一種基于單片機的電動機綜合保護器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動機保護領域，尤其涉及一種基于單片機的JDB電動機保護器。
【背景技術】
[0002]在現代化生產中，隨著生產自動化水平的不斷提高，對電動機的運行要求也越來越高。傳統的電動機保護裝置大多由分離元件或是集成電路組成的電子線路，由于器件和電路的原因，保護電路的可靠性和靈敏性都存在一些問題。隨著科學技術的不斷進步和工藝的不斷完善，為滿足自動化生產的要求，迫切需要開發和完善電動機的控制和保護設備，及時、有效、可靠地保護電動機對國民經濟有著重要的意義。因此，開發一種性能穩定、保護種類齊全、動作速度快、靈敏度高、可靠性好、方便實用的綜合電動機保護器是解決電動機保護問題的關鍵。隨著電子技術的飛速發展，繼電保護技術的智能化成為必然趨勢。用單片機設計電動機保護裝置已經成為可能。

【發明內容】

[0003]為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于單片機的JDB電動機保護器，能及時、有效、可靠地保護電動機。
[0004]為實現上述目的，本發明采取如下技術方案:
[0005]一種基于單片機的JDB電動機保護器，包括電流互感器、電壓互感器、檢測模塊、電流整定模塊、模數轉換模塊、單片機、繼電器執行模塊、無線通訊模塊、以太網模塊和顯示與操作模塊；電流互感器，用于實時采集電動機電流信號，并將電流信號發送給檢測模塊；電壓互感器，用于實時采集電動機電壓信號，并將電壓信號發送給檢測模塊；檢測模塊，用于將接收到的電壓信號和電流信號進行檢測，并生成檢測信號發送給單片機；模數轉換模塊，用于將接收到的檢測信號與電流整定模塊提供的基準電流值進行比較，并生成數字信號發送給單片機；單片機，用于對接收到的數字信號進行分析處理，并將處理后的數字信號發送給無線通訊模塊、以太網模塊和顯示與操作模塊，還生成驅動信號發送給繼電器執行模塊；電流整定模塊，用于向模數轉換模塊提供基準電流值；顯示與操作模塊，用于顯示單片機發送的信號；還用于實現電動機的人工操作；通訊模塊，用于將單片機發送的信號無線傳輸到控制臺；以太網接口，用于將單片機發送的信號通過以太網傳輸到控制臺。
[0006]更進一步的，單片機為AT89C52芯片。
[0007]更進一步的，模數轉換模塊為MAX197芯片。
[0008]更進一步的，檢測模塊為CS5463芯片。
[0009]有益效果:(I)本發明具有短路、過載、斷相、漏電等電動機基本故障保護功能，其保護特性穩定、可靠。(2)本發明增加了信號的頻率輸出口，實現遠程編程、參數設定，使之成為可通信的新型電器產品，可分別用于計算機控制網絡或分布式現場總線系統，成為保護及在線監測和管理系統。(3)整定電流線性整定，刻度盤上的標識按同等量、多格數、均勻布置。用戶可根據電動機的額定電流大小進行設定，無需整定起動時間，一次設定成功，克服了目前國內外有些同類產品須帶載調試的缺點，用戶設定整定電流準確、方便。(4)本發明產品價格低、性能好，具有很高的性價比。(5)體積小，安裝尺寸與熱繼電器相同。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0012]如圖1所示，本發明提供的一種基于單片機的JDB電動機保護器，包括電流互感器、電壓互感器、檢測模塊、電流整定模塊、模數轉換模塊、單片機、繼電器執行模塊、無線通訊模塊、以太網模塊和顯示與操作模塊；電流互感器，用于實時采集電動機電流信號，并將電流信號發送給檢測模塊；電壓互感器，用于實時采集電動機電壓信號，并將電壓信號發送給檢測模塊；檢測模塊，用于將接收到的電壓信號和電流信號進行檢測，并生成檢測信號發送給單片機；模數轉換模塊，用于將接收到的檢測信號與電流整定模塊提供的基準電流值進行比較，并生成數字信號發送給單片機；單片機，用于對接收到的數字信號進行分析處理，并將處理后的數字信號發送給無線通訊模塊、以太網模塊和顯示與操作模塊，還生成驅動信號發送給繼電器執行模塊；電流整定模塊，用于向模數轉換模塊提供基準電流值；顯示與操作模塊，用于顯示單片機發送的信號；還用于實現電動機的人工操作；通訊模塊，用于將單片機發送的信號無線傳輸到控制臺；以太網接口，用于將單片機發送的信號通過以太網傳輸到控制臺。
[0013]為了及時獲得電動機的運行情況，該保護器采用了三個電流互感器，對電流進行實時采集。電流信號通過互感器采樣傳到保護器，經過整流進入模數轉換芯片MAX197中，經過MAX197采樣后將得到的電流值和整定電流獲得基準電流值轉換為數字量后一起送入單片機89C52中進行處理，通過實時采樣將主回路的電流值與基準電流值進行比較輸出，從而判斷電動機的工作狀態并將輸出信號進入頻率轉換電路。MAX197為12位的模數采集芯片，有很高的精度，這是本電路采用它的主要原因，用來提高電動機保護器的精度。
