专利名称：电机智能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动机的智能控制器，更准确地说，属于一种在油田使用的抽油机的电动机的起动和运行及保护的控制器。
抽油机是目前国内油田广泛采用的采油设备，现有技术中的电机控制器由继电器组成，所以存在整体装置的体积庞大，电路结构复杂，耗能大，可靠性差的缺点，特别是改变运行状态需打开整个控制箱，使用不便，而且目前防窃效果差，被盗情况严重，整机造价高；中国专利90213321.7公开了一种抽油机微机控制器，由双向晶闸管、微电脑、微动开关、控制电路等组成，其主要特点是可以根据电机的负载自动地调节晶闸管的导通角，改变电机的端电压，提高电机的运行效率，并且控制器的体积有所降低，还对电机的短路、缺相、过载提供保护，但该控制器的体积还较大，不可能与电机控制盒制成一体，而且对电机运行状态和运行参数的改变缺乏授权保护，电路结构复杂且缺乏扩展性和兼容性，不大适用于油田的露天环境；类似的对电机提供保护和起节能作用的控制器或节能器公开在下列中国专利CN-92208916.7，CN-92235309.3,91207617.8,92229470.4，这些专利技术披露的控制器电路结构性差，没有充分考虑微电脑产品的扩展性和兼容性，对运行状态和参数的改变没有考虑油田的使用环境而设置授权指令等，结构上也不能与电机控制盒制成一体，容易被人破坏和盗窃。
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足而提供一种体积小、防窃性好、扩展性和兼容性强，且具备用于开、关操作和控制方式状态设置及操作密码输入和参数设置的开关的电机智能控制器，并且要求使用方便，使用指示性强。
本实用新型的电机智能控制器，由电流和电压检测装置，具有数据计算、存储、判断的计算系统，开关输向电机的供电线路的控制装置，计算系统上连接有一个或二个或三个开关和开关状态指示器，上述的开关用于开、关操作和控制方式状态设置及操作密码输入和运行参数设置。
本实用新型的电机智能控制器，结构简单、合理，省去一般电机控制柜的互感器、时间继电器、热敏继电器等，可以采用微型密闭结构，体积小，防窃性能好，造价低，控制和保护功能完善且具有扩展性，具有缺相、过流、过载、过欠压的电机保护功能和防电网闪烁、二次起动的功能。
为详细介绍本实用新型的电机智能控制器，
以下结合附图进行详细说明
图1是本实用新型的电机智能控制器的线路原理框图；图2是该控制器的线路图；图3是反映单片机与数据存储器连接的线路图。
参见图1和图2，3，本实用新型的电机智能控制器，由电流和电压检测装置10，具有数据计算、存储、判断的计算系统20，开关输向电机的供电线路的控制装置30组成，计算系统上连接有一个或二个或三个开关40和开关状态指示器50，上述的开关40用于开、关操作和控制方式状态设置及操作密码输入和运行参数设置，图中未示但必有的是向整个系统供电的电源电路。
本控制器的工作过程是连接在三相电源线上的电流和电压检测装置10把电压和电流的信号送至计算系统20，计算系统20根据开关40所设定的运行状态以及原先在程序中设定或经开关40输入的参数对上述的信号进行采样、计算、比较和判断，通过控制装置30对电源线的供电进行开、关或延时处理，其中对电压和电流的采样一般用模数转换器A/D芯片完成。
上述的开关40最好采用霍尔开关，它与磁笔配合可实现指令的输入，并且是一种可靠的非接触输入，保证人身的安全，也对无关人员起一定的防误动作用；最简单的开关为手动机械开关，包括微动开关；由于在整机中采用了带CPU的微处理器，还可采用红外光线、紫外光线、激光等光电转换或无线电进行指令输入，此时，所述的开关为相适应的接收接口，采用上述的种种类形的开关可避免原先控制柜开、关电机必须打开柜门的不足，控制运行方便。
上述的检测装置10包括三相动力线上的电压和电流检测装置，有了电流和电压信号，可以计算出有功功率、无功功率、功率因素等用电参数，其中的电流可采用电流互感器、霍尔电流变换器来检测，其中的电压可采用电压互感器、电压整流器、电阻电容分压器、霍尔电压变换器来检测，对于A/D转换芯片，既可以采集交流信号，也可以采集直流信号；该检测装置也可采用运行状态逻辑判断电路，在图示的实施例中，电压信号为来自电压互感器的交流信号，电流信号为来自电流传感器的电流值通过电阻转换成交流电压信号。
