一种三相电机的智能综合监控器制造技术

一种三相电机的智能综合监控器，属于机电保护和故障诊断技术领域，其特征在于：对三相电机的启动和运行状态进行实时监控器，即包括电机在启动和运行过程中出现的短路、堵转、过载、缺相、欠压、过压、失衡、漏电、轻载故障进行报警和保护，显示电机的运行电压、电流、单相及三相功率计量的有功、无功、功率因素，电机设备漏电流、电机温度、电机累积运行时间和时钟参数，记录和查询出现故障保护时的电机运行电压和电流。本发明专利技术采用主机与电流互感器分体机构，既可构成分体型，又可组合在一起构成一体型，可以满足用户不同柜型的安装需求。

【技术实现步骤摘要】
一种三相电机的智能综合监控器
本专利技术属于机电保护和故障诊断
，涉及三相电机在启动和运行状态时进行实时监控，能够及早发现电动机的运行故障，并根据故障类型的不同给出响应信号，达到及时有效的保护电动机，防止破坏性和灾难性事故发生的技术方案。
技术介绍
三相电机的智能综合监控器设备是指电机在启动和运行过程中出现短路、堵转、过载、缺相、欠压、过压、失衡、漏电、轻载等故障时有很灵敏的保护作用，能及时有效可靠的保护电动机。电动机是一种实现机、电能转换的电磁装置。电动机是随着生产力的发展而发展的，反过来电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。电动机作为拖动系统中的重要组成部分在国民经济中占有举足轻重的地位，它的使用几乎渗透到了各行各业，是工业农业和国防建设及人民生活正常进行的重要保障，确保电机的正常运行十分重要，而在实际使用中造成电机烧毁甚至引发重大安全事故的事件屡见不鲜，因此做好电动机的保护对提高生产效率和经济效益，保证安全生产具有重要意义，而随着生产过程自动化水平的不断提高，对电动机的安全运行要求也越来越高。传统的电动机保护装置大多由分离的元器件或是集成电路组成的电子线路，由于器件和电路的原因，保护电路的可靠性和灵敏性都存在一些问题。随着科学技术的不断进步和工艺的不断完善，为满足自动化生产的要求，需要进一步完善电动机的控制盒保护等级，达到及时有效可靠的保护电动机。随着电子技术的飞速发展，继电保护技术的智能化成为必然趋势。
技术实现思路
本专利技术一种三相电机的智能综合监控器，其特征在于该监控器是一种三相电机在启动和运行状态的实时监控器，包括电机在启动和运行过程中出现的短路、堵转、过载、缺相、欠压、过压、失衡、漏电、轻载故障进行报警和保护，可显示电机的运行电压、电流、单相及三相功率计量(有功、无功、功率因素)电机设备漏电流、电机温度、电机累积运行时间和时钟参数，可记录和查询出现故障保护时的电机运行电压和电流。它由:信号采集装置、信号智能处理器、故障参数的记录和查询装置和编程实现装置组成: 信号采集装置 所述的信号采集部分是对电流、电压、漏电和温度信号的采集。其中利用ADE7758ARW的三个单端输入通道进行电压信号的采集，电压变化的最大范围为±0.5V，利用ADE7758ARW的电流通道采集三对差分电压，三路对应的输入电压可设置为±0.5V,±0.25V，±0.125V。ADE7758ARW的片选，串行时钟信号、数据输入、数据输出以及中断请求信号线直接与单片机AT89C51对应的I/O 口相连从而实现通讯。利用LMV358ID搭建的两级放大电路采集漏电信号，然后传送给AT89C51的I/O 口。温度采集是单片机通过RS485通讯从温度设计模块读取过来的。信号智能处理器 电压和电流信号由ADE7758ARW采集到后在内部做大量运算的，ADE7758ARW有6路模拟量输入，分成电流和电压两个通道。电流和电压通道各有一个可编程增益放大器增益大小可设为1，2或4。其内部会进行有效值测量、周期和频率值测量、有功电能计量、无功电能计量和视在电能计量的计算和处理，结果都储存在相应寄存器中。ADE7758ARW的各种设定、操作和数据读取都是通过这些寄存器实现的。每个寄存器在读写时首先要执行一个写通道寄存器的操作，然后开始传输数据，这里单片机AT89C51通过片选和时钟信号线的控制向ADE7758ARW写入或者读出所需的参数信息，通过这些参数信息判断电机目前的工作状态，进而做出相应的动作。漏电信号采集是经过运算放大电路处理之后把数据传给单片机，单片机对数据处理后判断是否存在漏电现象，然后执行相应动作。单片机AT89C51作为主控芯片，用来判断获得的信号参数是否出现异常，进而对电机进行保护或报警。故障参数的记录和查询部分装置 故障参数的记录和查询是指电机在启动和运行阶段出现故障时，单片机AT89C51会把出现的故障保护时的参数存储并提供查询功能。在单片机AT89C51外围设备中连接了存储芯片AT24C256和时钟芯片DS13072，这样就可以把出现故障时的电机运行电压、电流及发生的时间等存储起来，并通过查询功能找出故障原因。编程实现装置 由于实现上述分析主控处理器只需进行少量运算，因此AT89C51单片机完全可以胜任。在显示部分采用STC12LE5612AD处理器，通过串口和AT89C51单片机通讯完成多只LED指示灯和5位数码管显示功能以及4只按键操作。为满足在恶劣环境下如石化、冶炼、选煤等工矿企业的使用需求，必须将系统做成易于安装的产品，因此在C语言环境下进行编程实现智能分析，借助工具库完成软件的编程，最终下载到AT89C51和STC12LE5612AD单片机中，完成广品化。所述的信号智能处理装置还包括具有3路可编程继电器无源触点输出，以实现开关量报警输出、保护输出、连锁输出或电机降压启动控制。本专利技术一种三相电机的智能综合监控器的优点在于: (I)采用主机与电流互感器分体机构，既可构成分体型，又可组合在一起构成一体型，可以满足用户不同柜型的安装需求。(2)保护器面板可显示电机的运行电压、电流、电机设备漏电流等参数，并可记录和查询出现故障保护时的电机运行电压、电流等参数。(3)功能强大，具有RS485通信接口，采用Modbus RTU通信协议，可实现联网监控。(4)具有两路继电器的无源触点输出，可作为保护连锁输出和开关量报警输出。【附图说明】图1是本专利技术实施例一(一体型)的外形结构图； 图2是本专利技术实施例一的结构方框图； 图3是本专利技术实施例一电压和电流信号的采集电路图； 图4是本专利技术实施例一的信号智能处理器CPU模块的电路原理图； 图5是本专利技术实施例一的串口通讯任务图； 图6为本专利技术实施例一显示部分的接口电路图。图7是本专利技术实施例二 (分体型)的外形结构图。图中，1、主机，2、电流互感器。【具体实施方式】结合附图对本专利技术的【具体实施方式】做出进一步的详细说明如下:实施例一:如图1所示，本实施例采用主机I与电流互感器2组合在一起构成一体型。如图2所述，本专利技术一种三相电机的智能综合监控器，包括信号采集、信号智能处理、故障参数存储和编程实现部分。在信号采集中电压和电流信号是经过ADE7758ARW处理后由处理器AT89C51读取电流、电压信息，漏电和开关量输入是直接输入到处理器的I/O口。处理器在接受到输入信息后进行处理，然后做出相应的动作，其中包括向STC12LE5612发送显示命令和继电器的保护动作。如图3所述，是本专利技术的电流和电压信号的采集电路。本专利技术ADE7758ARW的IAP管脚接C15电容和R30电阻的一脚，C15电容的另一脚接地，R30电阻的另一脚连接IA+，IAN管脚接C14电容和R27电阻的一脚，C14电容的另一脚接地，R27电阻的另一脚连接IA-，在IA+和IA-之间接入R28和R29电阻，IBP管脚接C13电容和R26电阻的一脚，C13电容的另一脚接地，R26电阻的另一脚连接IB+，IBN管脚接C12电容和R23电阻的一脚，C12电容的另一脚接地，R23电阻的另一脚连接IB-，在IB+和IB-之间接入R24和R25电阻，ICP管脚接Cll电容和R22电阻的一脚，Cl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相电机的智能综合监控器，其特征在于：对三相电机的启动和运行状态进行实时监控器，即包括电机在启动和运行过程中出现的短路、堵转、过载、缺相、欠压、过压、失衡、漏电、轻载故障进行报警和保护，显示电机的运行电压、电流、单相及三相功率计量的有功、无功、功率因素，电机设备漏电流、电机温度、电机累积运行时间和时钟参数，记录和查询出现故障保护时的电机运行电压和电流。

