电机保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电机保护装置，本电机保护装置包括传感器、信号调理电路、现场可编程门阵列FPGA控制电路和微控制单元MCU控制电路，传感器和信号调理电路的输入端连接，信号调理电路的输出端和FPGA控制电路连接，以将传感器所检测到的电压电流数据转换为FPGA控制电路的输入信号，FPGA控制电路包括并联连接的数据保护单元和数据变化率保护单元，MCU控制电路和FPGA控制电路电连接，以根据电机的电流电压值、数值保护状态以及数值变化率保护状态对电机的逆变器驱动电路进行保护控制。本发明专利技术提供的电机保护装置处理速度快，执行效率高，且编程灵活，方便，可多次重复编程，尤其适合于高速采样频率控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机保护技术，尤其涉及一种电机保护装置
技术介绍
电机，电气控制是联系物理世界的重要部件，中国智造时代，电机的应用更加广泛，同时也对电机控制、检测、保护提出了更高的要求，业界希望电机具有更加高效节能、更高精度、更加安全可靠。为实现以上目标，高性能电机控制算法、高性能微控制器都进行了研究和应用。以往电机电压电流采集及保护装置主要使用微控制单元(MicrocontrollerUnit；以下简称MCU)控制模数转换器(Analog-to-DigitalConverter；以下简称ADC)采集及保护，MCU控制ADC采集电机的电压电流信号，经过滤波、计算变化率、和保护值进行大小比较、电机控制算法等处理后将得到的电机控制信号发送给逆变器驱动电路，从而对电机进行电流电压控制。然而现有技术使用的MCU，在进行上述控制处理时采用的是串联的运算机制，一般采样及保护时间几兆赫兹(几百微妙)，采样频率低，保护响应慢，因此，当电压电流信号异常时，容易造成电机保护装置对电机保护不及时，从而造成电机损坏。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种电机保护装置，其中包括的现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray；以下简称FPGA)控制电路内有大量的逻辑门和触发器，在FPGA控制电路中执行采样命令、计算电流电压变化率、和保护值比较、进行逻辑保护、发送保护状态给MCU等逻辑处理时可以并联同时进行，大大减小了采样时间和保护时间，使得电机保护效果更加稳定显著。本专利技术提供一种电机保护装置，该电机保护装置包括：传感器、信号调理电路、现场可编程门阵列FPGA控制电路和微控制单元MCU控制电路；传感器和信号调理电路的输入端连接，传感器用于检测电机的电压电流数据，电压电流数据包括电机的电压值和电流值；信号调理电路的输出端和FPGA控制电路连接，以将传感器所检测到的电压电流数据转换为FPGA控制电路的输入信号；FPGA控制电路包括并联连接的数据保护单元和数据变化率保护单元，数据保护单元用于根据输入信号和第一保护阈值确定电机的数值保护状态；数据变化率保护单元用于根据输入信号确定输入信号的变化率，并根据输入信号的变化率和第二保护阈值确定电机的数值变化率保护状态；MCU控制电路和FPGA控制电路电连接，以根据数据保护单元输出的电流电压值和数值保护状态以及数据变化率保护单元输出的数值变化率保护状态对电机的逆变器驱动电路进行保护控制。进一步地，FPGA控制电路还包括滤波单元，滤波单元的输入端与信号调理电路的输出端连接，以对输入信号进行滤波，数据保护单元和数据变化率单元并联连接在滤波单元的输出端。进一步地，信号调理电路包括运算放大器。进一步地，信号调理电路还包括：模数转换器，模数转换器的模拟输入端与运算放大器连接，模数转换器的数字输出端为信号调理电路的输出端。进一步地，模数转换器通过并行输出引脚与FPGA控制电路连接。进一步地，传感器包括电压传感器和电流传感器。进一步地，电机保护装置还包括电源单元和程序配置单元，电源单元和FPGA控制电路的供电接口连接，以为FPGA控制电路提供不间断电源；程序配置单元和FPGA控制电路的数据输入接口连接，以向FPGA控制电路下载程序。进一步地，MCU控制电路通过FPGA控制电路与逆变器控制电路连接。本实施例提供一种电机保护装置，该电机保护装置包括：传感器、信号调理电路、现场可编程门阵列FPGA控制电路和微控制单元MCU控制电路；传感器和信号调理电路的输入端连接，传感器用于检测电机的电压电流数据，电压电流数据包括电机的电压值和电流值；信号调理电路的输出端和FPGA控制电路连接，以将传感器所检测到的电压电流数据转换为FPGA控制电路的输入信号；FPGA控制电路包括并联连接的数据保护单元141和数据变化率保护单元，数据保护单元用于根据输入信号和第一保护阈值确定电机的数值保护状态；数据变化率保护单元用于根据输入信号确定输入信号的变化率，并根据输入信号的变化率和第二保护阈值确定电机的数值变化率保护状态；MCU控制电路和FPGA控制电路电连接，以根据电机的数值保护状态和数值变化率保护状态对电机的逆变器驱动电路进行保护控制，本实施例提供的电机保护装置中FPGA控制电路内有大量的逻辑门和触发器，在FPGA控制电路中执行采样命令、计算电流电压变化率、和保护值比较、进行逻辑保护、发送保护状态给MCU等逻辑处理时可以并联同时进行，大大减小了采样时间和保护时间，使得电机保护效果更加稳定显著。