[0014]由于CS5463的電流檢測實際上是將電流信號轉變為電壓信號后的電壓檢測，所以，在電路中，先由采樣電阻將互感電流轉變為電壓信號，再通過限流電阻和電容濾波后輸人到CS5463的電流檢測管腳。CS5463具有與單片機通訊的雙向串口，其芯片的脈沖輸出頻率與有功能量成正比。CS5463具有方便的片上AC/DC系統校準功能。其“自引導”的特點使得CS5463能獨自工作，并在系統上電后自動初始化。在自引導模式，CS5463可從一個外部EEP-ROM中讀取校準數據和啟動指令。使用該模式，CS5463在工作時不需要外加微控制器，因此，當電表用于大批量住宅電能測量時，可降低電表的成本。
[0015]當檢測到電動機出現故障時，單片機觸發繼電器動作完成保護輸出，并通過狀態指示燈進行故障判斷。避免電動機在故障狀態重復起動，加劇電動機的損壞，當故障排除后，通過MAX813L復位芯片進行復位，實現重新啟動。顯示與操作模塊上安裝的指示燈分別用來作為保護器的工作電源指示和電動機故障指示。
[0016]無線傳輸模塊，將單片機處理的信號實時遠程發送到總控制臺，可以實現遠程控制。本實例采用GPRS無線傳輸設備DATA-6106，其主要針對工業級應用，是一款內嵌GSM/GPRS核心單元的無線Modem，采用GSM/GPRS網絡為傳輸媒介，是一款基于移動GSM短消息平臺和GPRS數據業務的工業級通訊終端。它利用GSM移動通信網絡的短信息和GPRS業務為用戶搭建了一個超遠距離的數據傳輸平臺。標準工業規格設計，提供RS232標準接口，直接與用戶設備連接，實現中英文短信功能，彩信功能，GPRS數據傳輸功能。具有完備的電源管理系統，標準的串行數據接口。外觀小巧，軟件接口簡單易用。可廣泛應用于工業短信收發、彩信收發圖片文件、GPRS實時數據傳輸等諸多工業與民用領域。
[0017]以太網模塊接口，將單片機處理的信號通過網線實時遠程發送到總控制臺，以實現遠程控制。本實例采用RTL8019AS以太網控制器，是由Realtek公司出的一款高集成度的以太網控制芯片，具有8/16位總線模式，集成了 IEEE802.3協議標準的介質訪問控制子層(MAC)和物理層的性能，與NE2000相兼容，支持以太網全雙工通信方式，支持UTP，An和BNC自動檢測，支持16條I/O基本地址選項和額外I/O地址輸入輸出完全解碼方式，支持存儲器瞬時讀寫，收發可同時達到1Mbps的速率，內置16ΚΒ的SRAM，可以方便的與微處理器進行連接
[0018]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于單片機的電動機保護器，其特征在于:包括電流互感器、電壓互感器、檢測模塊、電流整定模塊、模數轉換模塊、單片機、繼電器執行模塊、無線通訊模塊、以太網模塊和顯示與操作模塊； 所述電流互感器，用于實時采集電動機電流信號，并將電流信號發送給檢測模塊； 所述電壓互感器，用于實時采集電動機電壓信號，并將電壓信號發送給檢測模塊；所述檢測模塊，用于將接收到的電壓信號和電流信號進行檢測，并生成檢測信號發送給單片機； 所述模數轉換模塊，用于將接收到的檢測信號與電流整定模塊提供的基準電流值進行比較，并生成數字信號發送給單片機； 所述單片機，用于對接收到的數字信號進行分析處理，并將處理后的數字信號發送給無線通訊模塊、以太網模塊和顯示與操作模塊，還生成驅動信號發送給繼電器執行模塊；所述電流整定模塊，用于向模數轉換模塊提供基準電流值； 所述顯示與操作模塊，用于顯示單片機發送的信號；還用于實現電動機的人工操作； 所述通訊模塊，用于將單片機發送的信號無線傳輸到控制臺； 所述以太網接口，用于將單片機發送的信號通過以太網傳輸到控制臺。
2.根據權利要求1所述的一種基于單片機的電動機保護器，其特征在于:所述單片機為AT89C52芯片。
3.根據權利要求1所述的一種基于單片機的電動機保護器，其特征在于:所述模數轉換模塊為MAX197芯片。
4.根據權利要求1所述的一種基于單片機的電動機保護器，其特征在于:所述檢測模塊為CS5463芯片。
【專利摘要】本發明公開了一種基于單片機的電動機保護器，包括：電流互感器，實時采集電動機電流信號；電壓互感器，用于實時采集電動機電壓信號；檢測模塊，將接收到的電壓信號和電流信號進行檢測；模數轉換模塊，將接收到的檢測信號與電流整定模塊提供的基準電流值進行比較，并生成數字信號；單片機，用于對接收到的數字信號進行分析處理，還驅動繼電器執行模塊；電流整定模塊，向模數轉換模塊提供基準電流值；顯示與操作模塊顯示單片機發送的信號，還實現電動機的人工操作；通訊模塊，將單片機發送的信號無線傳輸到控制臺；以太網接口，將單片機發送的信號通過以太網傳輸到控制臺。
【IPC分類】H02H7-08
【公開號】CN104577984
【申請號】CN201310471780
【發明人】王頤
【申請人】南京歐格節能科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月11日