本實(shí)用新型屬于電器設(shè)備測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，且特別一種低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試裝置和測(cè)試技術(shù)。

背景技術(shù)：

過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試是指電氣設(shè)備在特定的額定電流下，通過(guò)測(cè)試裝置測(cè)試其故障動(dòng)作時(shí)間。過(guò)載又叫過(guò)負(fù)荷，是指電氣設(shè)備的長(zhǎng)期工作電流超過(guò)其額定值，是設(shè)備壽命較小或損壞。斷相是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中一相斷相或者三相不平衡，造成電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩比正常運(yùn)行時(shí)小很多，在負(fù)荷不變的情況下，工作電流增加，造成過(guò)熱損壞設(shè)備。目前低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)測(cè)試裝置和測(cè)試技術(shù)水平落后、自動(dòng)化程度低，采用接觸器、繼電器、控制按鈕等器件組成，測(cè)試過(guò)程需要手動(dòng)調(diào)節(jié)和人工記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型目的：

本實(shí)用新型提供一種低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試裝置及方法，其目的是解決以往所存在的問(wèn)題。

技術(shù)方案：

一種低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試裝置,其特征在于:該裝置包括大電流發(fā)生器、調(diào)壓器、調(diào)流電動(dòng)機(jī)、IGBT、驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路、AVR單片機(jī)、電動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制電源、電流互感器和信號(hào)調(diào)理電路、顯示單元、控制面板、通訊模塊和工控機(jī)；其中AVR單片機(jī)與大電流發(fā)生器連接，大電流發(fā)生器的輸入端與調(diào)壓器的電流輸出相連接，調(diào)壓器旋轉(zhuǎn)主軸與調(diào)流電動(dòng)機(jī)的主軸相連接，調(diào)流電動(dòng)機(jī)的控制端通過(guò)IGBT及驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路與AVR單片機(jī)的信號(hào)輸出端PA0相連接，電動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制端與AVR單片機(jī)的輸出端PA1相連接，電流互感器的測(cè)試端與測(cè)試試品導(dǎo)線相連接，控制電源的電壓調(diào)節(jié)端與AVR單片機(jī)的信號(hào)輸出端PA2相連接，控制電源的電壓輸出端和試品電源接線端子相連接，電流互感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理電路的輸入端相連接，信號(hào)調(diào)理電路的輸出端與AVR單片機(jī)的輸入端PA3相連接，試品轉(zhuǎn)接裝置輸入端與大電流發(fā)生器的電流輸出端相連接，試品轉(zhuǎn)接裝置的輸出端和試品主回路相連接，顯示單元的輸入端和AVR單片機(jī)的輸出端PB0-PB5、PC0-PC2相連接，控制面板的輸出端與AVR單片機(jī)的輸入端PA4-PA7相連接，工控機(jī)通過(guò)通訊模塊與AVR單片機(jī)的通訊接口SPI相連接。

大電流發(fā)生器容量為60KW，由四個(gè)不同的磁路并聯(lián)組成，分別為兩個(gè)10KW和兩個(gè)20KW的磁路，其中一個(gè)10KW磁路的輸出電流值可調(diào)，另外一個(gè)10KW磁路和兩個(gè)20KW磁路輸出電流為固定值，通過(guò)不同的組合方式可以產(chǎn)生0-60KW的輸出功率，電動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的檔位和大電流發(fā)生器對(duì)應(yīng)的功率輸出關(guān)系如下所示：

第1個(gè)“0”位：全部斷開；“1”位：可投入0~10KW可調(diào)；

第2個(gè)“0”位：全部斷開；“2”位：可投入0~10KW可調(diào)+10KW全壓；

第3個(gè)“0”位：全部斷開；“3”位：可投入0~10KW可調(diào)+20KW全壓；

第4個(gè)“0”位：全部斷開；“4”位：可投入0~10KW可調(diào)+10KW全壓+20KW全壓；

第5個(gè)“0”位全部斷開；“5”位：可投入0~10KW可調(diào)+20KW全壓+20KW全壓；

第6個(gè)“0”位：全部斷開；“6”位：可投入0~10KW可調(diào)+10KW全壓+20KW全壓+20KW全壓，此時(shí)大電流發(fā)生裝置滿負(fù)荷。

利用上的低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試裝置所實(shí)施的測(cè)試方法，其特征在于：

（1）、根據(jù)試品額定電流值，選擇合適的連接導(dǎo)線，完成試品主回路電路連接；即在散熱良好的情況下，通常截面積為1平方毫米的銅導(dǎo)線可以通過(guò)10安培電流。

