專(zhuān)利名稱(chēng)：智能遠(yuǎn)程電機(jī)監(jiān)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)電控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于遠(yuǎn)程監(jiān)視電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)且 跟據(jù)運(yùn)行狀態(tài)控制電機(jī)的智能遠(yuǎn)程電機(jī)監(jiān)控器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的電機(jī)保護(hù)器通常進(jìn)行缺相、過(guò)流保護(hù)、電機(jī)保護(hù)器種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)各異。 其中電機(jī)缺相、過(guò)流保護(hù)是運(yùn)用模擬電路，模擬電路一個(gè)特點(diǎn)是抗干擾性差，電路延時(shí) 性靠純模擬電路特性設(shè)定，可修改性差，且電機(jī)一項(xiàng)斷相時(shí)，該相電流急劇減小，從而
使保護(hù)電路產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，切斷電機(jī)的供電電源。由于電機(jī)在缺相情況下運(yùn)行，缺相 電流不為零，電機(jī)在負(fù)荷較小的情況下，缺相的電流值與其它相的電流值比較差別不明 顯，容易造成電機(jī)保護(hù)器保護(hù)動(dòng)作不靈敏，對(duì)電機(jī)的缺相保護(hù)不是很可靠，且無(wú)法實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電機(jī)保護(hù)可靠且實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的智能遠(yuǎn)程電機(jī)監(jiān)控器。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括有電流互感器和勵(lì)磁線圈，其特征是所述的 電流互感器輸出端與帶有一無(wú)線模塊的數(shù)字信號(hào)處理電路輸入端相連接，該數(shù)字信號(hào)處 理電路的輸出端與電機(jī)用電設(shè)備的控制電路相連接，該控制電路的輸出端與勵(lì)磁線圈相 連接；數(shù)字信號(hào)處理電路還與帶有按鍵的顯示電路相連接。
所述的電流互感器包括有設(shè)置在整體框架上均勻分布的三個(gè)空心互感線圈定位柱， 在每個(gè)空心互感線圈定位柱上分別設(shè)置有一個(gè)互感線圈，三個(gè)空心互感線圈的信號(hào)輸出 方式采用四線制輸出。
所述的勵(lì)磁線圈的接線端與橋式整流電路的輸出端相連接；在橋式整流電路的輸入
端串接有一輔助觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，該輔助觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)上還并聯(lián)有一電容。
所述的數(shù)字信號(hào)處理電路包括有電源電路、信號(hào)放大電路、外圍電路和無(wú)線模塊電路。
本發(fā)明增加了無(wú)線模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，工作人員可通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控控制多臺(tái)電機(jī)，
顯著提高了工作效率。電流的采樣精度達(dá)到io位，分辨率高、數(shù)據(jù)處理，修訂靠軟件實(shí)
現(xiàn)、各種設(shè)定參數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要進(jìn)行更改，十分方便、對(duì)電機(jī)的錯(cuò)誤狀態(tài)進(jìn)行記錄， 方便維修人員進(jìn)行檢修。直流勵(lì)磁電路克服了交流勵(lì)磁電路易出現(xiàn)顫抖且節(jié)能降耗、電
機(jī)保護(hù)器的整機(jī)功耗小于3W，顯示電路實(shí)時(shí)顯示電機(jī)狀態(tài)，方便操作人員及時(shí)了解電機(jī)狀態(tài)。本發(fā)明的電路采樣設(shè)計(jì)以數(shù)字電路為主，從而避免了純模擬電路抗干擾差、保護(hù) 時(shí)間無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況變化更改、判斷三項(xiàng)電源是否有缺相造成保護(hù)靈敏度低、保護(hù)可 靠性差的缺陷；本發(fā)明還具備可靠性高，實(shí)用安全可靠，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，安裝、使用、 維護(hù)方便，應(yīng)用范圍寬，產(chǎn)品運(yùn)行成本低，減輕工人勞動(dòng)，即時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題即時(shí)解決，方 便歷史數(shù)據(jù)査詢等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的電路方框原理圖2為本發(fā)明的電流互感器剖視圖3為本發(fā)明數(shù)字信號(hào)電路的電路圖4為本發(fā)明顯示電路的電路圖5為本發(fā)明控制電路的電路圖。
下面將通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明其中的例 子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū) 為準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式
