專利名稱：智能型交流接觸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種保護三相電動機的交流接觸器，特別是當(dāng)電動機出現(xiàn)過載過流、堵轉(zhuǎn)、短路、斷相以及三相電流嚴(yán)重不平衡等異常情況時，及時采取措施保護電動機的一種智能型交流接觸器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的電動機保護裝置，一般包括兩種類型電熱型JR熱繼電器型和電流保護器型。前者利用雙金屬熱形變原理工作，靈敏度較低，反應(yīng)速度慢，工作過程較為復(fù)雜，溫度控制范圍難以確定，且易受到環(huán)境溫度的影響，在工作中會產(chǎn)生一定的誤差，達不到預(yù)期的保護效果。后者由于靈敏度較高，廣泛地應(yīng)用于實踐當(dāng)中。但就現(xiàn)有的裝置來看，多是采用數(shù)個三極管、二極管、電阻等元器件組成控制電路，電路復(fù)雜，器件繁多，體積大，成本高，易出現(xiàn)故障，而且智能化程度低，不適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)備的要求。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述弊端，提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，可靠性高的智能型交流接觸器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的該智能型交流接觸器包括電流隔離互感器取樣電路和電源電路，其中，還包括交流接觸器電路、電流信號處理電路、啟動延時時間設(shè)置電路、負(fù)載電流設(shè)置電路、微處理器MCU電路、電流過載指示電路和電流過載關(guān)斷電路；電流隔離互感器取樣電路取出電動機的相電流，轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)電流信號處理電路將電壓取樣值輸入至微處理器MCU的輸入端口；啟動延時時間設(shè)置電路、負(fù)載電流設(shè)置電路將預(yù)設(shè)電壓值分別輸入至微處理器MCU的輸入端口；微處理器MCU的輸出端口分別連接電流過載指示電路和電流過載關(guān)斷電路；當(dāng)電動機出現(xiàn)過載過流、堵轉(zhuǎn)、短路、斷相以及三相電流嚴(yán)重不平衡等異常情況時，微處理器MCU根據(jù)對輸入的電壓值進行轉(zhuǎn)換、計算、比較后得到的邏輯判斷，其兩個輸出端口中的一個輸出低電平，使過載指示燈亮；另一個輸出高電平，驅(qū)動電流過載關(guān)斷電路，使交流接觸器電路動作，切斷電動機電源，電動機停止運行。
本實用新型由于采用了微處理器，用軟件取代硬件進行邏輯判斷，實現(xiàn)對電動機保護的智能控制，因此具有如下優(yōu)點1.當(dāng)電動機出現(xiàn)短路、斷相、過載過流、堵轉(zhuǎn)、三相過載等故障時，可實現(xiàn)快速保護。
2.采用微處理器，精度高，靈敏度高，智能化程度高，可靠性好，能滿足現(xiàn)代設(shè)備的需求。
3.電路結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，使用安裝方便。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明


圖1是本實用新型的電路方框圖；圖2是本實用新型的控制電路原理圖；圖3是本實用新型的交流接觸器電路；圖4是本實用新型的電源電路；圖5是本實用新型的軟件流程圖。
具體實施方式
參見
圖1，其中，1、2---電流隔離互感器取樣電路；3、4---電流信號處理電路；5---啟動延時時間設(shè)置電路；6---負(fù)載電流設(shè)置電路；7---電腦微處理器MCU；8---電流過載指示電路；9---電流過載關(guān)斷電路；10---電源電路。
電流隔離互感器取樣電路1、2取出電動機的相電流，轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)電流信號處理電路3、4將電壓取樣值輸入至微處理器MCU 7的輸入端口；啟動延時時間設(shè)置電路5、負(fù)載電流設(shè)置電路6將預(yù)設(shè)電壓值分別輸入至微處理器MCU 7的輸入端口；微處理器MCU 7的輸出端口分別連接電流過載指示電路8和電流過載關(guān)斷電路9；電源電路10為微處理器MCU 7提供工作電壓。
參見圖2，電流隔離互感器取樣電路1、2，由電流互感器CT1、CT2、電阻R1、R2和電容C1、C2組成，電流信號處理電路3、4包括電阻R3、R4。
