[實用新型]基于單片機實現(xiàn)的電機定子異常失電保護裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720824520.3
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN207039169U
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 胡東梅;車明巖;趙軍;王思赟
• 申請（專利權）人: 遼寧恒泰重機有限公司
• 主分類號: H02H7/09
• 分類號: H02H7/09
• 代理公司: 沈陽世紀藍海專利事務所(普通合伙)21232
• 代理人: 王勝利

技術領域

本實用新型屬于冶金起重機起升機構驅動電機保護技術領域，特別涉及基于單片機實現(xiàn)的電機定子異常失電保護裝置。

背景技術

《TSG Q0002-2008起重機械安全技術監(jiān)察規(guī)程》、《TSG Q7015-2016 起重機械定期檢驗規(guī)則》和《TSG Q7016-2016起重機械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗規(guī)則》系列檢規(guī)發(fā)布后，對吊運熔融金屬起重機的起升機構，要求設置電動機定子異常失電保護?！镀鹬貦C設計規(guī)范》也規(guī)定，起重機構電動機應設置定子異常失電保護功能，當調速裝置或正反向接觸器故障導致電動機失控時，制動器應立即抱閘。目前，此功能大部分是采用通用型電動機保護器JD-5、JD-6系列利用電源的通斷來短期實現(xiàn)保護功能，該通用型電動機保護器采用的技術方案是利用NE556雙時基電路觸發(fā)、復位電平判斷是否有電流流經電動機繞組從而實現(xiàn)保護功能，存在的問題是不能應用于頻繁起動的場所，且沒有自檢功能，對于起重電機定子異常失電情況下，無法判斷故障原因，不能提供長期的保護，失去保護功能后沒有提示，無故障報警信息及存儲功能。申請?zhí)枮?01110246911.9的發(fā)明公開了“一種數(shù)字化的電動機綜合保護器”，該發(fā)明包括電機運行信號檢測電路，電流互感器，電流轉換電路；分別連接電機運行信號檢測電路和電流轉換電路，對電機運行信號檢測電路和電流轉換電路傳回的信號進行處理的中央處理單元；連接中央處理單元，對中央處理單元發(fā)出的控制信號進行響應的控制輸出繼電器和故障輸出繼電器；其特征在于還包括：連接中央處理單元，對中央處理單元發(fā)出的上級動力電路斷開指令進行響應的異常輸出繼電器；所述異常輸出繼電器所控制的觸點設置在上級動力電路中。但是，該發(fā)明存在的問題是對電機異常產生的原因保護的不全面，僅對電機運行信號和電流信號進行了采集，沒有對電機驅動系統(tǒng)供電電壓缺相、相序以及欠壓、過壓的情況進行判斷，也沒有采集起升電動機制動器控制的狀態(tài)，不能全面判斷電動機定子異常失電的原因。

發(fā)明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術存在的不足與缺陷，提供一種可以全面判斷電動機定子異常失電原因的用于冶金起重電機的基于單片機實現(xiàn)的電機定子異常失電保護裝置。

本實用新型提供的技術方案包括電器盒底座和電器盒上蓋，在電器盒底座與電器盒上蓋之間安裝有電路板，在所述電路板上安裝有單片機以及與單片機連接的電源模塊、運行狀態(tài)輸入電路、繼電器輸出電路、電流采集電路、電壓采集電路、頻率測量電路和通過串行通訊總線與單片機雙向連接的顯示、按鍵與狀態(tài)指示電路。

所述電流采集電路包括有電流互感器、第一運算放大器、第二運算放大器、第一采樣電阻、第一限流電阻及濾波電容和單片機第一接口，其中電流互感器獲取電機電流信號，經過第一采樣電阻獲得與電機電流成比例的電壓信號，再經第一限流電阻及濾波電容連接到第一運算放大器的輸入端，第一運算放大器的輸出端連接單片機第一接口的端口。

所述電壓采集電路包括有電壓互感器、第二限流電阻、第二采樣電阻、第三運算放大器、第三限流電阻、第一光耦、單片機第二接口和單片機第三接口，其中電源電壓通過第二限流電阻連接到電壓互感器原邊，電壓互感器副邊連接第二采樣電阻，第二采樣電阻連接到第三運算放大器的輸入端，第三運算放大器的輸出端連接到單片機第三接口的端口,同時電源電壓經第三限流電阻限流后接入第一光耦，經第一光耦隔離后連接到單片機第二接口的端口。

所述頻率測量電路包括由一階電阻、二階電阻、一階電容和二階電容組成的二階濾波電路、由第一穩(wěn)壓管和第二穩(wěn)壓管組成電壓限幅電路及比較器、第二光耦和單片機第四接口，其中二階濾波電路的輸入端接繞線電動機的轉子，輸出端經電壓限幅電路接到比較器的輸入端，比較器的輸出端接第二光耦的輸入端，第二光耦的輸出端連接單片機第四接口的端口。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：通過采用單片機和輸入開關量以及模擬量采集電路，對電機定子異常失電產生的原因包括電流、電壓、頻率和控制邏輯進行了全面的判斷，經過單片機綜合運算分析實現(xiàn)了設計規(guī)范、檢驗規(guī)則要求的定子異常失電的保護功能，并具備驅動電動機接觸器主觸點粘連的特殊故障檢測功能，為起重機總保護電路提供分斷指令，可以有效阻止故障擴大。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果具體表現(xiàn)在：

一是通過三組電壓采集電路獲得的驅動系統(tǒng)的電源電壓及三相電源的相序，在出現(xiàn)過壓、欠壓、失壓或相序錯誤的電源故障時提供保護功能，避免在電源故障時系統(tǒng)異常工作；