直流电动机保护器制造技术

技术编号:14208232 阅读:271 留言:0更新日期:2016-12-18 16:36
本实用新型专利技术直流电动机保护器,涉及用于电动机的紧急保护电路装置,该装置包括信号采样部分、控制部分和执行部分,通过对传感器模块、信号处理模块和混合式开关的设计,实现了短路保护且防止能源信号干扰,并避免了机械开关触头损耗,可以做到对短路情况的预测,从而克服了现有的保护器产品受拓展能力限制,无法实现多种能源环境下的保护功能,稳定性不足和通用性较差的缺陷。

DC motor protector

The utility model relates to DC motor protector, emergency protection circuit device for a motor, the device comprises a signal sampling part, control part and execution part, through the design of hybrid switching module and sensor module, signal processing, the short-circuit protection and prevent energy signal interference, and avoid the loss of mechanical switch contact, can do the prediction of the short circuit, thereby overcoming the protection of existing products by expanding the capacity constraints, can not achieve the protective function of various energy environment, defects of lack of stability and universality of.

【技术实现步骤摘要】

本技术的技术方案涉及用于电动机的紧急保护电路装置,具体地说是直流电动机保护器
技术介绍
随着新能源技术及负载多样化的发展应用,承担用电设备控制与保护任务的低压电器不断趋于复杂化。电动机保护器作为其中重要的一类电器产品,其性能状态直接关系到电力系统的安全运行。目前,国内外专家主要集中于交流电动机保护器保护原理研究,根据电流信号特征设计不同功能特点的保护器;但是随着新能源技术及直流动力系统越来越多的应用,现有的保护器产品受拓展能力限制,无法实现多种能源环境下的保护功能,并在一定程度上限制新能源技术的发展,因此通过设计一种新型直流电动机保护器实现微电网及电动汽车一类新能源背景下的过载保护功能和短路保护,这是十分必要的,也为各种交直流电器的设计提供参考。另外对现有的过载保护技术的争论也持续到今,争论的焦点是其与电动机过载特征相匹配的耦合度。CN201310340265公开了智能电动机保护器,其所述的电动机是交流电动机,其中的电流采样电路也只能检测交流信号,与本技术完全不同。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:提供直流电动机保护器,该装置通过对信号处理模块和混合式开关的设计,实现了短路保护且防止能源信号干扰,并避免了机械开关触头损耗,可以做到对短路情况的预测,从而克服了现有的保护器产品受拓展能力限制,无法实现多种能源环境下的保护功能,稳定性不足和通用性较差的缺陷。本技术解决该技术问题所采用的技术方案是:直流电动机保护器,包括信号采样部分、控制部分和执行部分,其中信号采样部分包括传感器模块、信号采样电路、阈值保护电路和延时电路;控制部分包括:电源模块、显示器、按键和单片机;执行部分包括:驱动电路和混合式开关;上述部件的连接方式是,传感器模块连接信号采样电路,信号采样电路再分别与单片机和阈值保护电路连接,阈值保护电路连接延时电路,其中由信号采样电路、阈值保护电路、延时电路和单片机形成一个信号处理模块,传感器模块与该信号处理模块之间连接进行信号传递,延时电路连接驱动电路,单片机又分别与显示器、按键和驱动电路连接,驱动电路再连接混合式开关,电源模块分别与信号采样电路和单片机连接,向信号采样电路和单片机供电。