電流互感器CT1、CT2的初級線圈在次級線圈中感應(yīng)出交變電流，該電流在電阻R1、R2上產(chǎn)生的電壓，經(jīng)電阻R3、R4，輸入至微處理器MCU 7的AN0、AN1端口。
啟動延時時間設(shè)置電路5由可調(diào)電位器W1組成，負(fù)載電流設(shè)置電路6由微調(diào)電位器W2組成。
可調(diào)電位器W1的滑動端與微處理器MCU 7的AN2端口連接，其輸入至AN2端口的電壓值的大小即表示啟動延時時間的長短。
微調(diào)電位器W2的滑動端與微處理器MCU 7的AN3端口連接，其輸入至AN3端口的電壓值的大小即表示負(fù)載電流額定值的大小。
電流過載指示電路8由電阻R5和發(fā)光二極管LED2串聯(lián)組成，電阻R5的一端與微處理器MCU 7的GP5端口連接。發(fā)光二極管LED2為過載指示燈，當(dāng)微處理器MCU 7判斷電動機出現(xiàn)故障時，GP5端口輸出低電平，LED2亮，顯示電動機出現(xiàn)故障。
電流過載關(guān)斷電路9由電阻R6、R7，電容C3，三極管T1，二極管D5和繼電器J1組成，電阻R6的一端與微處理器MCU 7的GP4端口連接，其中，J1為常閉繼電器。當(dāng)微處理器MCU7判斷電動機出現(xiàn)故障時，GP4端口輸出高電平，三極管T1導(dǎo)通，有電流通過繼電器J1，使交流接觸器電路動作，切斷電動機電源，電動機停止運行。
參見圖3，其中SW1為關(guān)閉按鈕，SW2為啟動按鈕。當(dāng)按下啟動按鈕SW2，接通接觸器CJ1，CJ1-1、CJ1-2、CJ1-3以及CJ1-4閉合，電機啟動。當(dāng)按下關(guān)閉按鈕SW1，接觸器CJ1被切斷，CJ1-1、CJ1-2、CJ1-3以及CJ1-4斷開，電動機停止運行；當(dāng)有電流通過繼電器J1時，J1-1斷開，切斷接觸器CJ1，CJ1-1、CJ1-2、CJ1-3以及CJ1-4斷開，電動機停止運行，從而實現(xiàn)保護電動機的目的。
圖4為本實用新型的電源電路，為電流過載關(guān)斷電路9提供24伏的直流工作電壓。
圖5是本實用新型的軟件流程圖，下面簡述微處理器MCU 7的工作程序。微處理器MCU 7接收AN0-AN3端口的模擬電壓值，由內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器將電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并計算得到相應(yīng)的電流有效值和負(fù)載電流設(shè)定值，將電流有效值同負(fù)載電流設(shè)定值相比較，進行判斷。如果有效值大于設(shè)定值，則過載輸出口GP5輸出低電平，過載指示燈LED2亮；如果電流連續(xù)過載超過5秒鐘，過載關(guān)斷輸出口GP4輸出高電平，通過電流過載關(guān)斷電路9的三極管T1驅(qū)動繼電器J1，使交流接觸器電路動作，切斷電源，電動機停止運行。其中，5秒鐘是微處理器MCU 7根據(jù)過流的量度計算出來的延時關(guān)斷時間。
微處理器MCU 7采用PIC12C671、PIC12C672、PIC16C71、PIC16C711、PIC16C715、MDT1051型號的芯片。
綜上所述，本實用新型采用電腦微處理器對取樣信號進行檢測，并通過邏輯判斷控制輸出，從而實現(xiàn)自動保護電動機的目的。
本實用新型雖然僅以一個實施例來說明本申請的特征，但電路、程序方面還可做多方面的修改，例如增加電流隔離互感器取樣電路，同時采用12腳的微處理器，并相應(yīng)修改程序，以期增加其功能。類似此種修改，均屬本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種智能型交流接觸器，包括電流隔離互感器取樣電路和電源電路，其特征在于還包括交流接觸器電路、電流信號處理電路、啟動延時時間設(shè)置電路、負(fù)載電流設(shè)置電路、微處理器MCU電路、電流過載指示電路和電流過載關(guān)斷電路；電流隔離互感器取樣電路取出電動機的相電流，轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)電流信號處理電路將電壓取樣值輸入至微處理器MCU的輸入端口；啟動延時時間設(shè)置電路、負(fù)載電流設(shè)置電路將預(yù)設(shè)電壓值分別輸入至微處理器MCU的輸入端口；微處理器MCU的輸出端口分別連接電流過載指示電路和電流過載關(guān)斷電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型交流接觸器，其特征在于電動機的其中兩相設(shè)有所述的電流隔離互感器取樣電路和電流信號處理電路，其中電流隔離互感器取樣電路由電流互感器(CT1、CT2)，電阻(R1、R2)和電容(C1、C2)組成，電流信號處理電路包括電阻(R3、R4)；(R3、R4)分別與微處理器MCU的AN0、AN1端口連接，將電壓取樣值送入微處理器MCU輸入端口中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型交流接觸器，其特征在于所述的啟動延時時間設(shè)置電路由可調(diào)電位器(W1)組成；可調(diào)電位器(W1)的滑動端與微處理器MCU的AN2端口連接，其輸入至AN2端口的電壓值的大小即表示啟動延時時間的長短。