保护模式设定电路；所述取样电路的输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端接单片机的数据输入端，所述单片机还分别与报警中继电路、保护中继电路、显示电路、保护模式设定电路相连接，上述各电路的具体结构及连接关系如下取样电路采用三相电压互感器，分别连接于交流三相电源线上，电压互感器的输出端接信号调理电路的输入端；信号调理电路为三组结构相同的放大与削波电路，每组均由运放IC1、IC2、稳压二极管D1和电阻R1、R2、R3组成，运放IC1的同相端接电压互感器的输出端，反相端经电阻R1接地，输出端接运放IC2的同相端，R2为增益调节电阻，稳压二极管D1和电阻R3构成运放IC2的基准电压电路，其接点接于运放IC2的反相端，运放IC2的输出端接单片机的数据输入端；单片机IC3采用89C2051集成芯片，它的P32、P33、P34口分别与信号调理电路的三组输出端相接，P35口接报警中继电路，P37口接保护中继电路，P14、P15、P16、P17口接显示电路，P10、P11、P12、P13口接保护模式设定电路；报警中继电路包括继电器J1、三极管T1、电阻R9，其中，三极管T1的基极通过电阻R9接单片机的P35口，发射极接地，继电器J1的控制线圈为三极管T1的负载，其常开触头J1-1接在报警器的开关上；保护中继电路包括继电器J2、三极管T2、电阻R8，其中，三极管T2的基极通过电阻R8接单片机的P37口，发射极接地，继电器J2的控制线圈为三极管T2的负载，其常开触头J2-1接于保护执行电路的开关上；显示电路由4个发光二极管D2、D3、D4、D5和电阻R4、R5、R6、R7组成，上述二极管的负极分别接单片机的P14、P15、P16、P17口，正极分别与各自的限流电阻串联后接电源；保护模式设定电路由一组拨码开关组成，各选择开关分别与单片机的P10、P11、P12、P13口相接。
上述交流电机综合保护器，它还设有通讯电路，通讯电路选用RS422集成芯片，它的数据端分别接单片机的RXD、TXD口。
采用这种结构的交流电机综合保护器，以三相交流电的波形经过调理后的信号作为判别各类故障的基础，将有关数据送至单片机，由单片机对电路的缺相、错相、过压、欠压、三相不平衡等各类故障进行检测和判断，并按照用户事先设定的程序进行有选择的报警和保护。
取样电路1为三相电压互感器，分别连接在输入的交流三相电源线上，电压互感器的输出端接信号调理电路2，它将取出的每一相电压信号送到信号调理电路2。
信号调理电路2包括三组结构完全相同的放大与削波电路，本实施例在图2中仅画出了其中一组，三个运放电路均使用稳压管D1所提供的基准电压。两个运放块选用LM358双运放集成芯片。
本实用新型以单片机作为控制中心，单片机IC3采用89C2051集成芯片，它的P32、P33、P34口分别与信号调理电路2的三组输出端相接，P35口接报警中继电路4，P37口接保护中继电路5，P14、P15、P16、P17口接显示电路6，P10、P11、P12、P13口接保护模式设定电路7。
报警中继电路4利用三极管T1构成的放大电路推动继电器J1吸合，由它的常开触头控制报警器发出报警信号。
保护中继电路5利用三极管T2构成的放大电路推动继电器J2吸合，用以控制保护执行电路的动作，对电机提供保护。二极管D7跨接在继电器控制线圈的两端，由它向控制线圈提供续流保护。
显示电路6采用四个发光二极管D2、D3、D4、D5，分别对应显示缺相、错相、过欠压和三相电压不平衡等各类故障警示。
保护模式设定电路7选用一组拨码开关，它的各选择开关分别设定其对应的缺相、错相、过欠压和三相电压不平衡等故障保护是否有效。
通讯电路8的集成芯片IC4采用RS422，它可与上位机相接，以提供远距离通讯。
本实用新型的工作原理如下三相交流电的电压信号按相序连续由电压互感器取出，每一相的信号都由电压互感器送入信号调理电路的双运放集成芯片，由运放块对波形进行放大削波整型处理，即对波形截头。每一个电压波形的半周可以得到一个有一定高度的脉冲波，由于截头的高度一定，所以波的宽度就反映了电压高低。这些脉冲波进入单片机，单片机根据脉冲时序对到来的脉冲波进行检验，并判断是否有故障，判断原则设定为1.在一个周期内，如果三相交流电的三个脉冲有一个没有到达，则为缺相故障。
