[发明专利]一种智能型电机保护器及其保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及用于低压三相异步电机控制系统的电机保护装置及其保护方法。

背景技术

传统的电机保护装置是依赖空气开关、熔断器、热继电器为保护元件。其中，空气开关、熔断器用于电机短路保护，热继电器用于电机过载保护。空气开关虽然能快速切断短路电流，但其电流判断能力并不很精确，常常会发生越级跳闸事故，扩大了事故范围。熔断器很容易造成电机因断相运行而损坏电机，不是一种理想的保护元件。热继电器功能单一，灵敏度低、误差大、稳定性差。所有这些缺陷将造成电机保护不可靠，容易损坏电机包括影响正常生产。

随着电子技术的块速发展，各类电子型电机保护器相继面世，取代了电磁控制技术，提高了电机运行的可靠性。电机保护器给电机提供了各种异常状态下的电气保护，能在电机出现过流、断相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、及三相不平衡状态时采取不同的保护措施。目前典型的电机保护器如中国实用新型专利《电机保护器》(中国专利号ZL02212481.0)，该实用新型将电流互感器二次线路及继电器线圈接到保护装置内，将继电器辅助接点接到电机交流接触器控制回路内。然后通过对电流互感器输出电流的检测，通过数字逻辑电路实现控制继电器的辅助接点的开闭，继而控制电机的运行。此类技术虽能实现过流以及缺相保护，但无法对三相电压瞬时波动即电网晃电提供防护。因为，当电网电压瞬时波动、电源电压过低时，交流接触器因线圈失压而跳闸，电机将会突然停止运行，这会给连续性生产企业带来经济损失，甚至会引发企业的安全事故。此外数字逻辑电路还存在着电路结构复杂，易受干扰，可靠性差的缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有电机保护技术的不足，提供一种能识别电机各类故障，包括电网晃电故障，并能快速、可靠地采取相应措施的智能型电机保护器。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种智能型电机保护器，由输入端口、信号及电源处理单元、中央处理单元、功率控制输出单元、输出端口和人机交互单元组成，输入端口通过信号及电源处理单元连接到中央处理单元，中央控制单元通过功率控制输出单元连接到输出端口，人机交互单元连接到中央处理单元，其特征在于，所述的信号及电源处理单元包含电流信号处理电路、电压信号处理电路和电源模块，所述中央处理单元包含模数转换器、微处理器和存储器，微处理器的故障保护控制信号和晃电再启动信号输出端通过所述的功率控制输出单元连接到输出端口。

本发明的智能型电机保护器的一种较佳的技术方案是所述的电流信号处理电路、电压信号处理电路由整流滤波电路和电平转换电路组成，输入端口电路接入的交流电流和电压信号通过整流滤波电路转换为直流信号，输送到电平转换电路，调整为模数转换器的输入电平传送到中央处理单元。

所述的模数转换器采用多路输入模数转换芯片，电流信号处理电路及电压信号处理电路提供的三相电流和三相电压模拟量信号连接到数模转换器的模拟输入端，数模转换器的数字量输出端连接到微处理器的数据输入端口。

所述的微处理器为16位或32位嵌入式微处理器。

所述的人机交互单元包括数据显示电路、状态指示电路和操作控制电路组成，所述的数据显示电路为LED或LCD显示器，所述的操作控制电路为按键式或触摸式键盘，所述的状态指示电路为LED指示灯，人机交换单元直接或者通过键盘显示接口电路连接到微处理器。

所述的电源模块包含超级电容滤波电路或者备用电池，能够在外部电源晃电时断电状态下维持中央处理单元供电至最大晃电恢复时间。

所述的功率控制输出单元为至少包含一组常闭触点和一组常开触点的电子型功率继电器，所述的常闭触点通过输出端口连接到电机的交流接触器线圈回路，当电机发生过电流或过负荷或低电压或电网晃电等事故时，微处理器产生的故障保护控制信号控制常闭触点由闭合转换为断开切断电机电源；当电网晃电电压恢复后，微处理器产生的晃电再启动信号控制常开触点由断开转换为闭合，给电机提供再启动电源。

本发明的智能型电机保护器的一种更好的技术方案是所述的智能型电机保护器，其特征在于所述常闭触点与停止按钮和交流接触器辅助触头串联后接通交流接触器线圈；所述的常开触点与停止按钮串联后接通交流接触器线圈，将交流接触器辅助触头剔除出控制回路。

本发明的另一个目的是提供一种用于所述的智能电机保护器的使用计算机程序控制实现电动机保护的方法，解决数字逻辑电路硬件控制电路复杂，可靠性差的问题。本发明解决上述技术问题的方法包含以下步骤：