上述的计算系统20一般由单片机201、程序存储器202、模数转换元件(A/D)203组成这些功能部件可以是单独的模块(芯片)，也可部分或全部集成在一块芯片上，依目前的水平，可采用的单片机的型号为8031、8051、8096系列；参见图2，3该实施例中采用8031单片机201，与单片机201相连的有程序存储器202，模数转换器(A/D)203，有一个EEPROM存储器204作为数据存储器与单片机进行串行通讯连接用于存储开关所设置的状态以及一些人为设置的参数，例如延时时间、过压值、欠压值、过载值等保护和运行参数，单片机201还与开关40相连，其相连的方式有开关直接接在单片机上，或者通过口线扩展芯芯或通过逻辑芯片接在计算系统S的单片机上，并且开关通过与门205给单片机一个开关的中断信号，该电路中还包括一个锁存器206；事实上，单片机的各种形式的最小系统可以适用于本实用新型，如果检测系统给出的是过载、过压等逻辑信号，则计算系统中不需要模数转换器(A/D芯片)；对于具有A/D芯片的实施例，可以直接进行交流采样，直接由单片机计算出一切所需的电参数，还可以对要采样的信号进行硬件或/和软件滤波，对于多路信号，可以在A/D芯片前装一个多路开关，例如模拟开关4052，4053等；计算系统中单片机的输出与型号为1413的7路集成达林顿管驱动芯片207相连，该输出驱动芯片还可采用光电耦合器，也可采用三极管，驱动芯片连至控制装置30，用于控制继电器等执行元件。
由于在本实用新型的控制器中采用了单片机，可以通过加装无线发送和接收装置来实现无线远距遥控，也可通过电力线载波进行通讯，控制电机的运行和监视电机的运行状况。
本实用新型的中用于开关输向电机的供电线路的控制装置30(或称执行元件)为可控硅或固态继电器或交流接触器或交流真空接触器或电磁继电器。
当控制装置采用可控硅时，还可通过单片机的控制实现电机大负荷的延时起动及正常运转情况下根据负载大小实现对电机端电压的调整，以节约能源，提高电机的运行效率，延长电机的寿命，其中的负载大小可通过功率因素大小的计算得出，也可在单独接一个功率因素测量单元至单片机。
在图2中，开关为二个，其中开关A表示“开或关”，开关B表示“自动或手动”，当开关B设定抽油机工作在手动状态时，动作一下开关A则起动或关闭抽油机电机；当开关B设在自动状态时，抽油机的电机工作在自动状态下，即发生过流、过载、欠压、超压等情况时，自动保护，当电力系统恢复正常时，自动起动电机；当电网产生闪烁时，单片机将根据电流和/或电压信号的输入作出判断，在失电后的任意时间再次起动电机。
上述的AB二个开关进行不同的组合，可以作为对开关操作的授权密码输入，例如输入AABAB，其中的AA表示A开关按二次，余类推；另一方面，对开关按的顺序和次数的不同组合，可以用于修改数据存储器(EFPROM)中过压等参数的设定值，也可以用于修改程序的走向等，为日后对该控制器中控制功能的修正创造条件，也为其功能扩展创造条件。
对于仅安一个开关的情况，可以通过单片机判断开关按动的时间序列来判断设置的状态等，对于一个以上的开关，可以通过不同的组合和/或各个开关按动的时间间隔来进行运行状况的设定和/或参数的修改或输入，此时，单片机根据开关按动后所设置的状态和开关所表示的状态给出一定的指示，便于操作，其中与单片机相连的开关状态指示器为发光二极管或数码管。
本实用新型的最优实施例具有以下优点
采用单片机来计算和控制，功能齐全，保护性能多，节约能源，延长电机寿命，可进一步加装遥控功能。
采用集成电路设计，配合霍尔开关，体积降为原控制柜的十几分之一，本身耗能降为原控制柜的15％；使用霍尔无触点开关，操作安全性好；整机体积小，可直接安装在电机接线盒中，防盗性能好；使用指示性强，功能一目了然；运行状态可记忆，能在线修改或设置运行参数；具有加密功能；利用接触器的主触点自锁，工作可靠。
权利要求1.一种电机智能控制器，由电流和电压检测装置，具有数据计算、存储、判断的计算系统，开关输向电机的供电线路的控制装置，其特征在于计算系统上连接有一个或二个或三个开关和开关状态指示器，上述的开关用于开、关操作和控制方式状态设置及操作密码输入和运行参数设置。
2.根据权利要求1所述的电机智能控制器，其特征在于上述的开关为霍尔开关。
3.根据权利要求1所述的电机智能控制器，其特征在于上述的计算系统包括微处理器、程序存储器、模数转换器。
4.根据权利要求1所述的电机智能控制器，其特征在于上述的电压、电流检测装置为电压、电流互感器。
5.根据权利要求1所述的电机智能控制器，其特征在于上述的开关输向电机的供电线路的控制装置包括可控硅或固态继电器或交流接触器或交流真空继电器或电磁继电器。
6.根据权利要求1所述的电机智能控制器，其特征在于上述的计算系统上连有一数据存储器，数据存储器存储开关设定的状态和运行参数。
7.根据权利要求1所述的电机智能控制器，其特征在于上述的开关直接或通过口线扩展芯芯或通过逻辑芯片接在计算系统上。
8.根据权利要求1所述的电机智能控制器，其特征在于上述的开关状态指示器为发光二极管或数码管。
专利摘要本实用新型涉及一种电机智能控制器，由电源电路检测装置，计算系统，控制装置组成，还包括用于开、关操作和控制方式状态设置及操作密码输入和参数设置的开关与计算系统相连接，该智能控制器，结构简单、合理，可以采用微型密闭结构，体积小，防窃性能好，造价低，控制功能完善且具有扩展性，具有缺相、过流、过载、过欠压的电机保护功能和防电网闪烁、二次起动的功能。
文档编号H02P7/00GK2245828SQ95214588
公开日1997年1月22日 申请日期1995年7月7日 优先权日1995年7月7日
发明者邓敦夏, 彭富臣 申请人:邓敦夏, 彭富臣