[實用新型]電動機保護裝置數(shù)據(jù)采集電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420741258.2
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN204374289U
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐海龍
• 申請（專利權(quán)）人: 四川中時代科技有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)采集電路，尤其是電動機保護裝置數(shù)據(jù)采集電路。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的進步和生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷發(fā)展，電動機在生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。但由于電網(wǎng)、負載、絕緣老化、機械損傷以及電動機本身等原因卻使電動機經(jīng)常發(fā)生故障，電動機故障不僅會損壞電動機本身，而且會影響整個系統(tǒng)的正常工作，甚至危及人身安全。因此，電動機保護裝置的研究對國民經(jīng)濟有著重要意義。

數(shù)據(jù)采集單元是電動機保護裝置必不可少的一部分，它將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出，供微機進行處理，其速度和精度直接影響裝置的性能。且目前的電動機保護裝置硬件設(shè)置較復雜。

實用新型內(nèi)容

本申請要解決的技術(shù)問題是克服上述缺陷，提供一種電動機保護裝置數(shù)據(jù)采集電路。

為解決上述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是：

電動機保護裝置數(shù)據(jù)采集電路，一次額定電流和電壓通過電流互感器TA、電壓互感器TV分別轉(zhuǎn)換為電流信號和電壓信號，經(jīng)一級互感器轉(zhuǎn)換后輸入到繼電保護裝置，輸入到繼電保護裝置中的電流、電壓均為雙極性信號，采用運放升壓方式進行直流偏置后將電流信號一分為二，一路通過電阻R1直接進入到TMS320LF2407單片機內(nèi)置的ADC轉(zhuǎn)換通道ADCIN0，另一路經(jīng)放大電路放大后通過電阻R2進入TMS320LF2407單片機內(nèi)置的ADC轉(zhuǎn)換通道ADCINl。

本實用新型的有益效果是：提高電動機保護裝置數(shù)據(jù)采集的精度，簡化了?硬件設(shè)計。

附圖說明

圖1是數(shù)據(jù)采集電路電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

在電力系統(tǒng)微機保護中，通常將一次額定電流和電壓通過電流互感器TA、電壓互感器TV分別轉(zhuǎn)換為0－5A的電流信號和0--100V的電壓信號，該信號再經(jīng)一級互感器轉(zhuǎn)換為幾百毫伏～幾伏的電壓信號，輸入到繼電保護裝置中的電流、電壓均為雙極性信號，而TMS320LF2407單片機內(nèi)置ADC允許模擬電壓輸入范圍為0～3.3V，是單極性信號。因此，必須將輸入信號轉(zhuǎn)換為單極性信號即對信號進行直流偏置。實現(xiàn)直流偏置可采用運放升壓的方式，而運放輸出阻抗較低，用運放升壓方式可提高ADC的采樣速度。因此，本文采用運放升壓方式。如圖1所示，ADCINl通道的信號是經(jīng)直流偏置得到的，放大的倍數(shù)可根據(jù)需要由電阻的比值來調(diào)節(jié)。對于電動機保護來說，電流變化的范圍很大。因此要求在盡可能小的電流下仍能準確測量，比如0.1In，而發(fā)生短路時短路電流很大，特別是發(fā)生定子繞組相間短路時，其短路電流可能達到正常二次額定電流的10－20倍，這樣電流的變化范圍在0.1In一20In。由于電流測量的范圍很大，在額定值1.2倍范圍內(nèi)，要求測量精度較高；在1.2－20倍保護范圍內(nèi)，要求測量精度較低。在本系統(tǒng)中，采取將電流分為兩段量程同時采樣的方法，即將電流信號一分為二，一路進行放大而另一路不放大，使用兩路A/D同時進行采樣。下面以a相電流為例進行說明。如圖l所示，輸入的電流信號ia(瞬時值)經(jīng)電流互感器變換后一路通過電阻Rl直接進入模擬轉(zhuǎn)換通道ADCIN0，另一路經(jīng)放大電路放大后通過電阻R2進入模擬轉(zhuǎn)換通道ADCINl。電流互感器輸入、輸出之比為100A/1.16V。當電動機正常運行或發(fā)生輕微故障時，信號幅值較小，兩路轉(zhuǎn)換通?道得到的采樣結(jié)果均不溢出；當電動機發(fā)生嚴重故障時，信號幅值較大，ADCINI得到的采樣結(jié)果溢出。為了消除滿量程帶來的誤差，根據(jù)實際調(diào)試經(jīng)驗，各通道采樣結(jié)果的溢出閾值設(shè)為950(滿量程為1024)。在使用TMS320LF2407單片機內(nèi)置10位ADC的情況下，設(shè)計了用運放進行直流偏置使雙極性信號轉(zhuǎn)換為單極性信號及實現(xiàn)兩段量程轉(zhuǎn)換的電路，通過對兩段量程的選擇提高了數(shù)據(jù)采集的精度。本設(shè)計采用1MS320LF2407內(nèi)置的16路AD轉(zhuǎn)換單元，其轉(zhuǎn)換時間為500ns，省去了外接A/D轉(zhuǎn)換芯片，簡化了硬件設(shè)計。通常輸入到繼電保護裝置中的電流、電壓信號都是雙極性信號，為此采用運放升壓進行直流偏置，使其轉(zhuǎn)換為單極性信號。同時，采用的兩路量程轉(zhuǎn)換電路可提高DSP內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器的分辨率，從而提高數(shù)據(jù)采集單元的精度。