專利名稱：電機瞬態(tài)節(jié)能測控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動機的測控設(shè)備，特別是一種不僅能對電動機進行 通常的保護，而且能對電動機的用電量、電壓、電流、功率因數(shù)等參數(shù)進行檢 測、計量、顯示，并能進行無功補償控制的一種電機瞬態(tài)節(jié)能測控儀。
背景技術(shù)：
目前，電動機在國民生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛，但電動機在運行中往往會 出現(xiàn)各種故障，如保險絲熔斷、電源缺相、接觸不良、二相短路、匝間短路、 單相接地短路、三相電壓不對稱或過低與過高及超負荷運行、電機堵轉(zhuǎn)等，這 些故障都會使電動機發(fā)熱燒壞，或危及操作人員的安全。目前，用于電動機上 的保護器， 一般包括電流互感器、主體外殼和電流采樣輸入電路、保護和控制 繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板構(gòu)成，電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器 及無觸點開關(guān)裝配電路板安裝在主體外殼內(nèi)的底部，電流互感器通過線纜與電 流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板上的電流采樣輸 入電路相連接，有以熱繼電器為主的機械式和模擬電子式兩種，主要對在電動 機運行中的缺相、短路、過載、欠載、堵轉(zhuǎn)、過壓、欠壓、不平衡、漏電等故 障進行通常的監(jiān)測和保護，雖有一定的保護作用，但存在許多不足，如熱繼電 器受工作環(huán)境的影響很大，易老化、制作成本高、控制精度不高、不適應(yīng)瞬態(tài) 測量，同時，沒有直接同時測量電動機的三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、有 功功率、無功功率、視在功率、消耗電能和電能計量的功能，也沒有無功補償 控制及其有功無功指示的功能。目前，在電力設(shè)備及配電設(shè)備上，已采用了能 夠測量三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、視在功率、消 耗電能和電能計量以及無功補償控制的儀表，但在電動機上未見有應(yīng)用的報道。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種不僅具有一般的電動機缺相、短路、過載、 欠載、堵轉(zhuǎn)、過壓、欠壓、漏電等的保護功能，而且具有可直接同時測量三相 電機運行時的三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、視在功 率、消耗電能和電能計量以及無功補償控制功能的電機瞬態(tài)節(jié)能測控儀。
為達到以上目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是該電機瞬態(tài)節(jié)能測控 儀，由電流互感器、主體外殼和電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸 點開關(guān)裝配電路板構(gòu)成，電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān) 裝配電路板安裝在主體外殼內(nèi)的底部，電流互感器通過線纜與電流采樣輸入電 路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板上的電流采樣輸入電路相連接， 其特征在于在電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板 的前端垂直固定連接上綜合電參數(shù)測控計量顯示電路板，在綜合電參數(shù)測控計 量顯示電路板的內(nèi)側(cè)安裝上微處理器、無功補償控制器、電參數(shù)顯示器和數(shù)據(jù) 儲存模塊以及操作按鍵，微處理器與無功補償控制器、電參數(shù)顯式器、數(shù)據(jù)儲 存模塊相連接，并通過線纜與電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點 開關(guān)裝配電路板上的保護和控制繼電器以及電流互感器相連接，操作按鍵也與 微處理器相連接，電流互感器和電壓采樣電路將檢測到的信息輸入微處理器， 經(jīng)過運算、分析后的數(shù)據(jù)，除傳給保護和控制繼電器進行一般的常規(guī)保護外， 還分別傳給無功補償控制器，并通過無觸點開關(guān)進行無功補償控制，同時也傳 給電參數(shù)顯示器和數(shù)據(jù)儲存模塊，通過操作按鍵指令讓微處理器分別實現(xiàn)不同 的顯示功能和控制功能，在電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開 關(guān)裝配電路板的后端垂直固定連接上接線板。