如圖卜2所示，本發(fā)明主要包括電流互感器和勵(lì)磁線圈，該電流互感器輸出端與帶 有一無(wú)線模塊的數(shù)字信號(hào)處理電路輸入端相連接，該數(shù)字信號(hào)處理電路的輸出端與電機(jī) 用電設(shè)備的控制電路相連接，該控制電路的輸出端與勵(lì)磁線圈相連接；數(shù)字信號(hào)處理電 路還與帶有按鍵的顯示電路相連接。上述電流互感器包括有設(shè)置在整體框架5上均勻分 布有三個(gè)空心互感線圈定位柱l，在每個(gè)空心互感線圈定位柱1上分別設(shè)置有一由矽鋼片 3、繞組2組成的互感線圈；上述三個(gè)互感線圈的輸出方式采用四線制輸出。另外，圖中 還包括互感線圈骨架4。
如圖3所示，數(shù)字信號(hào)處理電路包括有由端子AC、 二極管DP1-DP4構(gòu)成橋式整流電 路、電容CP1-CP3構(gòu)成濾波電路、穩(wěn)壓芯片U6、穩(wěn)壓芯片U5及二極管DL1共同構(gòu)成電路 板電源電路；由電容CA1-CA4、調(diào)壓芯片U7及電阻RA1、 RA2共同構(gòu)成的無(wú)線模塊電源電 路；由端子HGXQ、電阻RK1-RK16、 二極管DK1-DK4、運(yùn)放U4共同構(gòu)成的信號(hào)放大電路； 由端子RELAY、三極管QS1、電阻RR1及RR2、電阻RS1-RS8、電阻RL1-RL18、端子JPP1 及JPP2、電容CS1-CS3、晶振XI、端子JDQ及微控器Ul共同構(gòu)成外圍電路；由電阻RM1-RM8、 電容CM1、發(fā)光二極管LED1、芯片U8、卡座U2及無(wú)線模塊U3共同構(gòu)成的無(wú)線模塊電路。
各互感線圈的輸出線C、 D、 E和公共線F分別接到數(shù)字信號(hào)處理電路的輸入端，即 端子HGXQ，其中端子1與C連接，端子2與D連接,端子3與E連接，端子4與F連接。
如圖4所示，圖中包括有由電阻R2、三極管Q0、蜂鳴器B1構(gòu)成的蜂鳴器電路；由數(shù)碼塊DS、電阻R3-R6、排阻RP0、三極管Ql-Q4構(gòu)成的顯示電路；LED構(gòu)成的指示電路； 由按鍵S1-S4及C0N1構(gòu)成按鍵電路；由電阻R7、電容C2構(gòu)成的復(fù)位電路；端子C0N2、 C0N3是連接到數(shù)字信號(hào)處理電路的端子。
如圖6所示，由電容C1與輔助觸點(diǎn)JP4構(gòu)成輔助觸點(diǎn)電路；由繼電器K1、 二極管 D5、輸入端子JP5構(gòu)成繼電器控制電路。輸入端子JP1輸入交流380V電源， 一方面經(jīng)過(guò) 變壓器Tl變壓輸出交流15V給數(shù)字信號(hào)處理電路供電；另一方面由輸入端子JP1輸入交 流380V—端經(jīng)過(guò)R1限流，再經(jīng)過(guò)繼電器K1，再經(jīng)過(guò)輔助觸點(diǎn)JP4，進(jìn)入D1、 D2、 D3、 D4組成的橋式整流電路，橋式整流電路輸出給勵(lì)磁線圈JP3。
工作時(shí)無(wú)線模塊的接收/發(fā)送腳與數(shù)字信號(hào)處理電路的發(fā)送/接收腳相連接，數(shù)字 信號(hào)處理電路把需要上傳給上位機(jī)的數(shù)據(jù)通過(guò)發(fā)送/接收腳傳送給無(wú)線模塊，無(wú)線模塊自 動(dòng)的通過(guò)GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送給上位機(jī)；同樣，上位機(jī)需要傳送的數(shù)據(jù)通過(guò)GSM/GPRS網(wǎng) 絡(luò)傳送給無(wú)線模塊，無(wú)線模塊接收到數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)接收/發(fā)送腳傳送給數(shù)字信號(hào)處理電路， 這樣實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理電路與上位機(jī)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳送。
本發(fā)明工作時(shí)電路在不同情況的具體算法如下
一、 電流過(guò)流、欠流算法
當(dāng)A、 B、 C三相過(guò)流，A、 B、 C三相電流互感器就產(chǎn)生電流信號(hào)，去掉負(fù)半波型號(hào)， 再經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大、采樣芯片采樣，進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理電路，采樣過(guò)程完成。由于電流信 號(hào)近似于正弦波，采樣點(diǎn)可能在正半波任意一點(diǎn)，為了避免采樣電流值與實(shí)際電流偏差 多大，采樣的算法是數(shù)字信號(hào)處理電路對(duì)每相電流經(jīng)過(guò)若干次采樣，運(yùn)用數(shù)學(xué)公式， 得到合適的數(shù)據(jù)；然后把該值與設(shè)定的過(guò)流值、欠流值進(jìn)行比較，如果該值大于過(guò)流值， 數(shù)字信號(hào)處理電路控制繼電器是接觸器斷開(kāi)，從而保護(hù)了電機(jī)。同樣如果該值小于欠流 值，數(shù)字信號(hào)處理電路控制繼電器是接觸器斷開(kāi)，從而保護(hù)了電機(jī)。并且過(guò)流值、欠流 值可以根據(jù)實(shí)際情況而設(shè)定，可修改。
二、 欠壓算法