【技术特征摘要】
1.一种三相电机的智能综合监控器，其特征在于:对三相电机的启动和运行状态进行实时监控器，即包括电机在启动和运行过程中出现的短路、堵转、过载、缺相、欠压、过压、失衡、漏电、轻载故障进行报警和保护，显示电机的运行电压、电流、单相及三相功率计量的有功、无功、功率因素，电机设备漏电流、电机温度、电机累积运行时间和时钟参数，记录和查询出现故障保护时的电机运行电压和电流。2.根据权利要求1所述的一种三相电机的智能综合监控器，其特征在于:由信号采集装置、信号智能处理器、故障参数的记录和查询装置和编程实现装置组成； 所述信号采集装置对电流、电压、漏电和温度信号的采集，它包括ADE7758ARW、单片机AT89C51，利用ADE7758ARW的三个单端输入通道进行电压信号的采集，电压变化的最大范围为±0.5V，利用ADE7758ARW的电流通道采集三对差分电压，三路对应的输入电压可设置为±0.5V，±0.25V，±0.125V ；ADE7758ARff的片选，串行时钟信号、数据输入、数据输出以及中断请求信号线直接与单片机AT89C51对应的I/O 口相连从而实现通讯；利用LMV358ID搭建的两级放大电路采集漏电信号，然后传送给AT89C51的I/O 口 ；温度采集是单片机通过RS485通讯从温度设计模块读取过来的； 所述信号智能处理器包括ADE7758ARW、单片机AT89C51，电压和电流信号由ADE7758ARW采集到后在内部做大量运算的，ADE7758ARW有6路模拟量输入，分成电流和电压两个通道；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈威宁，牛昱光，郭文斌，李戈兵，丁力，贾瑞，
申请(专利权)人：山西华控伟业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14