專利名稱：一種電動機智能節(jié)電保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動機節(jié)電保護裝置，尤其是涉及一種工業(yè)和民用機 械設(shè)備中的電動機智能節(jié)電保護裝置。
背景技術(shù)：
在各行各業(yè)的機械設(shè)備中，絕大部份使用電動機作為傳動裝置。根據(jù)標準， 幾乎所有的機械設(shè)備在配置電動機時，均須依據(jù)機械設(shè)備在實際運行過程中的 最大負荷選配電動機，并對電動機的功率配置留有一定的余量，以滿足機械設(shè) 備在實際運行過程中的最大需求。同時，機械設(shè)備在實際運行過程中， 一般為 不恒定負載或負載在經(jīng)常變化的工況下運行。另一方面，電動機在啟動時，將
產(chǎn)生較大瞬流， 一般為額定電流的5 7倍，這就產(chǎn)生了相當?shù)哪芰繐p耗，浪費 了大量的電能。
現(xiàn)有電動機節(jié)電裝置主要采用Y/A轉(zhuǎn)換方法控制電動機繞組，以達到節(jié)電 目的。由于此類產(chǎn)品無法實時檢測負載狀況，對負載進行動態(tài)跟蹤，因而節(jié)電 效果欠佳。還有一種通過調(diào)整晶閘管導通角，對電壓進行調(diào)節(jié)，以達到節(jié)電目 的方法。此技術(shù)產(chǎn)品的主要不足是，在降低電壓的同時，電動機的扭矩力也相 應(yīng)降低，當電動機在運行過程中，其突加負載超過一定值時，電流會成倍上增， 反而導致更大的電能耗損。目前，有一種變頻調(diào)速裝置，通過預設(shè)的頻率參數(shù) 值，實現(xiàn)對電動機的調(diào)速控制，同時也具有一定的節(jié)電功能。由于此裝置的主 要設(shè)計功能是以實現(xiàn)對電動機調(diào)速控制，以滿足其特定工況負載，如風機、水 泵、空調(diào)等，故須根據(jù)需要，由操作者預設(shè)頻率參數(shù)，以達到所需的電動機轉(zhuǎn) 速。由于該裝置不具備負載自動跟蹤，實時自動調(diào)控功能，所以對運行中經(jīng)常
變化的負載一般不適用，不能達到節(jié)電的目的；另一方面，該技術(shù)產(chǎn)品在實用 中專業(yè)性較強，操控較為繁瑣，須根據(jù)不同的需要預設(shè)不同的參數(shù)值，因而操 作難度較大，不易普及；第三，人機對話方式為數(shù)碼代號，對操作者不直觀且 難記，增加了操控難度；第四，功能擴展局限性較大，需要通過外圍裝置實現(xiàn) 其功能擴展，增加了用戶的采購成本；第五，功率元件保護電路設(shè)計欠合理， 容易燒毀功率元件，因此，產(chǎn)品質(zhì)量無法得到可靠保證。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種節(jié) 電效果好，操作簡便，工作可靠的電動機智能節(jié)電保護裝置。
本實用新型的技術(shù)方案是其包括主電源電路、開關(guān)電源電路、功率驅(qū)動 電路、微處理器(CPU)、 P麗生成、保護電路、電源檢測電路、功能擴展口、參 數(shù)設(shè)置控制器、顯示器，所述主電源電路的輸出端分別與功率驅(qū)動電路和開關(guān) 電源的輸入端連接，開關(guān)電源電路的輸出端分別與功率驅(qū)動電路、微處理器、 PWM生成電路、保護電路、電源檢測電路、功能擴展口、顯示器的輸入端連接； 功率驅(qū)動電路的輸入端分別與PWM生成電路、微處理器和開關(guān)電源電路的輸入 端連接，輸出端與保護電路的輸入端連接；微處理器的輸入端分別與功率驅(qū)動 電路、保護電路、電源檢測電路、功能擴展口、參數(shù)設(shè)置控制器、開關(guān)電源電 路的輸出端連接，輸出端分別與PWM生成電路和顯示器的輸入端連接。
優(yōu)選方案還設(shè)有功能擴展口，所述功能擴展口的輸入端與開關(guān)電源電路 的輸出端連接，輸出端與所述微處理器的輸入端連接。
