专利名称：变频器驱动多电机系统中的电机过均载报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变频器驱动多电机系统中的报警装置，尤其涉及变频器驱动多电 机系统中的电机过均载报警器。
技术背景 在现代化的钢铁热轧企业中，热轧设备轧线上的各类辊道大多是有辅传动装置的 变频器驱动。为了便于控制辊道速度及节约投资成本，变频器与电机不是一一对应驱动，而 是根据工艺要求每套变频器需驱动一组电机，每组有6-15台不等，参见图1。为了日常检查 及检修需要在变频器1与电机2之间设置有断路器盘。在生产运行过程中每台电机2的机 械负载基本一致，如果同组电机2的负载都过大时，变频器1会报过载故障而跳闸；如果同 组电机2中的某一台电机过载运行，由于断路器3具有短路、过载保护功能而跳闸。在高度 自动化的连续生产线上，为了确保产品质量，以上情况都会造成轧线的停机故障。现有的变频器在上述传动控制中缺少一种对个别电机负载超过同组电机平均负 载而未达到断路器跳间的异常情况能有效进行监测报警的装置，致使问题严重后造成停机 故障或质量事故。另存有辊子卡阻而未达到断路器跳间的辊道会与相邻辊道产生速度差， 也会对带钢下表面造成划伤。在生产现场由于某台辊道电机过载后不能投运而停机检查处 理、更换辊道的事例时常发生，特别在对热轧产品影响重要的热输出辊道上，如果有一根辊 道卡死或卡阻严重，都会对带钢下表面造成划伤而影响产品质量。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种变频器驱动多电机系统中的电机过均载报警器， 该报警器能对多电机拖动系统中出现个别电机负载超过同组电机平均负载而未达到断路 器跳间的异常情况，能有效进行实时监测和报警。本实用新型是这样实现的一种变频器驱动多电机系统中的电机过均载报警器， 包括取用电流信号电路、电流信号整流电路、电压信号综合比较电路和报警显示及输出电 路；所述取用电流信号电路由一个第一电流互感器和若干个第二电流互感器组成，第 一电流互感器安装在变频器输出三相交变电源线路上，若干个第二电流互感器分别安装在 三相交变电源输入给若干台电机的输入线路上；所述电流信号整流电路由桥式整流块、电容和限流电阻组成，第一电流互感器输 出端接第一电流信号整流电路，若干个第二电流互感器输出端分别接若干个第二电流信号 整流电路，桥式整流块输入端接电流信号，输出端串接限流电阻和电容；所述电压信号综合比较电路由比较器和若干个二极管组成，在第一电流信号整流 电路的电容两端接电阻，在若干个第二电流信号整流电路的电容两端分别接若干个可变电 阻，若干个可变电阻滑动臂接若干个二极管，若干个二极管输出接并接端子，并接端子输出 接比较器正相端，比较器负相端直接接第一电流信号整流电路的电容输出端；[0009]所述报警显示及输出电路包括三极管、电阻、继电器和二极管，比较器输出接三极 管的基极，三极管的集电极并接继电器和二极管，继电器和二极管并联后接电阻，电阻另一 端接三极管基极，三极管发射极接地。所述报警显示及输出电路还包括发光二极管，发光二极管串接继电器辅助触点后 一端接在二极管和电阻连接点处，另一端接地。所述第一电流互感器的匝数比为第二电流互感器的匝数比η倍，η为若干个第二 电流互感器数。本实用新型是根据在同组电机中某根辊道卡阻会使驱动电机的电流增大，而一台 电机的负载电流增大后对整组电机的平均电流影响不大，故某根辊道卡阻时的负载电流会 超过整组电机的平均电流的特点，来检测辊道存在卡阻(未卡死)的异常运行的状况。本实用新型能对多电机拖动系统中出现个别电机负载超过同组电机平均负载而 未达到断路器跳间的异常情况，能有效进行实时监测和报警。