上述直流电动机保护器,所述信号采样电路包括两个电压跟随器、基准电压、阈值调 节器、电压作差电路、放大电路和稳压电路,其中,两个电压跟随器分别由电阻R1与集成运放U1A组成和电阻R2与集成运放U1B组成,电压作差电路由电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和集成运放U1C组成,放大电路由电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电位器R11、电容C1和集成运放U1D组成,稳压电路由集成运放U2A组成,基准电压连接电阻R1,电阻R1连接集成运放U1ALM324AD的3引脚,集成运放U1ALM324AD的2引脚与1引脚相连,集成运放U1ALM324AD的1引脚连接电阻R3,同时霍尔信号连接电阻R2,电阻R2连接集成运放U1BLM324AD的5引脚,集成运放U1BLM324AD的6引脚连接集成运放U1BLM324AD的7引脚,集成运放U1BLM324AD的7引脚连接电阻R5,电阻R5又分别连接集成运放U1CLM324AD的10引脚和电阻R6,电阻R6接地,电阻R3分别连接U1CLM324AD的9引脚和电阻R4,电阻R4连接集成运放U1CLM324AD的8引脚,集成运放U1CLM324AD的8引脚分别连接电阻R7和电阻R9,电阻R9接地,电阻R7连接集成运放U1DLM324AD的12引脚,电阻R9一端接地,另一端接集成运放U1DLM324AD的13引脚,集成运放U1DLM324AD的13引脚再连接电阻R10,电阻R10连接电位器R11,电位器R11调节端连接集成运放U1DLM324AD的14引脚,U1DLM324AD的14引脚再连接C1和集成运放U2ALM2904AN的3引脚,集成运放U2ALM2904AN的2引脚与集成运放U2ALM2904AN的1引脚相连,集成运放U2ALM2904AN的1引脚输出量为输出信号,C1、电阻R9、电阻R10相接,电阻R11第三端输出阈值信号,电阻R1、电阻R2、电阻R7、电阻R9阻值为10KΩ,电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6阻值为100KΩ,电阻R8阻值为510Ω,C1电容为10nF,电阻R10阻值为5.1KΩ,电位器R11的总阻值为50KΩ。上述直流电动机保护器,所述传感器模块与由信号采样电路、阈值保护电路、延时电路和单片机形成的一个信号处理模块之间连接进行信号传递的方式为:被测电流信号输入到传感器模块,传感器模块将获取的电流信号转换为电压信号,输入到信号采样电路中的电压跟随器输入端,该电压跟随器连接信号采样电路中的电压作差电路的一个输入端,同时信号采样电路中的基准电压连接信号采样电路中的电压作差电路另一输入端,信号采样电路中的电压作差电路输出端连接信号采样电路中的放大电路,信号采样电路中的放大电路输出端分别连接延时电路和信号采样电路中的稳压电路,延时电路连接阈值保护电路,信号采样电路中的稳压电路连接单片机。上述直流电动机保护器,所述混合式开关的结构为:机械开关为继电器X1,缓冲电路为:电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、二极管D5和二极管D6,电阻R1与二极管D5并联,二极管D5负端与电容C1相连,电阻R2与二极管D6并联,二极管D6负端与电容C2相连,电容C1与电容C2相连,电阻R1与电阻R2阻值为20Ω,电容C2与电容C3为15nF,二极管D3与Q3并联,二极管D3负极连接IGBTQ3的集电极,二极管D3的正极连接IGBTQ3的发射极,二极管D4与IGBTQ4并联,二极管D4正极接IGBTQ4的发射极,二极管D2负极连接IGBTQ4的集电极,二极管D3正极与二极管D4正极相连,同时二极管D3正极、二极管D4正极、电容C1、电容C2相连接,IGBTQ3集电极、二极管D3负极、二极管D5正极、电阻R1、继电器X1输入端相连接,IGBTQ4集电极、二极管D4负极、二 极管D6正极、电阻R2、继电器X1输出端相连接;二极管D3~二极管D6为1N4009型号二极管,X1为常闭继电器,其型号为RELEY_NC,IGBT型号为IRF5210。上述直流电动机保护器,所述传感器模块采用WCS1700霍尔电流传感器。上述直流电动机保护器,所述单片机采用PIC18系列单片机。上述直流电动机保护器,所述电源模块的供电电源是通过220V交流电整流得到,实现±24V及5V供电。上述直流电动机保护器,所述显示器为LCD带背光中文显示。上述直流电动机保护器,所涉及的元器件均是本
的技术人员所熟知并可以商购获得的,所涉及的电路的连接方法是本
的技术人员所熟知的。上述直流电动机保护器的运行方法,其实现过载保护和短路保护的过程是:传感器模块将捕捉到的电流信号转换为电压信号,电压信号再经过由信号采样电路、阈值保护电路和延时电路形成的信号处理模块部分,其输出端接驱动电路,将捕捉到的电流信号在单片机中进行计算处理,并通过显示器显示;单片机在系统运行前会设定额定电流和电流增率阈值S,并且掉电复位后数据不会丢失;由单片机通过三极管与光耦构成的驱动电路与混合式开关电路1本文档来自技高网
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直流电动机保护器