所述微處理器中存儲有電機運行和節(jié)電參數(shù)標準數(shù)據(jù)庫，運行時，微處理 器首先探測負載電機的類型，將反饋回來的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)類型電機 的相應(yīng)數(shù)據(jù)進行分析比較，自動調(diào)取相應(yīng)類型電機的運行和節(jié)電參數(shù)數(shù)據(jù)，按
該類型電機節(jié)電參數(shù)數(shù)據(jù)來初始運行；如果數(shù)據(jù)庫沒有所測負載電機的類型， 微處理器將自動從標準數(shù)據(jù)庫中選擇符合該電機的運行參數(shù)和節(jié)電參數(shù)，以達 到匹配；當設(shè)置的參數(shù)和探測的參數(shù)反饋到微處理器時，微處理器將實時進行
分析處理，給出相應(yīng)的指令，并輸入顯示器顯示。
其工作步驟為CPU初始化后，進行設(shè)備自檢，電源檢測正常后CPU輸出初
始運行數(shù)據(jù)給SP麗脈沖形成電路，產(chǎn)生所需的IGBT驅(qū)動信號，經(jīng)光電隔離、 功率放大后加到IGBT的控制輸入端，使IGBT驅(qū)動負載運行，將運行狀態(tài)數(shù)據(jù) 傳送至顯示器顯示；同時，(1)檢測電流采樣反饋回來的信號，分別與設(shè)定的 電機過載、設(shè)備過載保護值作比較和將輸出信號與反饋信號作比較，將設(shè)備實 時調(diào)整至最佳節(jié)能運行狀態(tài)(主動式自動跟蹤節(jié)能調(diào)節(jié)方式)；(2)接收電源檢 測信號，與設(shè)定的過壓保護值和欠壓保護值作比較，并作出相應(yīng)的處理；(3) 探測IGBT短路保護部分是否輸出短路保護信號；電機上的溫度傳感器是否有過 熱信號輸出；設(shè)備散熱器上的溫度傳感器是否有過熱信號輸出；(4)檢測控制 輸入端，是否有啟動、停機、急停、復位信號輸入，將上述檢測數(shù)據(jù)分析處理 后，進行到下一運行檢測周期。
本實用新型的有益效果(1)本實用新型微處理器內(nèi)存有電機運行和節(jié)電 參數(shù)標準化數(shù)據(jù)庫，并與智能控制程序構(gòu)成一個智能調(diào)控體系，這種獨特的設(shè) 計，大大增強了對電機的精確控制，有效避免了電機運行控制參數(shù)不匹配，致 使發(fā)熱甚至燒毀的現(xiàn)象發(fā)生；(2)在初始化運行時，自動檢測電機的各項技術(shù) 參數(shù)，自動調(diào)用數(shù)據(jù)庫中與電機相匹配的運行參數(shù)，使電機達到最佳運行狀態(tài); (3)具有動態(tài)跟蹤、實時調(diào)控功能。微處理器不斷探測電機在運行時的各項運
行參數(shù)，并通過邏輯分析，動態(tài)跟蹤，實時調(diào)控電機，使電機始終處于最經(jīng)濟 的運行狀態(tài)， 一改變頻器的被動控制(設(shè)置技術(shù)參數(shù))為主動調(diào)控的控制模式，
將變頻調(diào)速技術(shù)成功的應(yīng)用到節(jié)電領(lǐng)域；(4)優(yōu)選方案設(shè)置的功能擴展口，可 方便快捷地實現(xiàn)功能延伸，無須象現(xiàn)有變頻裝置在功能擴展時，需另外選配成 套擴展裝置。(5)由于釆用了標準化的數(shù)據(jù)庫，將現(xiàn)在的變頻調(diào)速裝置繁雜的 界面參數(shù)設(shè)置控制模式大大簡化，只需8個基本參數(shù)設(shè)定，其它操作全由微處 理器自動處理，有效降低了操作人員的操作難度和誤操作機率，便于推廣應(yīng)用； (6)從數(shù)碼顯示方式改變?yōu)長ED/VFD顯示，人機對話更直觀，更便于操作。


圖1為本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)方框圖2-1、 2-2、 2-3、 2-4為圖l所示實施例的主電路原理圖(其中包括微處 理器電路，PWM生成電路，功率驅(qū)動電路，過流、過熱保護電路，顯示器及參數(shù) 設(shè)置電路，擴展口電路等)；
圖3-1、 3-2、 3-3為圖1所示實施例的電源電路原理圖(其中包括開關(guān)電 源電路，電源檢測電路，欠壓/過壓、短路保護電路等)；
