一种直线电机过载、过流检测保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直线电机过载、过流检测保护电路，包括一个直电流互感器，采集直线电机运行时的电流，并将该电流按200:1的比例缩小，通过电阻转换成电压信号；一个电压跟随器，用于降低采集电压信号的输出阻抗；一个上行检测保护单元；一个下行检测保护单元；一个过流检测保护单元和一个CPU，用于输出上行频率时对应的门槛电压，并接收上行检测保护单元、下行检测保护单元和过流检测保护单元的输出信号。本实用新型取得的有益效果是：(1)电路结构简单；(2)可实现对直线电机的上行过载、下行过载和过流进行保护。
【专利说明】一种直线电机过载、过流检测保护电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种直线电机保护电路，特别是一种直线电机过载、过流检测保护电路。
【背景技术】
[0002]目前现有的石油开采机，一般采用用普通电机带动抽油泵进行运转，因而需要将普通电机的转动方式转换为平动方式，故此，整个装置占用空间大，能耗高。
[0003]为了改变上述缺陷，人们发明了直线电机，但是由于没有专门的控制电路，现有的直线电机在运行的过程中，容易出现过载和过流的问题，因此会导致抽油泵出现堵塞，甚至会导致直线电机的损坏。
【发明内容】
[0004]本实用新型要解决的问题是:提供一种结构简单、能防止直线电机出现上行过载、下行过载以及过流现象从而避免直线电机损坏的直线电机过载、过流检测保护电路。
[0005]为了解决上述问题，本实用新型的直线电机过载、过流检测保护电路，包括一个电流互感器，采集直线电机运行时的电流，并将该电流按200:1的比例缩小，通过电阻转换成电压信号；
[0006]一个电压跟随器，用于降低采集电压信号的输出阻抗；
[0007]—个上行检测保护单元，将直线电机上行时电压跟随器输出的电压信号通过比较器与上行门槛电压做比较，上行门槛电压由CPU通过DA转换器转换而来，CPU根据不同的上行频率输出不同的上行门槛电压，若电压跟随器所输出的电压信号大于上行门槛电压，则比较器单元输出低电平给CPU，CPU则控制直线电机降低上行频率，直至电压跟随器所产生的电压信号小于给定的上行门槛电压为止；
[0008]一个下行检测保护单元，将直线电机下行时电压跟随器所输出的电压信号通过比较器与下行门槛电压做比较，此下行门槛电压是固定的，若电压跟随器所输出的电压信号大于下行门槛电压，则比较器单元输出低电平给CPU，CPU则控制直线电机降低下行频率，直至电压跟随器所产生的电压信号小于下行门槛电压为止；
[0009]一个过流检测保护单元，将直线电机运行的全部过程中的电压跟随器所输出的电压信号通过比较器与过流时所产生的门槛电压信号做比较，若电压跟随器所输出的电压信号大于过流时的门槛电压信号，则比较器单元输出低电平，CPU则关闭直线电机，停止直线电机运行；
[0010]一个CPU，用于输出上行频率时对应的门槛电压，并接收上行检测保护单元、下行检测保护单元和过流检测保护单元的输出信号。
[0011]进一步，本实用新型的直线电机过载、过流检测保护电路，所述电压跟随器包括一个比较器0P1，所述电流互感器的输出端与地之间串联有一个电阻R1，电阻Rl的作用是将检测到的电流转换为电压，比较器OPl的正相输入端与电流互感器的输出端之间串联有一个电阻R16，所述比较器OPl的反相输入端与比较器OPl的输出端相连，所述比较器OPl的正相输入端与地线之间还串联有一个电容器Cl，所述比较器OPl的输出端连接有一个电阻R2，所述电阻R2的另一端通过电阻R5、R8、Rll分别与比较器0P2、0P3、0P4的反向输入端相连；
[0012]所述下行检测保护单元包括比较器0P2，所述比较器0P2的正相输入端连接有电阻R6，电阻R6的另外一端连接电阻R3、R4的一端，电阻R4的另一端与地相连，电阻R3的另一端连接5V电源，部分构成一个分压电路，为比较器0P2的正向输入提供一个下行门槛电压，所述直流5V电源与地线之间串联有电容器C3，电阻R6的一端与地之间串联有电容器C4，所述比较器0P2的反相输入端与R2之间串联有电阻R5，所述比较器0P2的输出端连接有一个电阻R7，所述电阻R7的另一端与CPU相连；