（2）、將試品控制變壓器一次側(cè)與主回路斷開，根據(jù)試品的額定電壓選擇控制電源的檔位，完成試品控制電源的連接；（電壓與檔位的關(guān)系：控制電源上有660V、380V、220V不同電壓檔位，比如試品額定電壓為220V，控制電源選擇220V的檔位）

（3）、根據(jù)要進(jìn)行試驗(yàn)的項(xiàng)目，確定試驗(yàn)電流，AVR單片機(jī)按照控制面板上輸入的控制指令控制電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，調(diào)節(jié)大電流發(fā)生器的電流輸出，同時(shí)AVR單片機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)電流值，直到達(dá)到需要的電流值；

（4）、AVR單片機(jī)開啟計(jì)時(shí)器，重新啟動(dòng)大電流發(fā)生器的電流輸出，并記錄給定電流到保護(hù)器動(dòng)作的時(shí)間；

（5）、關(guān)閉大電流發(fā)生器的電流輸出，拆卸試品與大電流發(fā)生器及控制電源的連接線，整理實(shí)驗(yàn)工具，完成過(guò)載特性測(cè)試試驗(yàn)。

AVR單片機(jī)為實(shí)驗(yàn)裝置的核心，負(fù)責(zé)完成控制指令接收、驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送、實(shí)驗(yàn)電流調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)顯示和通訊功能，AVR單片機(jī)的功能通過(guò)下述程序?qū)崿F(xiàn)的，低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試軟件流程如下：

步驟1、初始化；

步驟2、系統(tǒng)自檢；

步驟3、控制指令接收；

步驟4、電流調(diào)解；

步驟5、電流檢測(cè)；

步驟6、是否達(dá)到預(yù)計(jì)值；達(dá)到執(zhí)行步驟7，否則執(zhí)行步驟4；

步驟7、保護(hù)時(shí)間測(cè)試

步驟8、狀態(tài)顯示；

步驟9、數(shù)據(jù)通訊；

步驟10、結(jié)束。

優(yōu)點(diǎn)及效果

本實(shí)用新型是一種低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試裝置及方法，其采用AVR單片機(jī)根據(jù)試品情況自動(dòng)調(diào)節(jié)試驗(yàn)電流及記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，避免了人工測(cè)量的誤差，提高了工作效率和測(cè)試精度，為電器設(shè)備測(cè)試裝置智能化技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

附圖說(shuō)明

圖1為低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2 為低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試軟件流程圖；

其中，1、大電流發(fā)生器；2、調(diào)壓器；3、調(diào)流電動(dòng)機(jī)；4、IGBT；5、驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路；6、AVR單片機(jī)；7、電動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)；8、控制電源；9、電流互感器；10、信號(hào)調(diào)理電路；11、試品轉(zhuǎn)接裝置；12、顯示單元；13、控制面板；14、通訊模塊；15、工控機(jī)；16、試品。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明：

如圖所示，本實(shí)用新型提出了一種低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試裝置, 其采用AVR單片機(jī)根據(jù)試品情況自動(dòng)調(diào)節(jié)試驗(yàn)電流及記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，避免了人工測(cè)量的誤差，提高了工作效率和測(cè)試精度，為電器設(shè)備測(cè)試裝置智能化技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。附圖1為低壓電器設(shè)備過(guò)流保護(hù)特性測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)圖，附圖2為低壓電器設(shè)備過(guò)流保護(hù)特性測(cè)試流程圖，下面結(jié)合附圖對(duì)專利進(jìn)行說(shuō)明。