圖4為圖1所示實施例的控制程序邏輯方框圖5為圖1所示實施例的控制程序自動跟蹤部分邏輯方框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
參照圖1，本實施例由主電源電路10、開關(guān)電源電路11、功率驅(qū)動電路12、 微處理器13、 PWM生成電路14、保護電路15、電源檢測電路16、功能擴展口 17、參數(shù)設(shè)置控制器18、顯示器19組成；主電源電路10的輸出端分別與開關(guān) 電源11和功率驅(qū)動電路12的輸入端相連接；開關(guān)電源11的輸出端分別與功率 驅(qū)動電路12、微處理器13、 PWM生成電路14、保護電路15、電源檢測電路16、 功能擴展口 17、顯示器19的輸入端連接；功率驅(qū)動電路12的輸入端分別與PWM
生成電路14、微處理器13和開關(guān)電源電路11的輸入端連接，輸出端與保護電 路15的輸入端相連接；微處理器13的輸入端分別與功率驅(qū)動電路12、保護電 路15、電源檢測電路16、功能擴展口 17、參數(shù)設(shè)置控制器18、開關(guān)電源電路 11的輸出端相連接，其輸出端分別與PWM生成電路14和顯示器19的輸入端相 連接。
參照圖3-1，所述主電源電路10:由防沖擊電路、三相橋式整流模塊、快 速熔斷式保險管、濾波電容器依次串接。防沖擊電路由大功率電阻和繼電器的 常開觸頭并聯(lián)接觸在一起組成，三相電源由輸入接線端經(jīng)防沖擊電路送到三相 橋式整流模塊后變?yōu)橹绷魍ㄟ^快速熔斷式保險管加到濾波電容器上；通電時繼 電器M1不吸合，電源通過大功率電阻R1限流后，對主電源電容器組C25、 C26 進行充電，開關(guān)電源正常工作，微處理器自檢正常后，使繼電器得到正常的工 作電壓吸合，從而將限流電阻R1兩端短接，主電源部分進入正常工作狀態(tài)，并 將電源分二路輸送至開關(guān)電源輸入端和IGBT主電源輸入端；
參照圖3-l，所述開關(guān)電源電路11:由開關(guān)變壓器B400、開關(guān)管T400、電 源控制芯片UC3844 (IC400)及外圍電路構(gòu)成；所述外圍電路由保險電阻RB421、 防反接二極管D430、濾波電容C438、 C439構(gòu)成；保險電阻RB421的一端與主電 源的正極相連接，另一端與D430的一端相連接；C438、 C439相串連，正極與 D430的正極相連接，負極與主電源的負極相連接；從主電源輸入直流電后，經(jīng) 保險電阻RB421、防反接二極管D430后，并經(jīng)濾波電容C438、 C439濾波后，一 路輸出至開關(guān)變壓器B400的第8腳經(jīng)第7腳輸出至電源開關(guān)管T400的D級， 另一路輸出至開關(guān)電源啟動單元，所述開關(guān)電源啟動單元由開關(guān)電源啟動電路、 開關(guān)電源穩(wěn)壓電路、開關(guān)電源尖峰吸收電路、開關(guān)電源過流保護電路、開關(guān)電 源輸出電源電路、開關(guān)電源電壓檢測電路等6部分組成
參照圖3-1，所述開關(guān)電源啟動電路，由RB421通過R444給C421充電(另 一腳接至IC400第7腳)，當C421 二端電壓升至17V時，IC400第7腳的基準電 壓發(fā)生器產(chǎn)生5V的基準電壓經(jīng)IC400第8腳輸出，經(jīng)RC定時元件R446、 C426 接至IC400第4腳，當C426上的電壓升至一定值時，第4腳內(nèi)的電子開關(guān)導通， C426通過IC400第4腳放電；當C426電壓降至一定值時，第4腳內(nèi)的電子開關(guān) 斷開，C426通過R446充電，產(chǎn)生的鋸齒波電壓通過第4腳經(jīng)鋸齒波整形電路產(chǎn) 生方波電壓。當方波電壓為高電頻時，IC400第6腳輸出驅(qū)動電壓，輸出至T400 的G級，T400導通，其D級輸出電源在B400的8 7腳之間的繞組上產(chǎn)生感應(yīng) 電動勢，由于互感現(xiàn)象，故在B400間的5 6腳繞組產(chǎn)生5腳為正，6腳為負的 感應(yīng)電動勢，5腳的正脈沖電壓通過D421整流，C451濾波產(chǎn)生21V的電壓，通 過D422加到IC400的第7腳，為IC400提供穩(wěn)定的電源電壓，在T400飽和導 通其間，B400次級繞組所接的整流電路因感應(yīng)電動勢反向而截止，電能便以磁 能的形勢存儲在B400中，當方波電壓為低電平時，IC400第6腳無輸出，T400 截止感應(yīng)電動勢反向，B400次級繞組所接的整流電路開始工作，輸出各路直流 電壓;