【技术保护点】
直流电动机保护器,其特征在于:包括信号采样部分、控制部分和执行部分,其中信号采样部分包括传感器模块、信号采样电路、阈值保护电路和延时电路;控制部分包括:电源模块、显示器、按键和单片机;执行部分包括:驱动电路和混合式开关;上述部件的连接方式是,传感器模块连接信号采样电路,信号采样电路再分别与单片机和阈值保护电路连接,阈值保护电路连接延时电路,其中由信号采样电路、阈值保护电路、延时电路和单片机形成一个信号处理模块,传感器模块与该信号处理模块之间连接进行信号传递,延时电路连接驱动电路,单片机又分别与显示器、按键和驱动电路连接,驱动电路再连接混合式开关,电源模块分别与信号采样电路和单片机连接,向信号采样电路和单片机供电。

【技术特征摘要】
1.直流电动机保护器,其特征在于:包括信号采样部分、控制部分和执行部分,其中信号采样部分包括传感器模块、信号采样电路、阈值保护电路和延时电路;控制部分包括:电源模块、显示器、按键和单片机;执行部分包括:驱动电路和混合式开关;上述部件的连接方式是,传感器模块连接信号采样电路,信号采样电路再分别与单片机和阈值保护电路连接,阈值保护电路连接延时电路,其中由信号采样电路、阈值保护电路、延时电路和单片机形成一个信号处理模块,传感器模块与该信号处理模块之间连接进行信号传递,延时电路连接驱动电路,单片机又分别与显示器、按键和驱动电路连接,驱动电路再连接混合式开关,电源模块分别与信号采样电路和单片机连接,向信号采样电路和单片机供电。2.根据权利要求1所述直流电动机保护器,其特征在于:所述信号采样电路包括两个电压跟随器、基准电压、阈值调节器、电压作差电路、放大电路和稳压电路,其中,两个电压跟随器分别由电阻R1与集成运放U1A组成和电阻R2与集成运放U1B组成,电压作差电路由电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和集成运放U1C组成,放大电路由电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电位器R11、电容C1和集成运放U1D组成,稳压电路由集成运放U2A组成,基准电压连接电阻R1,电阻R1连接集成运放U1ALM324AD的3引脚,集成运放U1ALM324AD的2引脚与1引脚相连,集成运放U1ALM324AD的1引脚连接电阻R3,同时霍尔信号连接电阻R2,电阻R2连接集成运放U1BLM324AD的5引脚,集成运放U1BLM324AD的6引脚连接集成运放U1BLM324AD的7引脚,集成运放U1BLM324AD的7引脚连接电阻R5,电阻R5又分别连接集成运放U1CLM324AD的10引脚和电阻R6,电阻R6接地,电阻R3分别连接U1CLM324AD的9引脚和电阻R4,电阻R4连接集成运放U1CLM324AD的8引脚,集成运放U1CLM324AD的8引脚分别连接电阻R7和电阻R9,电阻R9接地,电阻R7连接集成运放U1DLM324AD的12引脚,电阻R9一端接地,另一端接集成运放U1DLM324AD的13引脚,集成运放U1DLM324AD的13引脚再连接电阻R10,电阻R10连接电位器R11,电位器R11调节端连接集成运放U1DLM324AD的14引脚,U1DLM324AD的14引脚再连接C1和集成运放U2ALM2904AN的3引脚,集成运放U2ALM2904AN的2引脚与集成运放U2ALM2904AN的1引脚相连,集成运放U2ALM2904AN...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵靖英江民苏秀苹张雪辉晏慧宇
申请(专利权)人:河北工业大学
类型:新型
国别省市:天津;12

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