专利名称：电动机数字电子保护器的制作方法
技术领域：
所属领域本实用新型涉及一种改进的电动机保护装置，属继电保护技术领域。
本实用新型的问题是以如下技术方案实现的一种电动机数字电子式保护器，它包括电源电路、电流采样电路1和控制电路2，各电路的构成为A.电流采样电路1它分为三个结构相同的分支电路，每个分支电路均由电流互感器L1、整流二极管D1及滤波电容C1、电阻R1组成，所述电流互感器L1、整流二极管D1及滤波电容C1、电阻R1接成半波整流电路，滤波电容C1并接在电阻R1的两端，电阻R2、R3串接后并接在电阻R1的两端，电阻R2、R3的串接点接控制电路2的信号输入端。
B.控制电路2控制电路2以单片机为核心部件，采用87LPC767芯片，三个电流采样电路1的信号输出端接单片机芯片IC1中模数转换部分的信号输入端AD0、AD1、AD2，电阻R10、R11、R12以及三个按钮AN1、AN2、AN3构成键盘电路3，即三个按钮的一端分别接单片机的P0.0、P0.1、P0.2口，另一端接地，三个提拉电阻R10、R11、R12的一端与按钮AN3、AN2、AN1的一端相接，另一端接电源VCC，存储器IC3采用串行EEPROM芯片，它的SCL、SDA引脚分别接IC1的SCL以及SDA端口；电阻R13和继电器J构成了中继控制电路7，电阻R13和继电器J的控制线圈串接后一端与IC1的P1.5口相接，另一端接地，继电器的常闭接点则串接在控制交流接触器CJO的按钮AN4组成的控制回路中，交流接触器CJO的主常开触点连接电动机的接线端子。
上述电动机数字电子保护器，所述控制电路2增设智能温度传感器S，智能温度传感器S的信号输出端接单片机的P0.7口。
上述电动机数字电子保护器，所述控制电路2增设工作状态指示电路5、报警电路4和数码显示电路6，所述工作状态指示电路5采用发光二极管D8、D9，发光二极管和其限流电阻串接后接于IC1的P1.6和P1.7口，另一端接地；所述报警电路4采用蜂鸣器SP，蜂鸣器SP的一端接IC1的P0.6口，另一端接地，所述数码显示电路6采用数码显示芯片IC2，IC2的SCL、SDA引脚分别接IC1的SCL以及SDA端口。
上述电动机数字电子保护器，所述电源电路由三端稳压芯片IC4、高频变压器T、电容C4、C5、C6、C7、电阻R16、电感L、钳位二极管D4、二极管D5、D6、D7组成，其中，电源的一个输入端接高频变压器的初级绕组的一端，初级绕组的同铭端和IC4的D端相接，钳位二极管D4和二极管D5串接后接在高频变压器初级绕组的两端，高频变压器设有两个次级绕组，其中一个构成输出回路、另一个构成反馈回路，构成输出回路的次级绕组和二极管D6接成半波整流，二极管D6的负极与电感L、电容C6、C7组成的滤波电路相接，构成反馈回路的次级绕组的同铭端串接二极管D7、电阻R16后接IC4的C端，电容C5为其滤波电容，IC4的S端接地，电容C4为电源侧的滤波电容。
按照本实用新型制作的电动机保护器，电动机的工作状态是以电流互感器采集的工作电流为基础进行换算的。采样值经整流滤波后，变为电压信号后送给单片机，由单片机将其转换为数字量。采用单片机作为控制核心，并采用开关型稳压电源，因此控制精度大大提高，且抗干扰能力显著增强。本实用新型具有成本低、安装方便的优点，且其适用范围广泛，从中小型电机直到大型电机，只要改变电流互感器的变流比即能轻易实现。
图4是单片机程序控制流程图。
控制电路2的输入信号有两组，一组是电流信号，一组是温度传感器S采集的温度信号。温度传感器S采用智能型，比如型号为DS1820的传感器，它输出的是数字信号。温度传感器S贴附于电动机的铁芯处，从而收集到铁芯处的温度参数。电阻R10、R11、R12以及三个按钮AN1、AN2、AN3构成键盘电路3，它与键盘服务程序配合用来设定电动机的额定电流、温度以及设置过流延时关闭的时间。这样，单片机将根据输入信号和设置基准的对照，分别输出控制信号给蜂鸣器SP、电机工作状态指示电路5、数码显示电路6或继电中继控制电路7，进行控制或显示、报警。
单片机芯片的RXD、TXD还可以连接外部的串行通讯电路，以此向集中监控中心提供本台电动机的工作参数，以集中监控。
图3为本实用新型的程序流程图。当复位电路将单片机复位后，程序便从程序流程图的“开始”框开始执行，程序先进行初始化，根据存储器EEPROM中存储的内容设定额定电流值、温度值和动作的延时时间。此后，程序便开始循环监测电动机的各个运行参数，并将各参数进行显示，当参数出现异常时，程序延时一段时间后，启动中间继电器给出控制信号。存储器采用可编程、可擦除的串行存储器，如AT24C02，这种存储器的存储数据不易丢失。