參照圖3-l,所述開關(guān)電源穩(wěn)壓電路，當電網(wǎng)電壓升高或負載變輕引起B(yǎng)400 輸出端電壓升高時，B400的反饋繞組的脈沖電壓也升高，D421整流、C451濾波 后加到DW400上的直流電壓也升高，當升高電壓超過21V時通過DW400使R448、 R441分壓后加到IC400的2腳的電壓超過2. 5V，該電壓與內(nèi)部基準2. 5V電壓 比較后，控制IC400的6腳輸出脈沖的占空比下降，使T400提前關(guān)斷。此時B400 因T400的導通時間縮短而儲能下降，使B400的次級輸出電壓降到規(guī)定值。當 電網(wǎng)電壓下降或負載變重時，穩(wěn)壓過程與上述相反；
參照圖3-l，所述開關(guān)電源尖峰吸收電路，為防止在T400截止期間，其D
級的感應(yīng)脈沖電壓的尖峰擊穿T400，而設(shè)置了由R455、 R454、 R453、 C420、 D420、 DF420組成的尖峰吸收電路，T400的D級受到的尖峰電壓經(jīng)D420、 DF420、 R453 對C420充電，吸收尖峰電壓；R455、 R454為C420提供放電回路；
參照圖3-1，所述開關(guān)電源過流保護電路，T400的S極的電阻R452為過流 取樣電阻，由于某種原因引起T400的S極電流增大，使R452上的壓降也增大， 通過R443送到IC400的3腳的電壓也升高，當該電壓超過IV時，IC400的6腳 無輸出，T400截止，電源停止工作，實現(xiàn)過電流保護。
參照圖3-2、 3-l，所述開關(guān)電源輸出電源電路，D401整流，C400濾波輸出 +18V, D400整流，C401濾波輸出-9V，為U、 V、 W三路下橋臂驅(qū)動電路供電； D406整流，C410濾波輸出+18V， D410整流，C406濾波輸出-9V，為W路上橋臂 驅(qū)動電路供電；D407整流，C411濾波輸出+18V， D411整流，C407濾波輸出-9V， 為V路上橋臂驅(qū)動電路供電；D408整流，C412濾波輸出+18V， D412整流，C408 濾波，輸出-9V，為U路上橋臂驅(qū)動電路供電；D414、 D413整流，C413濾波， 輸出24V，為散熱風扇供電；D409整流，C405濾波，T402穩(wěn)壓，輸出5V電壓， 為主板電路供電；D403整流，C403濾波，T403穩(wěn)壓，出-12V電壓，D404整流， C404濾波，T404穩(wěn)壓輸出+12V電壓，為霍爾傳感器IP283、 IP280供電；
參照圖3-1、 3-2,開關(guān)電源電壓檢測電路，D405整流，C409、 C410濾波，R292、 R293、 R294、 R295分壓采樣后，經(jīng)R026到微處理器13的(26)腳進行A/D轉(zhuǎn) 換，得到的電壓數(shù)據(jù)如果高于設(shè)定的過電壓數(shù)據(jù)或低于欠電壓數(shù)據(jù)值時，比較 后做出相應(yīng)的過電壓保護和欠電壓保護，并輸出保護數(shù)據(jù)至顯示器19顯示，如 果處于兩個值之間則不予處理，將電壓數(shù)據(jù)送顯示器19顯示。
參照圖2-4、 3-3,所述功率驅(qū)動電路12:由U信號電路、V信號電路和紫 信號電路組成。U信號電路從IC3的16、 17腳輸出的SPWM信號經(jīng)R14, R15
