多功能电机保护器的制造方法

文档序号:10880081阅读:503来源:国知局
多功能电机保护器的制造方法
【专利摘要】一种多功能电机保护器,包括外壳以及其内设有的主控芯片、电源模块、参数设置模块、人机界面、采样模块、电参数测算模块、谐波保护模块、抗晃电保护模块、事件记录模块、电量统计模块、电机控制模块、无功补偿模块、远程通讯模块。参数设置模块、人机界面、电参数测算模块、谐波保护模块、抗晃电保护模块、事件记录模块、电量统计模块、电机控制模块、无功补偿模块以及远程通讯模块分别与主控芯片连接;采样模块分别与电参数测算模块、谐波保护模块以及抗晃电保护模块连接。本实用新型较传统的电机保护器在保护、控制、监测方面,功能更为全面;并具有使用寿命长、便于监控操作、抗干扰能力强等特点。
【专利说明】
多功能电机保护器
技术领域
[0001]本实用新型属于智能控制器技术领域,具体是一种多功能电机保护器。
【背景技术】
[0002]目前的电动机保护器,功能较为单一,主要体现在以下几个方面:1.保护功能较少,往往只具备电动机基本的保护功能,缺少谐波保护、抗晃电保护等功能;2.缺少事件记录功能,对电动机的保护动作、启停记录、故障诊断历史、运行日志无法查询;3.缺少电量统计功能,需在配电系统中加入电度表,增加成本;4.远程通讯功能,无法远程或通过其它手持终端查阅电动机数据、修改保护器定值和参数,无法实现远程控制。5.缺少无功补偿输出端口,无法直接外接补偿电容实现电动机的自动无功补偿,无功缺口较大的电动机需单独配备无功补偿装置,增加成本。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对抽油机油井提供一种功能齐全的电机保护器。
[0004]本实用新型的技术方案是:包括外壳以及其内设有的以下模块:
[0005]控制芯片,其根据采样模块所采集到电参数、电参数测算模块与谐波保护模块所计算的数据,完成逻辑运算;并向电机控制模块、无功补偿模块、抗晃电保护模块发出正确的操作指令与保护指令;
[0006]电源模块,其为所有的电路提供工作电源;
[0007]参数设置模块,其内部集成外部存储器,用于存储所有人工设置的参数值;
[0008]人机界面,其用于监控各种电参数,并进行参数设置;
[0009]采样模块,其包括电压采集电路与电流采集电路,并将采集到的电压与电流信号经过稳定跟随电路分别传送给电参数测算模块、谐波保护模块、抗晃电保护模块;
[0010]电参数测算模块,其根据采样模块采集到的电压与电流信号计算电机的有功功率、无功功率、功率因数、有功电量以及无功电量参数;
[0011]谐波保护模块,其根据采样模块采集到的电压与电流信号计算电机的I?15次电压谐波与电流谐波;
[0012]抗晃电保护模块,其内部集成计时器,接收采样模块所采集到的实时电压数据,通过计时器与电压数据,判断电机是否出现晃电现象,并向主控芯片进行反馈;
[0013]事件记录模块,其用于存储保护器所有的控制记录、故障记录;
[0014]电量统计模块,其内部集成外部存储器,与电参数测算模块连接,按照不同周期存储电机的有功电量与无功电量信息;
[0015]电机控制模块,其用于控制电机的启停;
[0016]无功补偿模块,其用于控制电容器的投运;
[0017]远程通讯模块,其用于与外部终端设备连接实现远程通讯功能;
[0018]所述参数设置模块、人机界面、电参数测算模块、谐波保护模块、抗晃电保护模块、事件记录模块、电机控制模块、无功补偿模块以及远程通讯模块分别与所述的主控芯片连接;所述电量统计模块分别与电参数测算模块和人机界面连接;所述参数设置模块与人机界面连接;所述采样模块分别与所述电参数测算模块、谐波保护模块以及抗晃电保护模块连接。
[0019]优选的,所述参数设置模块存储的人工设置的参数值包括保护限值及时间限值。
[0020]优选的,所述人机界面包括液晶显示屏,指示灯以及按键。
[0021]优选的,所述电压采集电路内部集成电压互感器与分压电阻,所述电流采集电路内部集成2次电流互感器。
[0022]优选的,所述电机控制模块主要由缓冲器、单相导通隔离电路以及脉冲开关电路组成,其一端与控制芯片相连接,另一端与电机驱动设备相连接。
[0023]优选的,所述无功补偿模块主要由缓冲器、单相导通隔离电路以及自保持开关电路组成,其一端与控制芯片相连接,另一端与电容驱动设备相连接。
[0024]优选的,所述远程通讯模块上设有485通讯端口。