該裝置包括大電流發(fā)生器1、調(diào)壓器2、調(diào)流電動(dòng)機(jī)3、IGBT4、驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路5、AVR單片機(jī)6、電動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)7、控制電源8、電流互感器9和信號(hào)調(diào)理電路10、顯示單元12、控制面板13、通訊模塊14和工控機(jī)15；其中AVR單片機(jī)6與大電流發(fā)生器1連接，大電流發(fā)生器1的輸入端與調(diào)壓器2的電流輸出相連接，調(diào)壓器2旋轉(zhuǎn)主軸與調(diào)流電動(dòng)機(jī)3的主軸相連接，調(diào)流電動(dòng)機(jī)3的控制端通過(guò)IGBT4及驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路5與AVR單片機(jī)6的信號(hào)輸出端PA0相連接，電動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)7的控制端與AVR單片機(jī)6的輸出端PA1相連接，電流互感器9的測(cè)試端與測(cè)試試品16導(dǎo)線相連接，控制電源8的電壓調(diào)節(jié)端與AVR單片機(jī)6的信號(hào)輸出端PA2相連接，控制電源8的電壓輸出端和試品16電源接線端子相連接，電流互感器9的信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理電路10的輸入端相連接，信號(hào)調(diào)理電路10的輸出端與AVR單片機(jī)6的輸入端PA3相連接，試品轉(zhuǎn)接裝置11輸入端與大電流發(fā)生器1的電流輸出端相連接，試品轉(zhuǎn)接裝置11的輸出端和試品16主回路相連接，顯示單元12的輸入端和AVR單片機(jī)6的輸出端PB0-PB5、PC0-PC2相連接，控制面板13的輸出端與AVR單片機(jī)6的輸入端PA4-PA7相連接，工控機(jī)15通過(guò)通訊模塊14與AVR單片機(jī)6的通訊接口SPI相連接。

大電流發(fā)生器1容量為60KW，由四個(gè)不同的磁路組成，分別為兩個(gè)10KW和兩個(gè)20KW的磁路，其中一個(gè)10KW磁路的輸出電流值可調(diào)，另外一個(gè)10KW磁路和兩個(gè)20KW磁路輸出電流為固定值，通過(guò)不同的組合方式可以產(chǎn)生0-60KW的輸出功率，電動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)7的檔位和大電流發(fā)生器1對(duì)應(yīng)的功率輸出關(guān)系如下所示：

第1個(gè)“0”位：全部斷開；“1”位：可投入0~10KW可調(diào)；

第2個(gè)“0”位：全部斷開；“2”位：可投入0~10KW可調(diào)+10KW全壓；

第3個(gè)“0”位：全部斷開；“3”位：可投入0~10KW可調(diào)+20KW全壓；

第4個(gè)“0”位：全部斷開；“4”位：可投入0~10KW可調(diào)+10KW全壓+20KW全壓；

第5個(gè)“0”位全部斷開；“5”位：可投入0~10KW可調(diào)+20KW全壓+20KW全壓；

第6個(gè)“0”位：全部斷開；“6”位：可投入0~10KW可調(diào)+10KW全壓+20KW全壓+20KW全壓，此時(shí)大電流發(fā)生裝置滿負(fù)荷。

專利涉及裝置能夠完成低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試試驗(yàn)，下邊以過(guò)載保護(hù)試驗(yàn)為例對(duì)裝置的工作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明：

1、根據(jù)試品額定電流值，選擇合適的連接導(dǎo)線，完成試品主回路電路連接；

2、將試品控制變壓器一次側(cè)與主回路斷開，根據(jù)試品的額定電壓選擇控制電源的檔位，完成試品控制電源的連接；

3、根據(jù)要進(jìn)行試驗(yàn)的項(xiàng)目，確定試驗(yàn)電流，AVR單片機(jī)按照控制面板上輸入的控制指令控制電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，調(diào)節(jié)大電流發(fā)生器的電流輸出，同時(shí)AVR單片機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)電流值，直到達(dá)到需要的電流值；

4、AVR單片機(jī)開啟計(jì)時(shí)器，重新啟動(dòng)大電流發(fā)生器的電流輸出，并記錄給定電流到保護(hù)器動(dòng)作的時(shí)間；

5、關(guān)閉大電流發(fā)生器的電流輸出，拆卸試品與大電流發(fā)生器及控制電源的連接線，整理實(shí)驗(yàn)工具，完成過(guò)載特性測(cè)試試驗(yàn)。

AVR單片機(jī)為實(shí)驗(yàn)裝置的核心，負(fù)責(zé)完成控制指令接收、驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送、實(shí)驗(yàn)電流調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)顯示和通訊功能。AVR單片機(jī)的功能通過(guò)軟件程序?qū)崿F(xiàn)的，低壓電器設(shè)備過(guò)載、斷相保護(hù)特性測(cè)試軟件流程如附圖2所示，軟件程序如下：

步驟1、初始化；

步驟2、系統(tǒng)自檢；

步驟3、控制指令接收；

步驟4、電流調(diào)解；

步驟5、電流檢測(cè)；

步驟6、是否達(dá)到預(yù)計(jì)值；達(dá)到執(zhí)行步驟7，否則執(zhí)行步驟4；

步驟7、保護(hù)時(shí)間測(cè)試

步驟8、狀態(tài)顯示；

步驟9、數(shù)據(jù)通訊；

步驟10、結(jié)束。