图1为现有变频器驱动多电机的电路系统示意图；图2为装有电流互感器的变频器驱动多电机的电路系统示意图；图3为本实用新型变频器驱动多电机系统中的电机过均载报警器方框图；图4为本实用新型的电压比较器输入和输出信号关系图。图5为本实用新型变频器驱动多电机系统中的电机过均载报警器电路图。图中1变频器，2电机，3断路器，4电流互感器，5并接端子，11取用电流信号电 路，12电流信号整流电路，13电压信号综合比较电路，14报警显示及输出电路。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。 参见图2、图3、图4和图5，一种变频器驱动多电机系统中的电机过均载报警器，包 括取用电流信号电路11、电流信号整流电路12，电压信号综合比较电路13和报警显示及输 出电路14 ；所述取用电流信号电路11由一个第一电流互感器CTl 1和若干个第二电流互感器 CT21…CTnl组成，第一电流互感器CTll安装在变频器1输出三相交变电源线路上，若干个 第二电流互感器CT21…CTnl分别安装在三相交变电源输入给若干台电机2的输入线路上。取用电流信号主要是在断路器盘中用不同匝数比的电流互感器4将变频器1输出 总电流和每台电机2的输入电流信号取出来，参见图2，不同匝数比的电流互感器4视一组 电机2的台数而定。如一组电机2有10台，变频器1总电流的第一电流互感器CTll匝数 比为100/1Α，则每台电机2的第二电流互感器CT21…CTnl比为10/1Α，使取出来的变频器 1输出总电流信号和每台电机2的电流信号大小一致。所述电流信号整流电路12由桥式整流块、电容和限流电阻组成，第一电流互感器 CTll输出端接第一电流信号整流电路，若干个第二电流互感器CT21…CTnl输出端分别接 若干个第二电流信号整流电路，桥式整流块输入端接电流信号，输出端串接限流电阻和电容。[0025]参见图5，电流信号整流电路12是将变频器1输出的总电流信号和每台电机2的 交流电流信号整流转换成电压信号。桥式整流块ZLQlPHZLQn完成交流电流转为直流电 压；电容加以稳定直流电压信号，为防止输出过大的电流；采用限流电阻R11··· Rnl进行限流。所述电压信号综合比较电路13由比较器BJQ和若干个二极管021··· η1组成，在 第一电流信号整流电路的电容Cll两端接电阻R12，在若干个第二电流信号整流电路的电 容C21··· Cnl两端分别接若干个可变电阻R22··· Rn2,若干个可变电阻R22··· Rn2滑动臂接 若干个二极管021··· η1，若干个二极管021··· η1输出接并接端子5，并接端子5作为逻辑 “或”门，并接端子5输出接比较器BJQ正相端，比较器BJQ负相端直接接第一电流信号整流 电路的电容Cll输出端。变频器1总电流转换的电压信号取全压信号，每台电机2电流转换的电压信号采 用可变电阻分压后取分压信号；变频器1输出的全压信号直接加到比较器BJQ运放的负相 端，每台电机2的分 压信号经逻辑“或”门进行综合处理成综合信号后加到比较器BJQ运放 的正相端。所述报警显示及输出电路14包括由三极管BGl、电阻Rl、继电器J和二极管Dl，比 较器BJQ输出接三极管BGl的基极，三极管BGl的集电极并接继电器J和二极管D1，继电 器J和二极管Dl并联后接电阻Rl，电阻Rl另一端接三极管BGl基极，三极管BGl发射极接 地。三极管BG1、电阻R1、继电器J和二极管Dl组成单稳态电路。所述报警显示及输出电路14还包括发光二极管LED，发光二极管LED串接继电器 J辅助触点后一端接在二极管Dl和电阻Rl连接点处，另一端接地。当单稳态电路状态翻转时继电器J得电，同时其辅助触点是发光二极管LED发出 报警灯光。继电器J的其它辅助触点可送到有值班人员的监控电路实现远控报警。本实用新型变频器驱动多电机系统中的电机过均载报警器的工作原理是安装于变频器1输出的三相交变电源线路和安装于三相交变电源输入给若干台 电机2的输入线路上的电流互感器3取得变频器1输出总电流和每台电机2输入电流；电 流信号经电流信号整流电路后将变频器1输出的总电流信号和每台电机2的交流电流信号 整流转换成电压信号；电压信号综合比较是将同组中每台电机的电流整流信号分压后并在 一起加以综合，即将每台电机的电流值相加之和，参见图4，通过电压比较器BJQ与变频器 总电流的整流电压全信号进行比较，当综合信号电压小于总电流信号电压时比较器输出负 电平；当综合信号电压大于总电流信号电压时比较器输出正电平。当出现某根辊道卡阻时会使同组电机的电流综合电压上升，当同组电机的电流综 合电压超过变频器总电流信号电压时单稳态电路状态翻转，发出报警及显示；当同组电机 的电流综合信号电压不超过变频器总电流信号电压时单稳态电路状态保持，不发出报警及显不。