送到ICA200、 ICB200處理后，由ICA200送出下橋臂信號經(jīng)TB200, TB201組成 的功率放大電路放大后驅(qū)動IGBT模塊中的下橋臂。由ICB200送出上橋臂信號 經(jīng)TA220， TA221組成的功率放大電路放大后，驅(qū)動IGBT模塊的上橋臂；V信號 電路從IC3的14、 15腳輸出的SPWM信號經(jīng)R12， R13送到ICA210 (PC929)、 ICB210 (PC923)處理后由ICA210送出下橋臂信號經(jīng)TB210， TB201組成的功率 放大電路放大后驅(qū)動IGBT模塊中的下橋臂。由ICB210送出上橋臂信號經(jīng)TA210， TA211組成的功率放大電路放大后，驅(qū)動IGBT模塊的上橋臂；W信號電路從 IC3的12、 13腳輸出的SPWM信號經(jīng)RIO， Rll送到ICA220、 ICB220處理后由 ICA220送出下橋臂信號經(jīng)TB200， TB201組成的功率放大電路放大后驅(qū)動IGBT 模塊中的下橋臂。由ICB220送出上橋臂信號經(jīng)TA220, TA221組成的功率放大 電路放大后，驅(qū)動IGBT模塊的上橋臂。
參照圖2-l，所述微處理器13:為LPC936微處理器，其中存儲有1600余 種型號的電機運行和節(jié)電參數(shù)標準數(shù)據(jù)庫，運行時，微處理器13首先探測負載 電機的類型，將反饋回來的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行分析比較，自動調(diào)取相 關(guān)類型的電機節(jié)電和運行參數(shù)數(shù)據(jù)，按該類型電機節(jié)電參數(shù)數(shù)據(jù)來初始運行； 如果數(shù)據(jù)庫沒有所測負載電機的類型，微處理器將自動從節(jié)電器數(shù)據(jù)庫中選擇 最符合該電機的運行參數(shù)和節(jié)電參數(shù)，以達到最精確的匹配；當設(shè)置的參數(shù)和 探測的參數(shù)反饋到微處理器13時，微處理器13將實時進行分析處理，給出相 應(yīng)的指令，并輸入顯示器19顯示。
參照圖4，步驟101為初始化，初始完成，進入下一步驟102，自檢是否正 常，若為否，則將數(shù)據(jù)傳輸至112，停機；若為是，則將自檢數(shù)據(jù)傳輸至下一步 驟lll，接受控制指令調(diào)整運行數(shù)據(jù)，然后進入運行步驟103,同時進入自動跟 蹤步驟106,檢測運行保護值是否正常步驟108，若為是，繼續(xù)運行，若為否，
則將數(shù)據(jù)傳輸至112，停機；步驟110為參數(shù)設(shè)置控制指令，步驟lll對參數(shù)設(shè) 置控制指令進行邏輯分析判斷后調(diào)整運行數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)送至顯示步驟109、運 行步驟103，進入運行數(shù)據(jù)采樣步驟107，進行運行數(shù)據(jù)采樣，至步驟108，對 運行保護值是否正常進行檢測，若為是，則將數(shù)據(jù)傳輸至111接受控制指令調(diào) 整運行數(shù)據(jù)，若為否，則返回步驟112，停機；步驟107運行數(shù)據(jù)采樣，對運行 數(shù)據(jù)進行采樣后，進入步驟104探測電機類型，將確定的電機類型參數(shù)送至步 驟105，根據(jù)探測的電機類型從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出相應(yīng)的電機節(jié)電運行參數(shù)，接受到 步驟104探測電機類型數(shù)據(jù)后，比照預置的電機標準數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，經(jīng)邏輯分析、 運算，生成相應(yīng)的節(jié)電運行參數(shù)至步驟106自動跟蹤，根據(jù)從數(shù)據(jù)庫中調(diào)出的 相應(yīng)的電機節(jié)電運行參數(shù)和步驟107運行數(shù)據(jù)采樣，判斷其負載率，同時進行 邏輯分析處理，對運行參數(shù)進行調(diào)整，并將調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸至111接受控制指令 調(diào)整運行數(shù)據(jù)，至此進入下一個周期運行。