[0025]本实用新型弥补了传统电动机保护器的不足,增加了电参数测算、电量统计、电压及电流谐波保护、抗晃电保护、无功补偿控制、远程通讯等功能,功能更为全面;较传统的电机保护器在保护、控制、监测方面,功能更为全面;并具有使用寿命长、便于监控操作、抗干扰能力强等特点;可以广泛的应用于机械、电力、冶金、矿业、石油、化工等各类工业和民用、公共建筑的电动机配电系统中,降低电动机配电系统的复杂程度与维护费用的同时,真正实现电动机的综合自动化管理。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的多功能电机保护器的模块连接原理示意图;
[0027]图2为本实用新型的多功能电机保护器外观正视图;
[0028]图3为本实用新型的多功能电机保护器外观后视图。
【具体实施方式】
[0029]以下是本实用新型的具体实施例,并结合附图对本实用新型技术方案作进一步的描述,但本实用新型并不限于这些实施例。
[0030]电源模块将220V的输入电压转换为各级电压为以上所有的模块或电路供电,图1中省略该部分的连接示意图。
[0031]如图1所示,多功能电动机保护器,包括主控芯片、电源模块、参数设置模块、人机界面、采样模块、电参数测算模块、谐波保护模块、抗晃电保护模块、事件记录模块、电量统计模块、电机控制模块、无功补偿模块、远程通讯模块。
[0032]控制芯片为保护器的核心部分,根据采样模块所采集到电参数与电参数测算模块与谐波保护模块所计算的数据,完成逻辑运算。并向电机控制模块、无功补偿模块、抗晃电保护模块发出正确的操作指令与保护指令。
[0033 ]电源模块为所有的电路提供工作电源。
[0034]参数设置模块内部集成外部存储器,用于存储所有人工设置的参数值,如保护限值,时间限值等。
[0035]人机界面由液晶显示屏,指示灯与按键组成,用于监控各种电参数,并进行合理的参数设置。
[0036]采样模块包括电压采集电路与电流采集电路。电压采集电路内部集成PT与分压电阻,电流采集电路内部集成2次CT。将采集到的电压与电流参数经过稳定跟随电路分别传送给电参数测算模块、谐波保护模块、抗晃电保护模块。
[0037]电参数测算模块的作用是根据采样模块采集到的电压与电流计算电机的有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、无功电量等参数。
[0038]谐波保护模块的作用是根据采样模块采集到的电压与电流计算电机的I?15次电压谐波与电流谐波。
[0039]抗晃电保护模块内部集成计时器,接收采样模块所采集到的实时电压数据,通过计时器与电压数据,判断电机是否出现晃电现象,并向主控芯片进行反馈。
[0040]事件记录模块用于存储保护器所有的控制记录、故障记录。包括事件产生的时间和事件类型。
[0041]电量统计模块内部集成外部存储器,与电参数测算模块连接,按照天、月、季度、年不同周期存储电机的有功电量与无功电量。
[0042]电机控制模块主要由缓冲器、单相导通隔离电路、脉冲开关电路组成。一端与控制芯片相连接,另一端与电机驱动设备相连接。用于控制电机的启停。
[0043]无功补偿模块主要由缓冲器、单相导通隔离电路、自保持开关电路组成。一端与控制芯片相连接,另一端与电容驱动设备相连接。用于控制电容器的投运。
[0044]远程通讯模块设485通讯端口,用于与外部终端设备连接实现远程通讯功能。
[0045]在现场实际应用中,将电机配电柜内的三相电源线与零线引出,接到采样模块的电压采样端口进行电机电压采集。取B相电压连接至保护器的电源端口,为保护器供电。将电机配电柜内各相的电流互感器的SI与S2接点连接至保护器的电流采集模块上进行电机的各相电流采样。
[0046]所采集的电压量与电流量会实时传输到电参数测算模块、谐波保护模块、抗晃电保护t吴块。
[0047]其中电参数测算模块完成电机电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、无功电量的计算。并将所有数据传输给主控芯片,主控芯片根据这些电参数实现电机的欠压、过压、欠流、过流、缺相、三相不平衡、过载等保护功能。并将有功电量与无功电量传输给电量统计模块进行电量完成电量的存储统计。
[0048]谐波保护模块用于完成电机的I?15次电压谐波与电流谐波,主控芯片根据谐波保护模块计算的电压谐波与电流谐波计算出相应的畸变率,实现电机的谐波保护功能。
[0049]抗晃电保护模块用于判断电机是否出现晃电现象,通过主控芯片实现电机的抗晃电保护。