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型交流接觸器，其特征在于所述的負(fù)載電流設(shè)置電路由微調(diào)電位器(W2)組成；微調(diào)電位器(W2)的滑動端與微處理器MCU的AN3端口連接，其輸入至AN3端口的電壓值的大小即表示負(fù)載電流額定值的大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能型交流接觸器，其特征在于所述的電流過載指示電路由電阻(R5)和發(fā)光二極管(LED2)串聯(lián)組成，電阻(R5)的一端與微處理器MCU的GP5端口連接；發(fā)光二極管(LED2)為過載指示燈，當(dāng)微處理器MCU判斷電動機出現(xiàn)故障時，GP5端口輸出低電平，(LED2)亮，顯示電動機出現(xiàn)故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型交流接觸器，其特征在于所述的電流過載關(guān)斷電路由電阻(R6、R7)，電容(C3)，三極管(T1)，二極管(D5)和繼電器(J1)組成，電阻(R6)的一端與微處理器MCU的GP4端口連接，其中，(J1)為常閉繼電器；當(dāng)微處理器MCU判斷電動機出現(xiàn)故障時，GP4端口輸出高電平，三極管(T1)導(dǎo)通，有電流通過繼電器(J1)，使交流接觸器電路動作，切斷電動機電源，電動機停止運行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能型交流接觸器，其特征在于所述的微處理器MCU采用PIC12C671、PIC12C672、PIC16C71、PIC16C711、PIC16C715、MDT1051型號的芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能型交流接觸器，其特征在于所述的交流接觸器電路由關(guān)閉按鈕(SW1)、啟動按鈕(SW2)、接觸器(CJ1)組成，接觸器(CJ1)與繼電器(J1)串聯(lián)連接；當(dāng)按下啟動按鈕(SW2)，接通接觸器(CJ1)，(CJ1-1、CJ1-2、CJ1-3、CJ1-4)閉合，電機啟動；當(dāng)按下關(guān)閉按鈕(SW1)，接觸器(CJ1)被切斷，(CJ1-1、CJ1-2、CJ1-3、CJ1-4)斷開，電動機停止運行；當(dāng)有電流通過繼電器(J1)時，(J1-1)斷開，切斷接觸器(CJ1)，(CJ1-1、CJ1-2、CJ1-3、CJ1-4)斷開，電動機停止運行，從而實現(xiàn)保護電動機的目的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的智能型交流接觸器，其特征在于所述的智能型交流接觸器為一體式或分體式或聯(lián)體式。
專利摘要本實用新型涉及一種保護三相電動機的交流接觸器，特別是當(dāng)電動機出現(xiàn)過載過流、堵轉(zhuǎn)、短路、斷相以及三相電流嚴(yán)重不平衡等異常情況時，及時采取措施保護電動機的一種智能型交流接觸器。本實用新型提供了一種電路結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，可靠性高的智能型交流接觸器，它采用微處理器對取樣信號進行檢測，并通過邏輯判斷控制輸出，從而實現(xiàn)自動保護電動機的目的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點當(dāng)電動機出現(xiàn)短路、斷相、過載過流、堵轉(zhuǎn)、三相過載等故障時，可實現(xiàn)快速保護；采用微處理器，精度高，靈敏度高，智能化程度高，可靠性好，能滿足現(xiàn)代設(shè)備的需要；電路結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低，使用安裝方便。
文檔編號H02H7/08GK2535953SQ02205048
公開日2003年2月12日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者蔣順象, 黃道靖 申請人:黃道靖, 蔣順象