微處理器13檢測到負載電機按初始節(jié)電數(shù)據(jù)運行至正常狀態(tài)后，將反饋回 來的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)與內(nèi)置的數(shù)據(jù)庫參數(shù)一起進行比較判斷，給出最佳節(jié)電運行 參數(shù)，調(diào)整節(jié)電器的輸出功率；當調(diào)整節(jié)電器功率后反饋回來的運行數(shù)據(jù)值增 大，經(jīng)微處理器13判斷比較后，減小負載電機節(jié)電率，加大節(jié)電器輸出功率； 當反饋回來的運行數(shù)據(jù)值減小，經(jīng)微處理器判斷比較后，增大負載電機節(jié)電率， 減小節(jié)電器輸出功率，直到最佳匹配，使電動機始終處于最佳節(jié)電運行狀態(tài)。 附圖5為控制程序自動跟蹤部分邏輯方框圖。
參照圖5，步驟120，初始節(jié)電狀態(tài)后，進入下一步驟121，對是否穩(wěn)定運行 進行判斷，若為否，則回至上一步驟120,若為是，則進入下一步驟122，對反 饋數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行比較運算，調(diào)整輸出功率至步驟123，判斷電流是否上 升，若為否，則回至上一步驟122，若為是，則進入下一步驟124，對反饋數(shù)據(jù)與
數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行比較運算，并根據(jù)運算結(jié)果調(diào)整輸出功率，同時進入下一步驟
125,判斷電流是否下降，若為否，則返回步驟122，進行下一周期運行，若為是， 則返回步驟124。
參照圖2-4，所述PWM生成電路14:由微處理器13的27、 2、 3、 4、 5腳 輸送數(shù)據(jù)到IC3 (SPWM輸出模塊)的7、 2、 3、 4、 5腳后，經(jīng)數(shù)據(jù)處理形成所 需的SPWM波形從IO、 11、 12、 13、 14、 15腳輸出。
所述保護電路15:由電機過熱保護電路、過壓/欠壓保護電路、電機過流保 護電路、電機及節(jié)電器短路保護電路、節(jié)電器過熱保護電路、節(jié)電器過流保護 電路組成；
參照圖2-2，電機過熱保護電路當電機溫度高于過熱保護值時，與外接控 制端(X06)相接的溫度傳感器2內(nèi)部導通，將IC032的2腳髙電平通過RA02 拉低變成低電平，IC032內(nèi)部光電轉(zhuǎn)換后3腳 4腳導通，3腳上的掃描信號從 4腳輸出經(jīng)R015送入微處理器13,微處理器13檢測到15腳的掃描信號后判斷 電機過熱，給出停機保護指令，并將電機過熱停機數(shù)據(jù)送至顯示器顯示；
參照圖3-3，電機過流保護電路霍爾傳感器IP283、 IP280輸出的電流采 樣信號，經(jīng)過L300濾波與霍爾傳感器3腳輸出的電流采樣信號，經(jīng)過L301濾 波后的信號疊加在一起，再經(jīng)RW300調(diào)整誤差，通過R025送到微處理器25腳 內(nèi)部進行A/D轉(zhuǎn)換，得到的電流采樣數(shù)據(jù)經(jīng)與微處理器13控制程序預設(shè)的電機 過流保護值進行分析比較，如果高于電機過流保護值時，微處理器13給出停機 保護信號，并將故障數(shù)據(jù)送顯示器19顯示；電流采樣數(shù)據(jù)在正常值時送正常電 流數(shù)據(jù)到顯示器19顯示，同時將數(shù)據(jù)與微處理器13控制程序預設(shè)的電機過流
保護值進行分析比較后，做出相應(yīng)的處理。
參照圖3-3，電機、節(jié)電器短路保護電路W路短路保護在IGBT正常導
