一种基于单片机的电动机综合保护器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电动机保护领域，尤其涉及一种基于单片机的JDB电动机保护器。
【背景技术】
[0002]在现代化生产中，随着生产自动化水平的不断提高，对电动机的运行要求也越来越高。传统的电动机保护装置大多由分离元件或是集成电路组成的电子线路，由于器件和电路的原因，保护电路的可靠性和灵敏性都存在一些问题。随着科学技术的不断进步和工艺的不断完善，为满足自动化生产的要求，迫切需要开发和完善电动机的控制和保护设备，及时、有效、可靠地保护电动机对国民经济有着重要的意义。因此，开发一种性能稳定、保护种类齐全、动作速度快、灵敏度高、可靠性好、方便实用的综合电动机保护器是解决电动机保护问题的关键。随着电子技术的飞速发展，继电保护技术的智能化成为必然趋势。用单片机设计电动机保护装置已经成为可能。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于单片机的JDB电动机保护器，能及时、有效、可靠地保护电动机。
[0004]为实现上述目的，本发明采取如下技术方案:
[0005]一种基于单片机的JDB电动机保护器，包括电流互感器、电压互感器、检测模块、电流整定模块、模数转换模块、单片机、继电器执行模块、无线通讯模块、以太网模块和显示与操作模块；电流互感器，用于实时采集电动机电流信号，并将电流信号发送给检测模块；电压互感器，用于实时采集电动机电压信号，并将电压信号发送给检测模块；检测模块，用于将接收到的电压信号和电流信号进行检测，并生成检测信号发送给单片机；模数转换模块，用于将接收到的检测信号与电流整定模块提供的基准电流值进行比较，并生成数字信号发送给单片机；单片机，用于对接收到的数字信号进行分析处理，并将处理后的数字信号发送给无线通讯模块、以太网模块和显示与操作模块，还生成驱动信号发送给继电器执行模块；电流整定模块，用于向模数转换模块提供基准电流值；显示与操作模块，用于显示单片机发送的信号；还用于实现电动机的人工操作；通讯模块，用于将单片机发送的信号无线传输到控制台；以太网接口，用于将单片机发送的信号通过以太网传输到控制台。
[0006]更进一步的，单片机为AT89C52芯片。
[0007]更进一步的，模数转换模块为MAX197芯片。
[0008]更进一步的，检测模块为CS5463芯片。
[0009]有益效果:(I)本发明具有短路、过载、断相、漏电等电动机基本故障保护功能，其保护特性稳定、可靠。(2)本发明增加了信号的频率输出口，实现远程编程、参数设定，使之成为可通信的新型电器产品，可分别用于计算机控制网络或分布式现场总线系统，成为保护及在线监测和管理系统。(3)整定电流线性整定，刻度盘上的标识按同等量、多格数、均匀布置。用户可根据电动机的额定电流大小进行设定，无需整定起动时间，一次设定成功，克服了目前国内外有些同类产品须带载调试的缺点，用户设定整定电流准确、方便。(4)本发明产品价格低、性能好，具有很高的性价比。(5)体积小，安装尺寸与热继电器相同。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的工作原理图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0012]如图1所示，本发明提供的一种基于单片机的JDB电动机保护器，包括电流互感器、电压互感器、检测模块、电流整定模块、模数转换模块、单片机、继电器执行模块、无线通讯模块、以太网模块和显示与操作模块；电流互感器，用于实时采集电动机电流信号，并将电流信号发送给检测模块；电压互感器，用于实时采集电动机电压信号，并将电压信号发送给检测模块；检测模块，用于将接收到的电压信号和电流信号进行检测，并生成检测信号发送给单片机；模数转换模块，用于将接收到的检测信号与电流整定模块提供的基准电流值进行比较，并生成数字信号发送给单片机；单片机，用于对接收到的数字信号进行分析处理，并将处理后的数字信号发送给无线通讯模块、以太网模块和显示与操作模块，还生成驱动信号发送给继电器执行模块；电流整定模块，用于向模数转换模块提供基准电流值；显示与操作模块，用于显示单片机发送的信号；还用于实现电动机的人工操作；通讯模块，用于将单片机发送的信号无线传输到控制台；以太网接口，用于将单片机发送的信号通过以太网传输到控制台。
[0013]为了及时获得电动机的运行情况，该保护器采用了三个电流互感器，对电流进行实时采集。电流信号通过互感器采样传到保护器，经过整流进入模数转换芯片MAX197中，经过MAX197采样后将得到的电流值和整定电流获得基准电流值转换为数字量后一起送入单片机89C52中进行处理，通过实时采样将主回路的电流值与基准电流值进行比较输出，从而判断电动机的工作状态并将输出信号进入频率转换电路。MAX197为12位的模数采集芯片，有很高的精度，这是本电路采用它的主要原因，用来提高电动机保护器的精度。