本實用新型還通過如下措施實施: 所述的電流互感器，包括三個互感線圈中心孔、安裝底座構(gòu)成，安裝底座固定 在電流互感器外殼的底部，安裝底座直接與電機外殼相固定連接，電機的三相 電源線分別穿過三個互感線圈中心孔，通過三個互感線圈檢測輸入電機的電流信號和電壓信號，此為現(xiàn)有技術(shù)；所述的電流采樣輸入電路、保護和控制繼電 器及無觸點開關(guān)裝配電路板上安裝上電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器、 及無觸點開關(guān)裝配電路板上安裝上電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器、及 無觸點開關(guān)，也為現(xiàn)有技術(shù)；所述的電流互感器的電流信號線束與微處理器的 13、 14、 15、 16腳相連接，電壓信號線束與微處理器的17、 20、 21、 22腳相連 接，微處理器的50、 51、 52、 53、 54、 55、 57腳通過線束與電參數(shù)顯示器和操 作按鍵相連接，通過微處理器實現(xiàn)對電機的用電參數(shù)及參數(shù)故障的分析和計量， 對用電參數(shù)通過電參數(shù)顯示器進行顯示，操作按鍵同時與電參數(shù)顯示器相連接， 由操作按鍵進行指令其顯示內(nèi)容，微處理器的46、 49腳與電流采樣輸入電路、 保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板上的保護和控制繼電器相連接，通 過保護和控制繼電器實現(xiàn)對電機的正常保護，微處理器的43、 44、 45、 46腳通 過導(dǎo)線束與無功補償控制器相連接，當微處理器檢測到電機需要進行無功補償 時，可自啟動無功補償控制器；所述的電參數(shù)顯示器由顯示屏顯示；所述的操 作按鍵分"設(shè)置"、"返回"、"增加"、"減少"、"移項"、"啟動"和"停止"，通 過對操作按鍵上的不同按鍵進行操作，可分別顯示有功功率、無功功率及各種 電量參數(shù)；微處理器的41、 42腳與數(shù)據(jù)儲存模塊相連接，從而將各種顯示參數(shù) 進行儲存；微處理器的41、 42腳同時與通訊接口模塊相連接，通訊接口模塊設(shè) 在接線板上，本實用新型采用全數(shù)字式芯片，可采用RS-485通訊接口進行組網(wǎng)， 組成集散型電機監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)，通過上位計算機，使用通用組態(tài)控制軟件，實 現(xiàn)集中顯示電動機的運行狀態(tài)，控制電動機的啟停、遠程設(shè)定報警和保護參數(shù)。 本實用新型的有益效果在于與目前使用的電動機保護器相比，具有以下 優(yōu)點(1)、功能多不僅能實現(xiàn)對電動機的正常保護，而且可同時測量三相電 機運行時的三相電壓、三相電流、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、視在功率 和消耗電能的實際數(shù)值，能根據(jù)功率因數(shù)瞬態(tài)自動補償，并對故障發(fā)生的時間和故障發(fā)生時電動機的多種電參數(shù)數(shù)值進行紀錄和儲存；(2)安裝方便；(3) 集成度高；(4)便于聯(lián)網(wǎng)。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)局剖視示意圖。
圖2為本實用新型綜合電參數(shù)測控計量顯示電路板內(nèi)側(cè)面裝配布置示意圖。 圖3為本實用新型電路原理框圖。 圖4為本實用新型電路原理示意圖。
具體實施方式
參照附圖l、 2、 3、 4制作本實用新型。該電機瞬態(tài)節(jié)能測控儀，由電流互 感器l、主體外殼2和電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配 電路板3構(gòu)成，電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路 板3安裝在主體外殼2內(nèi)的底部，電流互感器1通過線纜12與電流采樣輸入電 路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板3上的電流采樣輸入電路相連 接，其特征在于在電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電 路板3的前端垂直固定連接上綜合電參數(shù)測控計量顯示電路板4，在綜合電參數(shù) 測控計量顯示電路板4的內(nèi)側(cè)安裝上微處理器5、無功補償控制器6、電參數(shù)顯 示器8和數(shù)據(jù)儲存模塊9以及操作按鍵10，微處理器5與無功補償控制器6、 電參數(shù)顯式器8、數(shù)據(jù)儲存模塊9相連接，并通過線纜與電流采樣輸入電路、保 護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板3上的保護和控制繼電器14以及電流 互感器l相連接，操作按鍵10也與微處理器5相連接，電流互感器l和電壓采 樣電路將檢測到的信息輸入微處理器5，經(jīng)過運算、分析，除傳給保護和控制繼 電器14進行一般的常規(guī)保護外，還分別傳給無功補償控制器6，通過無觸點開 關(guān)進行無功補償控制，同時，也傳給電參數(shù)顯示器8和數(shù)據(jù)儲存模塊9，通過操 作按鍵10指令微處理器5分別實現(xiàn)不同的顯示功能和控制功能，在電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板3的后端垂直固定連接上 接線板ll。