[0050]保护器开机后若各相电参数显示正常,运行指示灯常亮,说明保护器处于正常工作状态。下一步便可通过人机界面进行参数设置,参数设置部分主要指所有保护的上限值或下限值的设定,所用保护动作的延时时间。主控芯片会结合现场实测数据与人工设置参数进行电机或电容器的控制。这些所设置的参数会存储在参数设置模块中,这样在替换控制程序时,不会对原有的设置参数产生影响。[0051 ]电机控制模块与电机驱动设备连接,控制芯片通过电机控制模块对电机进行启停控制,电机的运行状态通过电机控制模块反馈给电机控制模块。电容输出模块含有两组电容自保持电路,可控制两组电容器的投切,实际应用中控制芯片会通过电机的无功电流为主要投切判据,匹配最佳的电容量进行无功补偿。电容器的运行状态通过电容控制模块反馈给电容控制模块。这些反馈数据会实时显示在人机界面上。
[0052]主控芯片所有的控制指令、反馈信息、保护动作、故障报警均会以事件的形式存放到事件记录模块,并通过主控芯片调用显示到人机界面上供工作人员查阅。
[0053]远程通讯模块通过485通讯端口与外部通讯设备连接,可以通过远程通讯的方式实时监控保护器的运行状况与电机的各项电参数。
[0054]图2-3为多功能电机保护器的外观,人机交互界面位于保护器的前方,采样、输出、通讯的接线端子统一位于保护器的后方。
[0055]保护器的安装方式:保护器前方为人机交互界面,后方为接线端子,现场采用承插式安装,将保护器插入事先预留的方形开孔中,后方用两根螺丝紧固即可.具有安装维护方便的特点。
[0056]以上仅仅是本实用新型的典型实施例,本领域技术人员完全可以在其基础上做适当的修饰及改进,但是与本实用新型实质性相同,同样落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种多功能电机保护器,其特征在于,包括外壳以及其内设有的以下模块: 控制芯片,其根据采样模块所采集到电参数、电参数测算模块与谐波保护模块所计算的数据,完成逻辑运算;并向电机控制模块、无功补偿模块、抗晃电保护模块发出正确的操作指令与保护指令; 电源模块,其为所有的电路提供工作电源; 参数设置模块,其内部集成外部存储器,用于存储所有人工设置的参数值; 人机界面,其用于监控各种电参数,并进行参数设置; 采样模块,其包括电压采集电路与电流采集电路,并将采集到的电压与电流信号经过稳定跟随电路分别传送给电参数测算模块、谐波保护模块、抗晃电保护模块; 电参数测算模块,其根据采样模块采集到的电压与电流信号计算电机的有功功率、无功功率、功率因数、有功电量以及无功电量参数; 谐波保护模块,其根据采样模块采集到的电压与电流信号计算电机的I?15次电压谐波与电流谐波; 抗晃电保护模块,其内部集成计时器,接收采样模块所采集到的实时电压数据,通过计时器与电压数据,判断电机是否出现晃电现象,并向主控芯片进行反馈; 事件记录模块,其用于存储保护器所有的控制记录、故障记录; 电量统计模块,其内部集成外部存储器,与电参数测算模块连接,按照不同周期存储电机的有功电量与无功电量信息; 电机控制模块,其用于控制电机的启停; 无功补偿模块,其用于控制电容器的投运; 远程通讯模块,其用于与外部终端设备连接实现远程通讯功能; 所述参数设置模块、人机界面、电参数测算模块、谐波保护模块、抗晃电保护模块、事件记录模块、电机控制模块、无功补偿模块以及远程通讯模块分别与所述的主控芯片连接;所述电量统计模块分别与电参数测算模块和人机界面连接;所述参数设置模块与人机界面连接;所述采样模块分别与所述电参数测算模块、谐波保护模块以及抗晃电保护模块连接。2.根据权利要求1所述的多功能电机保护器,其特征在于,所述参数设置模块存储的人工设置的参数值包括保护限值及时间限值。3.根据权利要求1所述的多功能电机保护器,其特征在于,所述人机界面包括液晶显示屏,指示灯以及按键。4.根据权利要求1所述的多功能电机保护器,其特征在于,所述电压采集电路内部集成电压互感器与分压电阻,所述电流采集电路内部集成2次电流互感器。5.根据权利要求1所述的多功能电机保护器,其特征在于,所述电机控制模块主要由缓冲器、单相导通隔离电路以及脉冲开关电路组成,其一端与控制芯片相连接,另一端与电机驱动设备相连接。6.根据权利要求1所述的多功能电机保护器,其特征在于,所述无功补偿模块主要由缓冲器、单相导通隔离电路以及自保持开关电路组成,其一端与控制芯片相连接,另一端与电容驱动设备相连接。7.根据权利要求1所述的多功能电机保护器,其特征在于,所述远程通讯模块上设有485通讯端口。
【文档编号】H02H7/08GK205565692SQ201620353176
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】孙双春, 田爱兰, 喻萍, 杜树威
【申请人】山东利保源节能环保技术有限责任公司, 山东广域科技有限责任公司
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