电动机的工作电流以及工作温度均实时由显示器进行显示；电动机的正常工作状态以及过流、断相、漏电、温度过高等故障状态，由发光二极管分别显示(图3中仅画出了D8、D9两个二极管，根据需要显示的状态数目可增加二极管的数目)。
本实用新型供给各芯片及控制电路2的电源采用开关型电源，它将一个直流电压经开关电路再次转换成低压的直流电压，其开关芯片采用TOP210。
权利要求1.一种电动机数字电子式保护器，它包括电源电路、电流采样电路[1]和控制电路[2]，其特征在于，各电路的构成为B.电流采样电路[1]它分为三个结构相同的分支电路，每个分支电路均由电流互感器L1、整流二极管D1及滤波电容C1、电阻R1组成，所述电流互感器L1、整流二极管D1及滤波电容C1、电阻R1接成半波整流电路，滤波电容C1并接在电阻R1的两端，电阻R2、R3串接后并接在电阻R1的两端，电阻R2、R3的串接点接控制电路[2]的信号输入端。B.控制电路[2]控制电路[2]以单片机IC1为核心部件，采用87LPC767芯片，三个电流采样电路[1]的信号输出端接单片机芯片IC1中模数转换部分的信号输入端AD0、AD1、AD2，电阻R10、R11、R12以及三个按钮AN1、AN2、AN3构成键盘电路[3]，即三个按钮的一端分别接单片机的P0.0、P0.1、P0.2口，另一端接地，三个提拉电阻R10、R11、R12的一端与按钮AN3、AN2、AN1的一端相接，另一端接电源VCC，存储器IC3采用串行EEPROM芯片，它的SCL、SDA引脚分别接IC1的SCL以及SDA端口；电阻R13和继电器J构成了中继控制电路7，电阻R13和继电器J的控制线圈串接后一端与IC1的P1.5口相接，另一端接地，继电器的常闭接点则串接在控制交流接触器CJO的按钮AN4组成的控制回路中，交流接触器CJO的主常开触点连接电动机的接线端子。
2.根据权利要求1所述的电动机数字电子保护器，其特征在于，所述控制电路[2]增设智能温度传感器S，智能温度传感器S的信号输出端接单片机IC1的P0.7口。
3.根据权利要求2所述的电动机数字电子保护器，其特征在于，所述控制电路[2]增设工作状态指示电路[5]、报警电路[4]和显示电路[6]，所述工作状态指示电路[5]采用发光二极管D8、D9，发光二极管和其限流电阻串接后接于IC1的P1.6和P1.7口，另一端接地；所述报警电路[4]采用蜂鸣器SP，蜂鸣器SP的一端接IC1的P0.6口，另一端接地，所述显示电路[6]采用数码显示芯片IC2，IC2的SCL、SDA引脚分别接IC1的SCL以及SDA端口。
4.根据权利要求3所述的电动机数字电子保护器，其特征在于，所述电源电路由开关芯片IC4、高频变压器T、电容C4、C5、C6、C7、电阻R16、电感L、钳位二极管D4、二极管D5、D6、D7组成，其中，电源的一个输入端接高频变压器的初级绕组的一端，初级绕组的同铭端和IC4的D端相接，钳位二极管D4和二极管D5串接后接在高频变压器初级绕组的两端，高频变压器设有两个次级绕组，其中一个构成输出回路、另一个构成反馈回路，构成输出回路的次级绕组和二极管D6接成半波整流，二极管D6的负极与电感L、电容C6、C7组成的滤波电路相接，构成反馈回路的次级绕组的同铭端串接二极管D7、电阻R16后接IC4的C端，电容C5为其滤波电容，IC4的S端接地，电容C4为电源侧的滤波电容。
专利摘要一种电动机数字电子保护器，属继电保护技术领域，用于克服现有保护器的不足而提供一种智能型数字电子保护器。其技术方案为，所述保护器包括电源电路、电流采样电路和控制电路，其中，电流采样电路由三个结构相同的分支电路组成，每个分支电路均由电流互感器与一个整流滤波电路组成，控制电路以单片机为核心部件，由键盘电路与程序配合设定电机的基准电流以及相关参数，单片机将根据输入信号和设置基准的对照，分别输出相关信号给蜂鸣器SP、状态指示电路、数码显示电路或继电中继控制电路，进行控制或显示报警。本实用新型由于采用单片机和开关型电源，控制精度大大提高，且抗干扰能力显著增强，具有成本低、安装方便，适用范围广的优点。
文档编号H02H7/08GK2595040SQ0228913
公开日2003年12月24日 申请日期2002年12月4日 优先权日2002年12月4日
发明者韩君杰, 武卫东 申请人:韩君杰