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术电机保护装置实施例一结构示意图；图2为本专利技术电机保护装置实施例二的结构示意；图3为本专利技术电机保护装置实施例二FPGA控制电路和模数转换器连接的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1图1为本专利技术电机保护装置实施例一的结构示意图，如图1所示，本专利技术提供一种电机保护装置1，该电机保护装置包括：传感器12、信号调理电路13、现场可编程门阵列FPGA控制电路14和微控制单元MCU控制电路15；传感器12和信号调理电路13的输入端连接，传感器12用于检测电机的电压电流数据，电压电流数据包括电机的电压值和电流值；信号调理电路13的输出端和FPGA控制电路14连接，以将传感器所检测到的电压电流数据转换为FPGA控制电路14的输入信号；FPGA控制电路14包括并联连接的数据保护单元141和数据变化率保护单元142，数据保护单元用于根据输入信号和第一保护阈值确定电机的数值保护状态；数据变化率保护单元用于根据输入信号确定输入信号的变化率，并根据输入信号的变化率和第二保护阈值确定电机的数值变化率保护状态；MCU控制电路15和FPGA控制电路14电连接，以根据所述数据保护单元输出的电流电压值和所述数值保护状态以及所述数据变化率保护单元输出的所述数值变化率保护状态对所述电机的逆变器驱动电路进行保护控制。具体的，电机在运转状态下，电路中的电流电压受到各种情况的干扰，产生不稳定的状态，从而影响电机正常使用，本申请中的电机保护装置1包括：传感器12、信号调理电路13、现场可编程门阵列FPGA控制电路14和微控制单元MCU控制电路15，其中，传感器12包括电流传感器和电压传感器，传感器12的输入端和电机2连接，输出端和信号调理电路13的输入端连接，传感器12采集电机2在运行状态下的电压、电流值，并将采集到的电流、电压信号传输给信号调理电路13，信号调理电路13的输出端和FPGA控制电路14连接，FPGA控制电路14控制信号调理电路13和传感器12执行采样、传输信号等命令，信号调理电路13将传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机保护装置，其特征在于，包括传感器、信号调理电路、现场可编程门阵列FPGA控制电路和微控制单元MCU控制电路；所述传感器和所述信号调理电路的输入端连接，所述传感器用于检测电机的电压电流数据，所述电压电流数据包括所述电机的电压值和电流值；所述信号调理电路的输出端和所述FPGA控制电路连接，以将所述传感器所检测到的所述电压电流数据转换为所述FPGA控制电路的输入信号；所述FPGA控制电路包括并联连接的数据保护单元和数据变化率保护单元，所述数据保护单元用于根据所述输入信号和第一保护阈值确定所述电机的数值保护状态；所述数据变化率保护单元用于根据所述输入信号确定所述输入信号的变化率，并根据所述输入信号的变化率和第二保护阈值确定所述电机的数值变化率保护状态；所述MCU控制电路和所述FPGA控制电路电连接，以根据所述数据保护单元输出的电流电压值和所述数值保护状态以及所述数据变化率保护单元输出的所述数值变化率保护状态对所述电机的逆变器驱动电路进行保护控制。

【技术特征摘要】
1.一种电机保护装置，其特征在于，包括传感器、信号调理电路、现场可编程门阵列FPGA控制电路和微控制单元MCU控制电路；所述传感器和所述信号调理电路的输入端连接，所述传感器用于检测电机的电压电流数据，所述电压电流数据包括所述电机的电压值和电流值；所述信号调理电路的输出端和所述FPGA控制电路连接，以将所述传感器所检测到的所述电压电流数据转换为所述FPGA控制电路的输入信号；所述FPGA控制电路包括并联连接的数据保护单元和数据变化率保护单元，所述数据保护单元用于根据所述输入信号和第一保护阈值确定所述电机的数值保护状态；所述数据变化率保护单元用于根据所述输入信号确定所述输入信号的变化率，并根据所述输入信号的变化率和第二保护阈值确定所述电机的数值变化率保护状态；所述MCU控制电路和所述FPGA控制电路电连接，以根据所述数据保护单元输出的电流电压值和所述数值保护状态以及所述数据变化率保护单元输出的所述数值变化率保护状态对所述电机的逆变器驱动电路进行保护控制。2.根据权利要求1所述的电机保护装置，其特征在于，所述FPGA控制电路还包括滤波单元，所述滤波单元的输入端与所述信号调理电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张硕，孙佳伟，尹国龙，
申请(专利权)人：中车大连电力牵引研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21