通時，其C極電壓降至3V以下與RA229、 DWA220、 DA221、 DA220、 RA227上的 電壓疊加后使IC220的9腳的電壓低于供電電壓減去6. 5V后的電壓值，當出現(xiàn) 短路情況時IGBT電流劇增，其C極電壓上升至3V以上，導致IC220的9腳的 電壓高于供電電壓減去6. 5V后的電壓值，IC220內(nèi)部電路動作使8腳由高電平 變?yōu)榈碗娖?，將ICC200的2腳電平拉低，ICC220的3腳和4腳導通，微處理器 13的10腳通過R010接地，微處理器13接收到IGBT短路保護部分送入的短路 保護信號后，給出相應(yīng)保護指令；同時送短路停機保護數(shù)據(jù)至顯示器19顯示； V路和U路保護過程與上述相同；V路回路RA219、DWA210、DA211、DA210、RA217、 IC210的9腳輸入，8腳輸出，ICC210的2腳輸入，4腳輸出，經(jīng)ROIO、至微處 理器13的10腳；W路回路RA209、 DWA200、 DA201、 DA200、 RA207、 IC200的9 腳輸入處理后，至8腳輸出。ICC200的2腳輸入，4腳輸出，經(jīng)ROIO、至微處 理器13的(10)腳。
參照圖2-2,節(jié)電器過熱保護電路當某種原因(如散熱風扇不工作)引起 散熱器溫度高于過熱保護值時溫度傳感器內(nèi)部導通，將IC039的2腳高電平通 過RA09拉低變成低電平，IC039內(nèi)部光電轉(zhuǎn)換后3腳 4腳導通，3腳上的掃描 信號從4腳輸出經(jīng)D039、 R012、送入微處理器13的12腳，微處理器13檢測到 12腳的掃描信號后，判斷設(shè)備過熱，給出相應(yīng)保護指令。同時送過熱保護數(shù)據(jù) 至顯示器19顯示；
參照圖3-3，節(jié)電器過流保護霍爾傳感器輸出的電流采樣信號，經(jīng)過L300 濾波與霍爾傳感器3腳輸出的電流采樣信號，經(jīng)過L301濾波后的信號疊加在一 起，再經(jīng)RW300調(diào)整誤差，通過R025送到微處理器13的(25)腳內(nèi)部進行AD 轉(zhuǎn)換，得到的電流采樣數(shù)據(jù)經(jīng)與微處理器13控制程序預設(shè)的節(jié)電器過流保護值 進行分析比較，如果高于節(jié)電器過流保護值時，微處理器13給出停機保護信號，
并將故障數(shù)據(jù)送顯示器19顯示；電流采樣數(shù)據(jù)在正常值時送正常電流數(shù)據(jù)到顯 示器19顯示，同時將數(shù)據(jù)與微處理器13控制程序預設(shè)的電機過流保護值進行 分析比較后，做出相應(yīng)的處理。
參照圖3-1、 3-2，所述電源檢測電路16:由整流二極管D405，濾波電容器 C409、 C410，電阻器R292、 R293、 R294、 R295、 R026、微處理器13的26腳進 行A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)成；電流信號由D405整流，C409、 C409濾波，R292、 R293、 R294、 R295分壓采樣后經(jīng)R026到微處理器的26腳進行A/D轉(zhuǎn)換。
所述功能擴展口電路17:由外接啟動控制電路、外接停機控制電路、外接 急?？刂齐娐贰⑼饨觽溆每冖?、外接備用口②、外接備用口③、外接備用口④、 外接備用口⑤組成
參照圖2-2,外接啟動控制電路將IP030 (XO)與COM接通，IC038 (2腳) 高電平通過RA08拉低變成低電平，IC038內(nèi)部光電轉(zhuǎn)換后3腳 4腳導通，3腳 上的掃描信號從4腳輸出經(jīng)D038、 R011送入處理器13的11腳，微處理器13 檢測到11腳的掃描信號后輸出啟動數(shù)據(jù)；
參照圖2-2，外接停機控制電路將IP030 (X1)與C0M接通，IC036的2 腳高電平通過RA06拉低變成低電平，IC036內(nèi)部光電轉(zhuǎn)換后3腳 4腳導通，3 腳上的掃描信號從4腳輸出經(jīng)D036、 R006送入處理器13的6腳，微處理器13 檢測到6腳的掃描信號后停機；
參照圖2-2，外接急?？刂齐娐穼⒅^O (X07)與COM接通，IC030的2 腳高電平通過RAOO拉低變成低電平，IC030內(nèi)部光電轉(zhuǎn)換后3腳 4腳導通， 微處理器13的10腳通過ROIO、 IC030的4腳接地，微處理器13執(zhí)行急停指令， 停機，送停機數(shù)據(jù)至顯示器19顯示。