2.如果三个脉冲信号上升沿的到达顺序不满足设置顺序，则为相序错误故障。
3.如果三个脉冲信号的宽度低于下限电压设定数值，则为欠压故障。
4.如果三个脉冲信号的宽度高于上限电压设定数值，则为过压故障。
5.如果三个脉冲信号的宽度相差超过限定范围，则为三相电压不平衡故障。
单片机判断故障后，输出指令给报警中继电路和保护中继电路，报警继电器和保护继电器动作，起到报警和保护作用。同时，显示电路显示出故障的类型。
在本实用新型中，保护模式设定电路的拨码开关可以由用户事先选择要保护的内容，保护部分根据拨码开关设置的各种故障保护或非保护状态进行输出控制，这样就避免了通用的保护器缺乏选择性的缺点。
权利要求1.一种交流电机综合保护器，其特征在于它包括取样电路[1]、信号调理电路[2]、单片机[3]、报警中继电路[4]、保护中继电路[5]、显示电路[6]、保护模式设定电路[7]，所述取样电路[1]的输出端接信号调理电路[2]的输入端，信号调理电路[2]的输出端接单片机[3]的数据输入端，所述单片机[3]还分别与报警中继电路[4]、保护中继电路[5]、显示电路[6]、保护模式设定电路[7]相连接，上述各电路的具体结构如下所述取样电路[1]采用三相电压互感器，分别连接于交流三相电源线上，电压互感器的输出端接信号调理电路[2]的输入端；信号调理电路[2]为三组结构相同的放大与削波电路，每组均由运放IC1、IC2、稳压二极管D1和电阻R1、R2、R3组成，运放IC1的同相端接电压互感器的输出端，反相端经电阻R1接地，输出端接运放IC2的同相端，R2为增益调节电阻，稳压二极管D1和电阻R3构成运放IC2的基准电压电路，其接点接于运放IC2的反相端，运放IC2的输出端接单片机[3]的数据输入端；单片机[3]IC3采用89C2051集成芯片，它的P32、P33、P34口分别与信号调理电路[2]的三组输出端相接，P35口接报警中继电路[4]，P37口接保护中继电路[5]，P14、P15、P16、P17口接显示电路[6]，P10、P11、P12、P13口接保护模式设定电路[7]；报警中继电路[4]包括继电器J1、三极管T1、电阻R9，其中，三极管T1的基极通过电阻R9接单片机的P35口，发射极接地，继电器J1的控制线圈为三极管T1的负载，其常开触头J1-1接在报警器的开关上；保护中继电路[5]包括继电器J2、三极管T2、电阻R8，其中，三极管T2的基极通过电阻R8接单片机的P37口，发射极接地，继电器J2的控制线圈为三极管T2的负载，其常开触头J2-1接于保护执行电路的开关上；显示电路[6]由4个发光二极管D2、D3、D4、D5和电阻R4、R5、R6、R7组成，上述二极管的负极分别接单片机的P14、P15、P16、P17口，正极分别与各自的限流电阻串联后接电源；保护模式设定电路[7]由一个拨码开关组成，各选择开关分别与单片机的P10、P11、P12、P13口相接。
2.根据权利要求1所述的交流电机综合保护器，其特征在于它还设有通讯电路[8]，通讯电路[8]选用RS422集成芯片，它的数据端分别接单片机[3]的RXD、TXD口。
专利摘要一种交流电机综合保护器，属紧急保护电路装置技术领域，用以克服现有保护器的缺点而提供一种能够根据作业现场的不同需要进行灵活选择的综合保护器。其技术方案是，它由取样电路、信号调理电路、单片机、报警中继电路、保护中继电路及保护模式设定电路组成。所述取样电路的输出端接信号调理电路的输入端，信号调理电路的输出端接单片机，单片机还分别与报警中继电路、保护中继电路、保护模式设定电路相连接。采用这种结构的电机综合保护器，可以将三相交流电的波形数据经调理后送单片机，由单片机对电路的缺相、错相、过压、欠压、三相不平衡等故障进行检测和判断，并按照用户事先设定的程序进行有选择的报警和保护。
文档编号H02H7/09GK2566513SQ0226846
公开日2003年8月13日 申请日期2002年7月25日 优先权日2002年7月25日
发明者董庆荣, 芦亚伟, 肖彤, 王广义, 黄利彬 申请人:邯郸钢铁股份有限公司