[0013]所述过流检测保护单元包括比较器0P3，所述比较器0P3的正相输入端与串联有电阻R9和电阻R14，所述电阻R9和电阻R14之间的连线处与地线之间并联有一个电阻R15和电容器C5，此回路构成一个分压电路，为0P3的正向输入提供一个过流门槛电压；所述比较器0P3的反相输入端与R2之间串联有一个电阻R8，所述比较器0P3的输出端连接有电阻R10，所述电阻RlO的另外一端与CPU相连；
[0014]所述上行检测保护单元包括比较器0P4，所述比较器0P4的正相输入端与R12相连，R12的另一端与DA转换器的第一脚相连，根据不同的频率，CPU提供给比较器正向输入端不同的上行门槛电压，DA转换器第一脚与地之间串联有一个电容器C6，所述比较器0P4的反相输入端与R2之间串联有电阻Rl I，所述比较器的输出端连接有一个电阻Rl3，所述电阻R13的另外一端与CPU相连。
[0015]进一步，直线电机过载、过流检测保护电路，所述电流互感器是互感比率为1:200直流电流互感器。
[0016]本实用新型取得的有益效果是:⑴电路结构简单；(2)通过电流互感器将直线电机的工作电流信号转化为电压信号后，将电压信号分别通过比较器与上行门槛电压、下行门槛电压以及过流门槛电压相比，若电压信号高于上行门槛电压，则降低直线电机上行时的工作频率，直至电压低于上行门槛电压为止；若电压信号高于下行门槛电压，则降低直线电机下行时的工作频率，直至电压低于下行门槛电压为止；若电压信号高于过流门槛电压，则停止直线电机运行，通过上述步骤，即壳对直线电机的上行过载、下行过载和过流进行保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的原理框图。
[0018]图2是本实用新型的电气原理图。
[0019]图3是CPU及DA转换器的电气原理图。
[0020]图中:1、电流互感器，2、电压跟随器，3、上行检测保护单元，
[0021]4、过流检测保护单元，5、下行检测保护单元。
【具体实施方式】
[0022]如图1、图2和图3所示，本实用新型的过流检测保护电路，包括一个电流互感器1，采集直线电机运行时的电流，并将该电流按200:1的比例缩小，通过电阻转换成电压信号，一个电压跟随器2、一个上行检测保护单元3、一个下行检测保护单元5和一个过流检测保护单元4，所述电压跟随器2用于降低采集电压信号的输出阻抗，所述电压跟随器2包括一个比较器OP1，所述电流互感器的输出端与地之间串联有一个电阻R1，电阻Rl的作用是将检测到的电流转换为电压，比较器OPl的正相输入端与电流互感器的输出端之间串联有一个电阻R16，所述比较器OPl的反相输入端与比较器OPl的输出端相连，所述比较器OPl的正相输入端与地线之间还串联有一个电容器Cl，所述比较器OPl的输出端连接有一个电阻R2，所述电阻R2的另一端通过电阻1?5、1?8、1?11分别与比较器0P2、0P3、0P4的反向输入端相连。
[0023]本实用新型的过流检测保护电路，所述下行检测保护单元5包括比较器0P2，所述比较器0P2的正相输入端连接有电阻R6，电阻R6的另外一端连接电阻R3、R4的一端，电阻R4的另一端与地相连，电阻R3的另一端连接5V电源，部分构成一个分压电路，为比较器0P2的正向输入提供一个下行门槛电压，所述直流5V电源与地线之间串联有电容器C3，电阻R6的一端与地之间串联有电容器C4，所述比较器0P2的反相输入端与R2之间串联有电阻R5，所述比较器0P2的输出端连接有一个电阻R7，所述电阻R7的另一端与CPU相连；当电压信号大于下行门槛电压的时候，CPU会发出指令，降低直线电机的下行工作频率，直至电压信号小于下行门槛电压为止。
[0024]本实用新型的过流检测保护电路，过流检测保护单元4包括比较器0P3，所述比较器0P3的正相输入端与串联有电阻R9和电阻R14，所述电阻R9和电阻R14之间的连线处与地线之间并联有一个电阻R15和电容器C5，此回路构成一个分压电路，为0P3的正向输入提供一个过流门槛电压；所述比较器0P3的反相输入端与R2之间串联有一个电阻R8，所述比较器0P3的输出端连接有电阻R10，所述电阻RlO的另外一端与CPU相连；当电压信号大于过流门槛电压的时候，CPU会发出指令，将直线电机停止运行。