電壓信號(hào)取自變壓器次級(jí)，經(jīng)過(guò)分壓、去掉負(fù)半波型號(hào)、運(yùn)放放大、采樣芯片采樣， 進(jìn)入數(shù)字信號(hào)處理電路，采樣過(guò)程完成。由于電壓信號(hào)是正弦波，采樣點(diǎn)可能在正半波 任意一點(diǎn)，為了避免采樣電流值與實(shí)際電流偏差多大，采樣的算法是數(shù)字信號(hào)處理電 路對(duì)每相電流經(jīng)過(guò)若干次采樣，運(yùn)用數(shù)學(xué)公式，得到合適的數(shù)據(jù)；然后把該值與設(shè)定的 欠壓值進(jìn)行比較，如果該值小于欠壓值，數(shù)字信號(hào)處理電路控制繼電器是接觸器斷開(kāi)， 從而保護(hù)了電機(jī)。欠壓值可以根據(jù)實(shí)際情況而設(shè)定，可修改。
三、 三相不平衡算法
將A、 B、 C三相電流采樣的最終值，A減去B的絕對(duì)值，B減去C的絕對(duì)值，A減C的絕對(duì)值，得到三個(gè)電流之差值,然后將這三個(gè)電流之差值與設(shè)定的不平衡值進(jìn)行比較， 如果它們之中有一個(gè)或者一個(gè)以上的大雨不平衡值，就說(shuō)明某相電流不平衡，數(shù)字信號(hào) 處理電路控制繼電器是接觸器斷開(kāi)，從而保護(hù)了電機(jī)。不平衡值可以根據(jù)實(shí)際情況而設(shè) 定，可修改。
在電路中主要以微控器為核心對(duì)電流、電壓采樣、處理及控制全部都以軟件為基礎(chǔ)， 通過(guò)相應(yīng)的算法，實(shí)現(xiàn)電流過(guò)流、欠流、欠壓、三項(xiàng)不平衡進(jìn)行有效的保護(hù)，啟動(dòng)延時(shí)、 保護(hù)延時(shí)能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求進(jìn)行自由設(shè)置，內(nèi)存能記錄電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)遠(yuǎn)程上位機(jī) 能監(jiān)控終端機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、啟動(dòng)或者停止電機(jī)，方便作業(yè)人員檢修、維護(hù)；顯示電路實(shí)時(shí) 顯示電機(jī)狀態(tài)。綜上所述實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1、一種智能遠(yuǎn)程電機(jī)監(jiān)控器，它包括有電流互感器和勵(lì)磁線圈，其特征是所述的電流互感器輸出端與帶有一無(wú)線模塊的數(shù)字信號(hào)處理電路輸入端相連接，該數(shù)字信號(hào)處理電路的輸出端與電機(jī)用電設(shè)備的控制電路相連接，該控制電路的輸出端與勵(lì)磁線圈相連接；數(shù)字信號(hào)處理電路還與帶有按鍵的顯示電路相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能遠(yuǎn)程電機(jī)監(jiān)控器，其特征是所述的電流互感器包括 有設(shè)置在整體框架上均勻分布的三個(gè)空心互感線圈定位柱，在每個(gè)空心互感線圈定位柱上 分別設(shè)置有一個(gè)互感線圈，三個(gè)空心互感線圈的信號(hào)輸出方式采用四線制輸出。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能遠(yuǎn)程電機(jī)監(jiān)控器，其特征是所述的勵(lì)磁線圈的接線 端與橋式整流電路的輸出端相連接；在橋式整流電路的輸入端串接有一輔助觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，該 輔助觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)上還并聯(lián)有一電容。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的智能遠(yuǎn)程電機(jī)監(jiān)控器，其特征是所述的數(shù)字信號(hào)處理電 路包括有電源電路、信號(hào)放大電路、外圍電路和無(wú)線模塊電路。
全文摘要
一種智能遠(yuǎn)程電機(jī)監(jiān)控器，它包括電流互感器和勵(lì)磁線圈，其技術(shù)特這是電流互感器輸出端與帶有一無(wú)線模塊的數(shù)字信號(hào)處理電路輸入端相連接，該數(shù)字信號(hào)處理電路的輸出端與電機(jī)用電設(shè)備的控制電路相連接，該控制電路的輸出端與勵(lì)磁線圈相連接；數(shù)字信號(hào)處理電路還與帶有按鍵的顯示電路相連接。本發(fā)明的電路采樣設(shè)計(jì)以數(shù)字電路為主，從而避免了純模擬電路抗干擾差、保護(hù)時(shí)間無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況變化更改、判斷三項(xiàng)電源是否有缺相造成保護(hù)靈敏度低、保護(hù)可靠性差的缺陷；本發(fā)明還具備可靠性高，實(shí)用安全可靠，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，安裝、使用、維護(hù)方便，應(yīng)用范圍寬，產(chǎn)品運(yùn)行成本低，減輕工人勞動(dòng)，即時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題即時(shí)解決，方便歷史數(shù)據(jù)查詢等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P29/00GK101630941SQ200910013159
公開(kāi)日2010年1月20日 申請(qǐng)日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者劉萬(wàn)更 申請(qǐng)人:劉萬(wàn)更