專利名稱：智能型交流斷路器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種保護三相電動機的交流斷路器，特別是當電動機出現(xiàn)過載過流、堵轉(zhuǎn)、短路、斷相以及三相電流嚴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斷路器。
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，反應速度慢，工作過程較為復雜，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，達不到預期的保護效果。后者由于靈敏度較高，廣泛地應用于實踐當中。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，不適應現(xiàn)代設備的要求。
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斷路器。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的該智能型交流斷路器包括電壓隔離互感器取樣電路和電源電路，其中，還包括合金電阻、電壓隔離互感器取樣電路、電流信號處理電路、負載電流設置電路、微處理器MCU電路、電流過載指示電路、電流過載斷路器脫扣關(guān)斷電路；電壓隔離互感器取樣電路取出合金電阻上的電壓，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；負載電流設置電路將預設電壓值送至微處理器的輸入端口；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斷路器脫扣關(guān)斷電路；當電動機出現(xiàn)過載過流、堵轉(zhuǎn)、短路、斷相以及三相電流嚴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)動電流過載斷路器脫扣關(guān)斷電路，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斷路器電路；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1，1、2、3---電壓隔離互感器取樣電路；4、5、6---電流信號處理電路；7---負載電流設置電路；8---微處理器MCU；9---電流過載指示電路；10--電流過載斷路器脫扣關(guān)斷電路；11---電源電路。
電壓隔離互感器取樣電路1、2、3取出合金電阻上的電壓，分別經(jīng)電流信號處理電路4、5、6將電壓取樣值輸入至微處理器MCU 8的輸入端口；負載電流設置電路7將預設電壓值輸入至微處理器MCU 8的輸入端口；微處理器MCU 8的輸出端口分別連接電流過載指示電路9和電流過載斷路器脫扣關(guān)斷電路10；電源電路為電流過載斷路器脫扣關(guān)斷電路10提供工作電壓。
參見圖2，電壓隔離互感器取樣電路1、2、3，由電壓互感器CT1、CT2、CT3，電容C1、C2、C3組成，電流信號處理電路4、5、6包括電阻R1、R2、R3。
電壓互感器CT1、CT2、CT3將合金電阻上的電壓，由初級線圈在次級線圈中感應出交變電壓，經(jīng)電阻R1、R2、R3，輸入至微處理器MCU 8的AN0、AN1、AN2端口。
負載電流設置電路7由微調(diào)電位器W1組成。
微調(diào)電位器W1的滑動端與微處理器MCU 8的AN3端口連接，其輸入至AN3端口的電壓值的大小即表示負載電流額定值的大小。
電流過載指示電路9由電阻R4和發(fā)光二極管LED2串聯(lián)組成，電阻R4的一端與微處理器MCU 8的GP5端口連接。發(fā)光二極管LED2為過載指示燈，當微處理器MCU 8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。
電流過載斷路器脫扣關(guān)斷電路10由交流斷路器DL1和脫扣電磁吸鐵電路組成，其中，脫扣電磁吸鐵電路由電阻R5、R6，電容C4，三極管T1，二極管D5和繼電器J1組成，電阻R5的一端與微處理器MCU的GP4端口連接，其中，J1為常開繼電器；交流斷路器DL1和繼電器J1串聯(lián)連接；當微處理器MCU 8判斷電動機出現(xiàn)故障時，GP4端口輸出高電平，三極管T1導通，有電流通過繼電器J1，J1閉合，交流斷路器DL1動作，切斷電動機電源，電動機停止運行。
參見圖3，RL1、RL2、RL3為合金電阻，DL1為交流接觸器。當繼電器J1有電流通過時，J1-1閉合，DL1有電流通過，DL1-1、DL1-2、DL1-3斷開，從而切斷電動機的電源，電動機停止運行。
圖4為本實用新型的電源電路，為電流過載斷路器脫扣關(guān)斷電路10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 8的工作程序。微處理器MCU 8接收AN0-AN3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，并計算得到相應的電流有效值和負載電流設定值，將電流有效值同負載電流設定值相比較，進行判斷。如果有效值大于設定值，則過載輸出端口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，通過電流過載斷路器脫扣關(guān)斷電路中的三極管T1驅(qū)動繼電器J1，使交流斷路器DL1動作，切斷電動機電源，電動機停止運行。其中，5秒鐘是微處理器MCU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 8可采用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，例如減少電壓隔離互感器取樣電路，并相應修改程序。類似此種修改，均屬本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種智能型交流斷路器，包括電壓隔離互感器取樣電路和電源電路，其特征在于還包括合金電阻、電流信號處理電路、負載電流設置電路、微處理器MCU電路、電流過載指示電路、電流過載斷路器脫扣關(guān)斷電路；電壓隔離互感器取樣電路取出合金電阻上的電壓，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；負載電流設置電路將預設電壓值送至微處理器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斷路器脫扣關(guān)斷電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型交流斷路器，其特征在于電動機的每一相均設有所述的電壓隔離互感器取樣電路和電流信號處理電路，電壓隔離互感器取樣電路由電壓互感器(CT1、CT2、CT3)，電容(C1、C2、C3)組成，電流信號處理電路包括電阻(R1、R2、R3)；電壓互感器(CT1、CT2、CT3)取出合金電阻(RL1、RL2、RL3)上的電壓，經(jīng)電阻(R1、R2、R3)，輸入至微處理器MCU的AN0、AN1、AN2端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型交流斷路器，其特征在于所述的負載電流設置電路由微調(diào)電位器(W1)組成，微調(diào)電位器(W1)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載電流額定值的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能型交流斷路器，其特征在于所述的電流過載指示電路由電阻(R4)和發(fā)光二極管(LED2)串聯(lián)組成，電阻(R4)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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能型交流斷路器，其特征在于所述的電流過載斷路器脫扣關(guān)斷電路由交流斷路器(DL1)和脫扣電磁吸鐵電路組成，其中，脫扣電磁吸鐵電路由電阻(R5、R6)，電容(C4)，三極管(T1)，二極管(D5)和繼電器(J1)組成，電阻(R5)的一端與微處理器MCU的GP4端口連接，其中，(J1)為常開繼電器；交流斷路器(DL1)和繼電器(J1)串聯(lián)連接；當微處理器MCU判斷電動機出現(xiàn)故障時，GP4端口輸出高電平，三極管(T1)導通，有電流通過繼電器(J1)，(J1)閉合，交流斷路器(DL1)動作，切斷電動機電源，電動機停止運行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能型交流斷路器，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。
專利摘要本實用新型涉及一種保護三相電動機的交流斷路器，特別是當電動機出現(xiàn)過載過流、堵轉(zhuǎn)、短路、斷相以及三相電流嚴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斷路器。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斷路器，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H02H7/08GK2535954SQ02205049
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