[0014]由于CS5463的电流检测实际上是将电流信号转变为电压信号后的电压检测，所以，在电路中，先由采样电阻将互感电流转变为电压信号，再通过限流电阻和电容滤波后输人到CS5463的电流检测管脚。CS5463具有与单片机通讯的双向串口，其芯片的脉冲输出频率与有功能量成正比。CS5463具有方便的片上AC/DC系统校准功能。其“自引导”的特点使得CS5463能独自工作，并在系统上电后自动初始化。在自引导模式，CS5463可从一个外部EEP-ROM中读取校准数据和启动指令。使用该模式，CS5463在工作时不需要外加微控制器，因此，当电表用于大批量住宅电能测量时，可降低电表的成本。
[0015]当检测到电动机出现故障时，单片机触发继电器动作完成保护输出，并通过状态指示灯进行故障判断。避免电动机在故障状态重复起动，加剧电动机的损坏，当故障排除后，通过MAX813L复位芯片进行复位，实现重新启动。显示与操作模块上安装的指示灯分别用来作为保护器的工作电源指示和电动机故障指示。
[0016]无线传输模块，将单片机处理的信号实时远程发送到总控制台，可以实现远程控制。本实例采用GPRS无线传输设备DATA-6106，其主要针对工业级应用，是一款内嵌GSM/GPRS核心单元的无线Modem，采用GSM/GPRS网络为传输媒介，是一款基于移动GSM短消息平台和GPRS数据业务的工业级通讯终端。它利用GSM移动通信网络的短信息和GPRS业务为用户搭建了一个超远距离的数据传输平台。标准工业规格设计，提供RS232标准接口，直接与用户设备连接，实现中英文短信功能，彩信功能，GPRS数据传输功能。具有完备的电源管理系统，标准的串行数据接口。外观小巧，软件接口简单易用。可广泛应用于工业短信收发、彩信收发图片文件、GPRS实时数据传输等诸多工业与民用领域。
[0017]以太网模块接口，将单片机处理的信号通过网线实时远程发送到总控制台，以实现远程控制。本实例采用RTL8019AS以太网控制器，是由Realtek公司出的一款高集成度的以太网控制芯片，具有8/16位总线模式，集成了 IEEE802.3协议标准的介质访问控制子层(MAC)和物理层的性能，与NE2000相兼容，支持以太网全双工通信方式，支持UTP，An和BNC自动检测，支持16条I/O基本地址选项和额外I/O地址输入输出完全解码方式，支持存储器瞬时读写，收发可同时达到1Mbps的速率，内置16ΚΒ的SRAM，可以方便的与微处理器进行连接
[0018]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种基于单片机的电动机保护器，其特征在于:包括电流互感器、电压互感器、检测模块、电流整定模块、模数转换模块、单片机、继电器执行模块、无线通讯模块、以太网模块和显示与操作模块； 所述电流互感器，用于实时采集电动机电流信号，并将电流信号发送给检测模块； 所述电压互感器，用于实时采集电动机电压信号，并将电压信号发送给检测模块；所述检测模块，用于将接收到的电压信号和电流信号进行检测，并生成检测信号发送给单片机； 所述模数转换模块，用于将接收到的检测信号与电流整定模块提供的基准电流值进行比较，并生成数字信号发送给单片机； 所述单片机，用于对接收到的数字信号进行分析处理，并将处理后的数字信号发送给无线通讯模块、以太网模块和显示与操作模块，还生成驱动信号发送给继电器执行模块；所述电流整定模块，用于向模数转换模块提供基准电流值； 所述显示与操作模块，用于显示单片机发送的信号；还用于实现电动机的人工操作； 所述通讯模块，用于将单片机发送的信号无线传输到控制台； 所述以太网接口，用于将单片机发送的信号通过以太网传输到控制台。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的电动机保护器，其特征在于:所述单片机为AT89C52芯片。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的电动机保护器，其特征在于:所述模数转换模块为MAX197芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的电动机保护器，其特征在于:所述检测模块为CS5463芯片。
【专利摘要】本发明公开了一种基于单片机的电动机保护器，包括：电流互感器，实时采集电动机电流信号；电压互感器，用于实时采集电动机电压信号；检测模块，将接收到的电压信号和电流信号进行检测；模数转换模块，将接收到的检测信号与电流整定模块提供的基准电流值进行比较，并生成数字信号；单片机，用于对接收到的数字信号进行分析处理，还驱动继电器执行模块；电流整定模块，向模数转换模块提供基准电流值；显示与操作模块显示单片机发送的信号，还实现电动机的人工操作；通讯模块，将单片机发送的信号无线传输到控制台；以太网接口，将单片机发送的信号通过以太网传输到控制台。
【IPC分类】H02H7-08
【公开号】CN104577984
【申请号】CN201310471780
【发明人】王颐
【申请人】南京欧格节能科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月11日