智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的設(shè)計(jì)方案

1、智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的設(shè)計(jì)目前市場(chǎng)上綜合型的智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的設(shè)計(jì)主要采用交流采 樣方式+高性能單片機(jī)的方案，采用該設(shè)計(jì)方法的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器測(cè)量 參數(shù)多、測(cè)量精度高、能夠提供更完善的保護(hù)功能，但是采用此設(shè)計(jì) 方法的成本較高，銷售價(jià)格也高，在只需要對(duì)電動(dòng)機(jī)提供過(guò)載、斷相 等基本常見故障保護(hù)的場(chǎng)合沒(méi)有性價(jià)比可言。因此采用一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 單、功能能夠滿足基本保護(hù)要求、主要用于替代熱繼電器的智能電動(dòng) 機(jī)保護(hù)器將會(huì)有很大的市場(chǎng)。ARD2型保護(hù)器就是一款設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，保 護(hù)功能較多，能夠滿足大多數(shù)電動(dòng)機(jī)保護(hù)要求的經(jīng)濟(jì)型的智能電動(dòng)機(jī) 保護(hù)器。ARD2型智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器采用低成本的設(shè)計(jì)方案，整體系 統(tǒng)由信號(hào)處理單元、中央處

2、理單元、電源模塊、人機(jī)交互單元、人機(jī) 界面、控制模塊、通訊接口模塊等構(gòu)成，裝置硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示人機(jī) 畀面電源模塊通訊 模塊信號(hào)處理單元信號(hào)處理單元采用整流放大濾波電路，見圖 2,該電路能將采樣得到的交流信號(hào)整流成直流信號(hào)，由 CPU片內(nèi)AD進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算。www.d i angon- com圖中IC1為運(yùn)算放大器LM324采用雙電源供電，這樣可以保證LM324輸出電壓達(dá)到5V充分利用A/D轉(zhuǎn)換提高顯示精度。IC1將采樣 得到的信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)放大處理，提高了信號(hào)的采樣精度，保證了信號(hào) 的線性度。中央處理單元中央處理單元選用 MOTOROLA司的第一款基于高度節(jié)能型 S08 核的器件MC9S08AW

3、高性能單片機(jī)，該單片機(jī)片上資源豐富，抗干 擾能力突出。內(nèi)含32K字節(jié)用戶程序空間，片上集成 2K的RAM支 持BDM片上調(diào)試功能，片內(nèi)集成看門狗電路，片上集成 8通道10位 AD外部擴(kuò)展了鐵電存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一些重要的參數(shù)，即使以后升 級(jí)程序也不會(huì)丟失先前的重要數(shù)據(jù)。CPU寸采樣信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算， 根據(jù)測(cè)量得到的電流、電壓值與預(yù)先設(shè)定的各種保護(hù)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比， 由此來(lái)判斷電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，是否需要進(jìn)行保護(hù)。中央處理單元電路見圖3。PTEXTAL-REFH X'DA3VSA VK曰InhrPTAO l-TAlPTA2 PFA PTZPTA5PTAtPTA7vss"SSPT

4、BO ADO PTBI AO1AT> 二PTB3Pr-I AD4PTBJ AI> PTB6 Mh5 PTSAD】川14區(qū) “l(fā)心GXtJPTC * RXD； PTE1 RXD1PTC 丄艸王©HXD】FTC I PTC S 54- IPTEJ 1P1I FTE7TPIOBKO寸 IRQPTCIMCI-K PTC= PTC斗i fcVCCSDAFOE SCLC23 花S3 9 SKSIFTDO ADS PTDI A£» :FTP?PTDjI KBI6ITTM ADS 2IFTD5 AO ： $PTD6 AI>；JPTT>T KHr AD：PT

5、3 KB14PTS KSIPTG2 KBI2PTGl 汕11PTS KBI»FTFOTPU PIT3 TP" PTFTPl-l PTFJPTFATF20 PTTTTlPTW PTF苗匚皿IAIAFtST"I&R3>0ECJS+31"CaB42DW52*IX爐51亠列DI-O4胡Ki題一KDODOJIQwww. d i angon. com電源模塊采用AC380V電源模塊。該電源模塊輸入電壓為 AC220S 450V, 輸入頻率45Hz60Hz,輸出電壓穩(wěn)定、故障率小，輸出紋波1%,轉(zhuǎn)換效率75%。具有過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)。該模塊經(jīng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用，具

6、 有很高的穩(wěn)定性、可靠性和抗干擾能力。人機(jī)交互單元人機(jī)交互單元采用LED顯示和按鍵輸入，系統(tǒng)采用單排四位 LED 數(shù)碼管顯示各種信息。用戶可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。在編程狀態(tài)下 顯示菜單及參數(shù)。數(shù)碼管顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方式，其驅(qū)動(dòng)電路使用一 片74HC595加三極管構(gòu)成。控制模塊控制模塊主要由開關(guān)量輸入、輸出組成，見圖 4。開關(guān)量輸入用 于監(jiān)測(cè)外部開關(guān)狀態(tài)，也可根據(jù)客戶要求用于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止控 制；開關(guān)量輸出主要用于輸出報(bào)警信號(hào)、脫扣信號(hào)和遠(yuǎn)程起動(dòng)信號(hào)。 ARD2智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的功能較多，能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)運(yùn)行中遇到的各 種類型的故障進(jìn)行準(zhǔn)確的報(bào)警顯示和脫扣動(dòng)作，能有效的防止電機(jī)意 外燒毀的發(fā)生，能為用戶節(jié)約大量的資金，是熱繼電器的理想替代產(chǎn) 品。因此，廣泛采用電動(dòng)機(jī)智能保護(hù)器，不但可以提高工藝控制的準(zhǔn) 確性、科學(xué)性，降低事故率，而且對(duì)于提高電氣控制系統(tǒng)的自動(dòng)化水 平和發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)，也能起到積極的推動(dòng)作用。通訊接口模塊通訊接口模塊采用通用的 RS-485 Modbus RTU!訊規(guī)約，能實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙控、遙信等功能，見圖 5。*5VT>H>OPTOl*5Vza DE KOTXPDOM(BRIVOCwwtt d i angon comARD2智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的功能較多，能夠?qū)﹄妱?dòng)機(jī)運(yùn)行中遇到 的各種類型的故障進(jìn)行準(zhǔn)確的報(bào)警顯示和脫扣動(dòng)作，能有效的防止電 機(jī)意外燒毀的