所述的電流互感器l，包括三個互感線圈中心孔la、安裝底座lb構(gòu) 成，安裝底座lb固定在電流互感器1的外殼的底部，安裝底座lb直接與電機 外殼相固定連接，電機的三相電源線分別穿過三個互感線圈中心孔la，通過三 個互感線圈檢測輸入電機的電流、電壓信號；所述的電流互感器1的電流信號 線束與微處理器5的13、 14、 15、 16腳相連接，電壓信號線束與微處理器5的 17、 20、 21、 22腳相連接，微處理器5的50、 51、 52、 53、 54、 55、 57腳通過 線束與電參數(shù)顯示器8和操作按鍵10相連接，通過微處理器5實現(xiàn)對電機的用 電參數(shù)及參數(shù)故障的分析和計量，對用電參數(shù)通過電參數(shù)顯示器8進行顯示， 操作按鍵10同時與電參數(shù)顯示器8相連接，由操作按鍵10進行指令其顯示內(nèi) 容，微處理器5的46、 49腳與電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點 開關(guān)裝配電路板3上的保護和控制繼電器14相連接，通過保護和控制繼電器14 實現(xiàn)對電機的正常保護，微處理器5的43、 44、 45、 46腳通過線束與無功補償 控制器6相連接，當微處理器5檢測到電機需要進行無功補償時，可自啟動無 功補償控制器6;所述的電參數(shù)顯示器8由顯示屏7顯示；所述的操作按鍵10 分"設(shè)置"、"返回"、"增加"、"減少"、"移項"、"啟動"和"停止"，通過對操 作按鍵10上的不同按鍵進行操作，可分別顯示有功功率、無功功率及各種電量 參數(shù)；微處理器5的41、 42腳與數(shù)據(jù)儲存模塊9相連接，從而將各種顯示參數(shù) 進行儲存；微處理器5的41、 42腳同時與通訊接口模塊13相連接，通訊接口 模塊13設(shè)在接線板11上，本實用新型采用全數(shù)字式芯片，可采用RS-485通訊 接口進行組網(wǎng)，組成集散型電機監(jiān)測控制網(wǎng)絡(luò)，通過上位計算機，使用通用組 態(tài)控制軟件，實現(xiàn)集中顯示電動機的運行狀態(tài)，控制電動機的啟停、遠程設(shè)定 報警和保護參數(shù)。
權(quán)利要求1、一種電機瞬態(tài)節(jié)能測控儀，由電流互感器(1)、主體外殼(2)和電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板(3)構(gòu)成，電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板(3)安裝在主體外殼(2)內(nèi)的底部，電流互感器(1)通過線纜(12)與電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板(3)上的電流采樣輸入電路相連接，其特征在于在電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板(3)的前端垂直固定連接上綜合電參數(shù)測控計量顯示電路板(4)，在綜合電參數(shù)測控計量顯示電路板(4)的內(nèi)側(cè)安裝上微處理器(5)、無功補償控制器(6)、電參數(shù)顯示器(8)和數(shù)據(jù)儲存模塊(9)以及操作按鍵(10)，微處理器(5)與無功補償控制器(6)、電參數(shù)顯式器(8)、數(shù)據(jù)儲存模塊(9)相連接，并通過線纜與電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板(3)上的保護和控制繼電器(14)以及電流互感器(1)相連接，操作按鍵(10)也與微處理器(5)相連接，在電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板(3)的后端垂直固定連接上接線板(11)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機瞬態(tài)節(jié)能測控儀，其特征在于所述的電流互感器(1)的電流信號線束與微處理器(5)的13、 14、 15、 16腳相連接，電壓信號線束與微處理器(5)的17、 20、 21、 22腳相連接，微處理器(5)的50、51、 52、 53、 54、 55、 57腳通過線束與電參數(shù)顯示器(8)和操作按鍵(10)相連接，操作按鍵(10)同時與電參數(shù)顯示器(8)相連接，微處理器(5)的46、49腳與電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板(3)上的保護和控制繼電器(14)相連接，微處理器(5)的43、 44、 45、 46腳通過線束與無功補償控制器(6)相連接。
3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電機瞬態(tài)節(jié)能測控儀，其特征在于所述的操作按鍵(10)分"設(shè)置"、"返回"、"增加"、"減少"、"移項"、"啟動"和"停止"，微處理器(5)的41、 42腳與數(shù)據(jù)儲存模塊(9)相連接；微處理器(5)的41、42腳同時與通訊接口模塊(13)相連接，通訊接口模塊(13)設(shè)在接線板(11)上。
專利摘要本實用新型公開了一種電機瞬態(tài)節(jié)能測控儀，由電流互感器(1)、主體外殼(2)和電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板(3)構(gòu)成，其特征在于在電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板(3)的前端垂直固定連接上綜合電參數(shù)測控計量顯示電路板(4)，在電流采樣輸入電路、保護和控制繼電器及無觸點開關(guān)裝配電路板(3)的后端垂直固定連接上接線板(11)。該電機瞬態(tài)節(jié)能測控儀，不僅能對電動機正常保護，而且可同時具有電能表測量功能，并能根據(jù)功率因數(shù)瞬態(tài)自動補償；而且安裝方便、集成度高、便于聯(lián)網(wǎng)。
文檔編號G01R31/34GK201402311SQ20092002334
公開日2010年2月10日 申請日期2009年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者明 李, 李玉保, 林金福 申請人:山東萬華電子信息科技有限公司