一般情况下，由于每台电机所驱动的机械负载不一致，使得综合信号要大于变频 器总电流信号电压。所以把每台电机的电流整流信号电压通过可调电阻进行分压，使每台 电机的电流取样信号电压略小于实际整流信号电压。另通过可调电阻可以调整出现卡阻时 的负载电流超过平均负载电流的量。[0036]报警显示及输出的作用是将电压比较器BJQ的输出电压控制单稳态电路，当电压 比较器输出负电压时，三极管BGl不工作；当电压比较器输出正电压时，三极管BGl工作，单 稳态电路翻转。使继电器J得电、发光二极管LED发光，发出异常报警信号，继电器J辅助 触点信号可以传给有值班人员的监控系统。本实用新型是对变频器驱动多电机系统中出现个别电机负载超过同组电机平均 负载而未达到断路器跳间的异常情况，能有效进行实时监测和报警。
权利要求一种变频器驱动多电机系统中的电机过均载报警器，其特征是所述报警器包括取用电流信号电路(11)、电流信号整流电路(12)、电压信号综合比较电路(13)和报警显示及输出电路(14)；所述取用电流信号电路(11)由一个第一电流互感器(CT11)和若干个第二电流互感器(CT21...CTn1)组成，第一电流互感器(CT11)安装在变频器(1)输出三相交变电源线路上，若干个第二电流互感器(CT21...CTn1)分别安装在三相交变电源输入给若干台电机(2)的输入线路上；所述电流信号整流电路(12)由桥式整流块、电容和限流电阻组成，第一电流互感器(CT11)输出端接第一电流信号整流电路，若干个第二电流互感器(CT21...CTn1)输出端分别接若干个第二电流信号整流电路，桥式整流块输入端接电流信号，输出端串接限流电阻和电容；所述电压信号综合比较电路(13)由比较器和若干个二极管组成，在第一电流信号整流电路的电容(C11)两端接电阻(R12)，在若干个第二电流信号整流电路的电容(C21...Cn1)两端分别接若干个可变电阻(R22...Rn2)，若干个可变电阻(R22...Rn2)滑动臂接若干个二极管(D21...Dn1)，若干个二极管(D21...Dn1)输出接并接端子(5)，并接端子(5)输出接比较器(BJQ)正相端，比较器(BJQ)负相端直接接第一电流信号整流电路的电容(C11)输出端；所述报警显示及输出电路(14)包括三极管、电阻、继电器和二极管，比较器(BJQ)输出接三极管(BG1)的基极，三极管(BG1)的集电极并接继电器(J)和二极管(D1)，继电器(J)和二极管(D1)并联后接电阻(R1)，电阻(R1)另一端接三极管(BG1)基极，三极管(BG1)发射极接地。
2.根据权利要求1所述的变频器驱动多电机系统中电机过均载报警器，其特征是所 述报警显示及输出电路(14)还包括发光二极管(LED)，发光二极管(LED)串接继电器(J) 辅助触点后一端接在二极管(Dl)和电阻(Rl)连接点处，另一端接地。
3.根据权利要求1或2所述的变频器驱动多电机系统中电机过均载报警器，其特征是 所述第一电流互感器(CTll)的匝数比为第二电流互感器的匝数比η倍，η为若干个第二电 流互感器数。
专利摘要本实用新型涉及变频器驱动多电机系统中的报警装置。一种变频器驱动多电机系统中的电机过均载报警器，包括取用电流信号电路(11)、电流信号整流电路(12)、电压信号综合比较电路(13)和报警显示及输出电路(14)；所述取用电流信号电路(11)由一个第一电流互感器(CT11)和若干个第二电流互感器(CT21…CTn1)组成，所述电流信号整流电路(12)由桥式整流块、电容和限流电阻组成，所述电压信号综合比较电路(13)由比较器和若干个二极管组成，所述报警显示及输出电路(14)包括三极管、电阻、继电器和二极管。本实用新型能对多电机拖动系统中出现个别电机负载超过同组电机平均负载而未达到断路器跳闸的异常情况，能有效进行实时监测和报警。
文档编号G01R19/165GK201611381SQ20102003286
公开日2010年10月20日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者汪卫明, 鞠大亮 申请人:宝山钢铁股份有限公司