參照圖2-2，外接擴展備用口①IP030 (X02)、 M07、 IC037的2腳輸入，4
腳輸出，經(jīng)D037， R015，至微處理器13的15腳。
參照圖2-2，外接擴展備用口②IP030 (X03)、 RA05、 IC035的2腳輸入， 4腳輸出，經(jīng)D035， R016，至微處理器13的16腳。
參照圖2-2，外接擴展備用口③IP030 (X04)、 RA04、 IC034的2腳輸入4 腳輸出，經(jīng)D034， R016，至微處理器13的16腳。
參照圖2-2，外接擴展備用口④IP030 (X05)、 RA03、 IC033的2腳輸入4 腳輸出，經(jīng)D033， R006，至微處理器13的6腳。
參照圖2-2，外接擴展備用口⑤IP030 (X08)、 RAOl、 IC031的2腳輸入4 腳輸出，經(jīng)D031, ROll，至微處理器13的11腳。
所述參數(shù)設(shè)置控制器18:包括控制面板，所述操作面板與微處理器、顯示 器連接，其功能是設(shè)定負載類型、額定電壓、額定電流、運行頻率、加減速時 間、轉(zhuǎn)向控制保護參數(shù)和故障查詢等，并根據(jù)需要，向微處理器和顯示器輸出 控制指令。
所述顯示器19:由LED/VFD顯示模塊構(gòu)成，并與微處器13及操作面板相連 接，當接收到微處理器和操作面板給出顯示指令時，顯示器根據(jù)指令顯示相應(yīng) 信息。
權(quán)利要求1、一種電動機智能節(jié)電保護裝置，其特征在于，其包括主電源電路、開關(guān)電源電路、功率驅(qū)動電路、微處理器、PWM生成、保護電路、電源檢測電路、功能擴展口、參數(shù)設(shè)置控制器、顯示器，所述主電源電路的輸出端分別與功率驅(qū)動電路和開關(guān)電源的輸入端連接，開關(guān)電源電路的輸出端分別與功率驅(qū)動電路、微處理器、PWM生成電路、保護電路、電源檢測電路、顯示器的輸入端連接；功率驅(qū)動電路的輸入端分別與PWM生成電路、微處理器和開關(guān)電源電路的輸入端連接，輸出端與保護電路的輸入端連接；微處理器的輸入端分別與功率驅(qū)動電路、保護電路、電源檢測電路、參數(shù)設(shè)置控制器、開關(guān)電源電路的輸出端連接，輸出端分別與PWM生成電路和顯示器的輸入端連接；
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動機智能節(jié)電保護裝置，其特征在于，還設(shè)有 功能擴展口，所述功能擴展口的輸入端與開關(guān)電源電路的輸出端連接，輸出端 與所述微處理器的輸入端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種電動機智能節(jié)電保護裝置，其由主電源電路、開關(guān)電源電路、功率驅(qū)動電路、微處理器、PWM生成電路、保護電路、電源檢測電路、功能擴展口、參數(shù)設(shè)置控制器、顯示器組成，所述主電源電路的輸出端分別與功率驅(qū)動電路和開關(guān)電源的輸入端連接，開關(guān)電源電路的輸出端分別與功率驅(qū)動電路、微處理器、PWM生成、保護電路、電源檢測電路、擴展口、顯示器的輸入端連接；功率驅(qū)動電路的輸入端分別與PWM生成電路、微處理器和開關(guān)電源的輸入端連接，輸出端與保護電路的輸入端連接；微處理器的輸入端分別與功率驅(qū)動電路、保護電路、電源檢測、擴展口、參數(shù)設(shè)置控制器、開關(guān)電源電路的輸出端連接，輸出端分別與PWM生成和顯示器的輸入端連接。本實用新型操作簡便，工作可靠，節(jié)電效果好。
文檔編號H02H7/08GK201069856SQ20072006350
公開日2008年6月4日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月13日
發(fā)明者許德球, 棟 高 申請人:湖南巨匯科技發(fā)展有限公司