[發明專利]電動機過載線圈控制器

無效

• 申請號: 00103878.8
• 申請日: 2000-03-10
• 公開（公告）號: CN1267113A
• 公開（公告）日: 2000-09-20
• 發明（設計）人: 帕特瑞克·詹姆斯·格理斯默;克理斯托福·約翰·威勒徹;克特·宛·艾克羅斯
• 申請（專利權）人: 尹頓公司
• 主分類號: H02H7/085
• 分類號: H02H7/085
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 馬浩

一般地說，本發明涉及用于電磁接觸器的過載繼電器；更具體地說，涉及用于控制電磁電動機起動器中線圈的控制系統，它在實時基礎上使用8插針8位微型控制器和I/O簡化電路系統去處理至少13個I/O，和去計算電動機的工作溫度。

在典型的電磁接觸器中，使用過載繼電器保護電動機之類的特定負載不受過電流和過熱。已知的過載繼電器包含一些雙金屬開關，它們需要手工彎曲和扭曲，為特定設備而校準。不用說，在進行現場調節，例如滿載電流強度(FLA)調節以后，準確性受到懷疑。此外，用于現有過載繼電器的這種雙金屬開關和加熱器通常與接觸器的觸點串聯地連接。從而這些雙金屬設備需要在接觸器與過載繼電器之間進行單獨闖入式連接，這就不僅增加起動器的成本和尺寸，還影響設備的可制造性。

與這種已知電磁過載繼電器有關的另一問題是要求使用電流測量設備，例如電流互感器和電流環(torroid)。電流互感器大而重，從而增加設備的總尺寸和成本。電流環不那么大，但也增加組合件的尺寸和成本，且呈現有限的精度和范圍。

因此，希望有一種能夠使用較小霍爾效應傳感器的電動機過載線圈控制器，該傳感器具有寬得多的動態范圍，適用于傳感電流。此外，還希望有一種不需要機械雙金屬開關的設備。

本發明提供一種解決上述問題的電動機過載線圈控制器，同時保持較低的成本控制。

按照本發明的一個方面，電動機過載線圈控制器包括若干個輸入和輸出(I/O)，它們是到和來自具有j個輸入和k個輸出的電動機過載線圈控制器的。I/O包括至少一個復位輸入，一個電流傳感輸入，一個滿載電流(FLA)輸入，一個線圈控制輸入，一個線圈控制輸出，和一個狀態輸出。控制器包括一個具有n個輸入線的微處理器，在此n小于j+k。提供一種電動機過載簡化電路，以便用一種優先固定X?I/O的方式把j個輸入和k個輸出連接到微控制器，從而減少I/O的數目，但還是大于微控制器I/O線的數目。微控制器是可編程的，以便用它的一些I/O插針充當輸入端和輸出端。

按照本發明的另一個方面，微控制器是程序化的，以便計算一個一階微分方程，從而保持電動機溫度的實時跟蹤，和當該溫度超過預定范圍時，提供溫度的狀態指示。能把系統設置成：起動一個報警器和靠犧牲過程來斷路電動機，或起動一個報警器和一個直觀狀態指示；并且維持在重要過程中的操作。

控制器包括一個8位8插針微控制器，它能夠和一個I/O簡化電路一起起13個I/O的作用，其中只有5個I/O插針在微控制器上。三個遠程輸入從一個遠端源接收入簡化電路。在一個到微控制器的輸入線路上優先整理這些遠程信號。控制包括從三個霍爾效應電流傳感器測量三相電流，各個傳感器位于各相的母線上。該系統包括電流信號的放大、半波整流和積分設備，以相加電流信號，和向微控制器提供一個單輸入。該系統包括一個滿載電流(FLA)調節器，以用于寬廣范圍的電動機。提供一個具有LED輸出的狀態指示器，以顯示系統的狀態，和在適當時候指示電動機的溫度。該系統使用24VDC線圈，并且在初始拉入線圈以后，微控制器生成一個PWM信號，以便在衰減功率電平下保持適當線圈拉入。使用一個內部24VDC傳感器去保證DC電壓的固有電平，和為DC電壓電平的變化而調節PWM。提供一個按扭試驗開關，以及按鈕本地復位和固態遠程復位器。在這種電動機過載線圈控制器中使用8位8插針微控制器使該系統能求解一個一階微分方程，以保持電動機工作溫度的實時跟蹤，同時保持控制的總成本較低。微控制器具有一個查找表，用于根據FLA調節和檢測電流值查找一個相當的I²t值。I²t值用于電動機工作溫度的實時監測。

從下面的詳細描述和附圖中會明白本發明的各種其他特征、目的和優點。

附圖說明目前為實施本發明而設想的最佳模式。

在附圖中：

圖1是根據本發明的控制器方塊圖。

圖2A是流程圖，用于編入圖1控制器中的主線算法。

圖2B-2E是在圖2A的主線算法中調用的子程序的流程圖。

圖3是圖2E的流程圖的時序圖。

圖4A-4D是電路原理圖，用于實現圖1的控制。