[實(shí)用新型]一體化電機(jī)綜合監(jiān)控裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820019940.5
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN201234119Y
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏大洪;李介祥
• 申請（專利權(quán)）人: 夏大洪
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08;H02P25/16;G01R31/34
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司
• 代理人: 白 雪

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)保護(hù)及控制裝置，通過裝置內(nèi)置傳感器和單片機(jī)電路實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)電壓、電流的測量。

背景技術(shù)：電動(dòng)機(jī)是用電系統(tǒng)的重要負(fù)荷，在油田礦區(qū)僅注水泵電動(dòng)機(jī)和抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)就占據(jù)了油田生產(chǎn)耗電總量60％以上。為了減少電動(dòng)機(jī)的電能損耗人們采用各種各樣的節(jié)能控制措施，其中常見的節(jié)能控制措施有：通過電能表監(jiān)視電動(dòng)機(jī)耗電狀況、加裝電容器對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無功補(bǔ)償、采用雙功率電動(dòng)機(jī)跟蹤負(fù)載的變動(dòng)、利用變頻器對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，對于一些特定的以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的負(fù)載往往還要進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的間歇運(yùn)行控制、降壓起動(dòng)控制、軟起動(dòng)控制和晃電自起動(dòng)控制等。目前，以上這些控制方式的實(shí)現(xiàn)絕大部分都需要安裝專用的分離式的控制裝置或儀表。在一個(gè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中安裝多個(gè)控制裝置，使電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)備煩多、接線復(fù)雜、投資增加、可靠性降低。專用控制裝置在控制方式上是相對獨(dú)立的，難以實(shí)現(xiàn)各控制裝置之間的邏輯配合。例如：在具有無功補(bǔ)償?shù)碾妱?dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，正確的電動(dòng)機(jī)停止操作時(shí)應(yīng)該先切除無功補(bǔ)償電容器再切除電動(dòng)機(jī)，以防止電動(dòng)機(jī)與補(bǔ)償電容器之間出現(xiàn)諧振過電壓，然而這在采用分離式控制裝置的組合系統(tǒng)中很難實(shí)現(xiàn)，因此常常出現(xiàn)電容器或電動(dòng)機(jī)被過電壓擊穿的現(xiàn)象。又如：采用功率跟蹤調(diào)節(jié)器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)繞組切換控制的系統(tǒng)中，功率跟蹤調(diào)節(jié)器與電動(dòng)機(jī)保護(hù)器是邏輯分開的不能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的斷電監(jiān)視，因此在繞組切換時(shí)常常因?yàn)榻涣鹘佑|器的主接點(diǎn)的粘連發(fā)生短路事故。

這類裝置主要應(yīng)用在電動(dòng)機(jī)的保護(hù)和節(jié)能控制領(lǐng)域，常見的專用控制裝置有：電動(dòng)機(jī)保護(hù)器、電動(dòng)機(jī)無功補(bǔ)償控制器、電動(dòng)機(jī)功率跟蹤調(diào)節(jié)器、可編程控制器、專用節(jié)能控制裝置、數(shù)字電能表、功率因數(shù)表等。這些控制器的直接控制對象一般是交流接觸器、晶閘管模塊、軟啟動(dòng)器、變頻器。

其實(shí)，大部分電動(dòng)機(jī)控制裝置都是通過電動(dòng)機(jī)電壓、電流的測量分析實(shí)現(xiàn)其控制功能的。不同功能的控制裝置有其不同的信號測量范圍，目前電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置大都是采用帶有鐵磁材料的電流傳感器進(jìn)行電流的測量。帶有鐵磁材料的電流傳感器在測量電流較小時(shí)，磁滯現(xiàn)象會(huì)使測量靈敏度低，在測量電流大較時(shí)磁路飽和會(huì)使測量線性度變差，這對于要求較高測量環(huán)節(jié)(如：電量計(jì)量)是不可行的，就需要安裝專用的電流傳感器。可見開發(fā)多功能電動(dòng)機(jī)控制裝置的技術(shù)關(guān)鍵在于寬范圍電流測量電路的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容：本實(shí)用新型的目的在于提供一種為了簡化多功能電動(dòng)機(jī)保護(hù)控制系統(tǒng)的二次接線，降低系統(tǒng)的整體造價(jià)，達(dá)到各種控制功能之間的合理配合，提高系統(tǒng)工作的可靠性的一種自帶寬范圍電流測量電路的一體化電機(jī)綜合監(jiān)控裝置。一種一體化電機(jī)綜合監(jiān)控裝置通過線性測量電路實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)、計(jì)量、節(jié)能、控制幾種功能。所述的線性測量電路包括三根平行固定銅排，靠近三根固定銅排上分別設(shè)有位置相對固定的線性霍爾元件，霍爾元件的測量平面要與所測量銅排中電流所形成的磁場方向垂直，而與相鄰銅排中電流所形成的磁場方向平行。還通過單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)保護(hù)、電動(dòng)機(jī)繞組切換、無功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、軟起動(dòng)、變頻器調(diào)速的控制以及用電量計(jì)量。監(jiān)控裝置本身有三根固定的銅排穿過裝置殼體，銅排既是裝置三相電源的接入點(diǎn)，又是被控制設(shè)備三相電流的測量線。利用銅排和裝置內(nèi)置的線性霍爾元件組成了寬范圍的電流測量電路。三根銅排一端接電源，另一端連接用電負(fù)載的主控器件的電源進(jìn)線端。主控器件可以是：控制電動(dòng)機(jī)用的交流接接觸器、控制電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)用的晶閘管控制模塊、控制補(bǔ)償電容用的固態(tài)繼電器以及電動(dòng)機(jī)調(diào)速用的變頻器等。本監(jiān)控裝置提供二次控制端子可以直接連接各種主控器件的二次的控制線，不需要再接其他中間器件。二次控制端子內(nèi)部有兩種輸出控制方式，一種是繼電器常開接點(diǎn)控制方式，用于控制不頻繁操作的交流接觸器。另一種是光電隔離器件直接控制方式，用于控制需要快速頻繁操作的固態(tài)繼電器、晶閘管模塊、變頻器等。裝置用單片機(jī)電路實(shí)現(xiàn)電流、電壓信號的采集與分析，利用采集到的三相電流、電壓信號，裝置可以計(jì)算出電動(dòng)機(jī)負(fù)載的有功功率、無功功率、用電量、功率因數(shù)等多個(gè)控制參數(shù)，可以用不同的子程序模塊實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。該綜合了幾種常用的控制功能，主要有：1?電動(dòng)機(jī)通用保護(hù)、接觸器抖動(dòng)保護(hù)和粘連保護(hù)，2?電動(dòng)機(jī)用電量計(jì)量、電氣參數(shù)運(yùn)行監(jiān)視，3?降壓啟動(dòng)、晃電自起動(dòng)、間歇運(yùn)行、軟啟動(dòng)控制，4?無功功率跟蹤補(bǔ)償、電動(dòng)機(jī)繞組有功功率跟蹤切換控制，5?電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制。采用上述結(jié)構(gòu)后，一體化電機(jī)綜合監(jiān)控裝置同時(shí)具有電動(dòng)機(jī)的保護(hù)、計(jì)量、節(jié)能等多項(xiàng)控制功能，解決了各分離控制裝置之間資源不能共享、配合困難、接線復(fù)雜的問題。一體化電機(jī)綜合監(jiān)控裝置的功能可以做得比分離裝置更加完善，工程安裝更簡便，造價(jià)更低。