[0025]本实用新型的过流检测保护电路，上行检测保护单元3包括比较器0P4，所述比较器0P4的正相输入端与R12相连，R12的另一端与DA转换器的第一脚相连，根据不同的频率，CPU提供给比较器正向输入端不同的门槛电压，DA转换器第一脚与地之间串联有一个电容器C6，所述比较器0P4的反相输入端与R2之间串联有电阻R11，所述比较器的输出端连接有一个电阻R13，所述电阻R13的另外一端与CPU相连；当电压信号大于上行门槛电压的时候，CPU会发出指令，降低直线电机的下行工作频率，直至电压信号上行下行门槛电压为止。
[0026]本实用新型的过流检测保护电路，电流互感器I是互感比率为1:200直流电流互感器。
【权利要求】
1.一种直线电机过载、过流检测保护电路，其特征在于: 包括一个电流互感器，采集直线电机运行时的电流，并将该电流按200:1的比例缩小，通过电阻转换成电压信号； 一个电压跟随器，用于降低采集电压信号的输出阻抗； 一个上行检测保护单元，将直线电机上行时电压跟随器输出的电压信号通过比较器与上行门槛电压做比较，上行门槛电压由CPU通过DA转换器转换而来，CPU根据不同的上行频率输出不同的上行门槛电压，若电压跟随器所输出的电压信号大于上行门槛电压，则t匕较器单元输出低电平给CPU，CPU则控制直线电机降低上行频率，直至电压跟随器所产生的电压信号小于给定的上行门槛电压为止； 一个下行检测保护单元，将直线电机下行时电压跟随器所输出的电压信号通过比较器与下行门槛电压做比较，此下行门槛电压是固定的，若电压跟随器所输出的电压信号大于下行门槛电压，则比较器单元输出低电平给CPU，CPU则控制直线电机降低下行频率，直至电压跟随器所产生的电压信号小于下行门槛电压为止； 一个过流检测保护单元，将直线电机运行的全部过程中的电压跟随器所输出的电压信号通过比较器与过流时所产生的门槛电压信号做比较，若电压跟随器所输出的电压信号大于过流时的门槛电压信号，则比较器单元输出低电平，CPU则关闭直线电机，停止直线电机运行； 一个CPU，用于输出上行频率时对应的门槛电压，并接收上行检测保护单元、下行检测保护单元和过流检测保护单元的输出信号。
2.根据权利要求1所述的直线电机过载、过流检测保护电路，其特征在于:所述电压跟随器包括一个比较器OP1，所述电流互感器的输出端与地之间串联有一个电阻R1，电阻Rl的作用是将检测到的电流转换为电压，比较器OPl的正相输入端与电流互感器的输出端之间串联有一个电阻R16，所述比较器OPl的反相输入端与比较器OPl的输出端相连，所述比较器OPl的正相输入端与地线之间还串联有一个电容器Cl，所述比较器OPl的输出端连接有一个电阻R2，所述电阻R2的另一端通过电阻R5、R8、Rll分别与比较器0P2、0P3、0P4的反向输入端相连； 所述下行检测保护单元包括比较器0P2，所述比较器0P2的正相输入端连接有电阻R6，电阻R6的另外一端连接电阻R3、R4的一端，电阻R4的另一端与地相连，电阻R3的另一端连接5V电源，部分构成一个分压电路，为比较器0P2的正向输入提供一个下行门槛电压，所述直流5V电源与地线之间串联有电容器C3，电阻R6的一端与地之间串联有电容器C4，所述比较器0P2的反相输入端与R2之间串联有电阻R5，所述比较器0P2的输出端连接有一个电阻R7，所述电阻R7的另一端与CPU相连； 所述过流检测保护单元包括比较器0P3，所述比较器0P3的正相输入端与串联有电阻R9和电阻R14，所述电阻R9和电阻R14之间的连线处与地线之间并联有一个电阻R15和电容器C5，此回路构成一个分压电路，为比较器0P3的正向输入提供一个过流门槛电压；所述比较器0P3的反相输入端与电阻R2之间串联有一个电阻R8，所述比较器0P3的输出端连接有电阻R10，所述电阻RlO的另外一端与CPU相连； 所述上行检测保护单元包括比较器0P4，所述比较器0P4的正相输入端与R12相连，R12的另一端与DA转换器的第一脚相连，根据不同的频率，CPU提供给比较器正向输入端不同的上行门槛电压，DA转换器第一脚与地之间串联有一个电容器C6，所述比较器0P4的反相输入端与R2之间串联有电阻R11，所述比较器的输出端连接有一个电阻R13，所述电阻R13的另外一端与CPU相连。
3.根据权利要求1或2所述的直线电机过载、过流检测保护电路，其特征在于:所述电流互感器是互感比率为1:200直流电流互感器。
【文档编号】H02P7/00GK203983960SQ201420351426
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】樊泽永, 温振兴, 解霏, 付明, 李燕玲 申请人:山东联创高科自动化有限公司