[发明专利]绕线式电机保护系统及其采样方法

说明书

技术领域

本发明涉及绕线式电机保护领域，具体涉及一种绕线式电机保护系统及其采样方法。

背景技术

随着微电子技术的迅猛发展，电机保护器向着多品种、多功能、小型化、遥测、遥控、网络化集中控制方向发展。由于电机的造价比较昂贵，维修费高，又是生产的重要设备，一旦发生故障将造成重大损失，因此，对它们实施有效的保护十分重要。

绕线式电机的工作特点，常用于频繁启动场合，且启动电流大，对电网和其它设备冲击大，故障率比较高。目前，已经应用的电机保护器基本上很难满足对绕线式电机的保护。其主要原因是保护器电流、电压采样方法其采样精度低、速度慢、稳定性差等缺陷，限制了其在绕线式电机保护应用和发展。直流采样存在很大的局限性：无法实现实时信号的采集；变送器的精度和稳定性对测量精度有很大影响；设备复杂，维护难等。

发明内容

为了克服现有技术中实现实时信号的采集；变送器的精度和稳定性对测量精度有很大影响；设备复杂，维护难的问题，本发明提供一种用于绕线式电机保护器的电流电压采样系统及方法，通过采用交流采样能很好地解决了电流、电压的采样精度、速度、和稳定性问题。

本发明的技术方案是：一种绕线式电机保护系统，该系统包括互感器、放大器、采样保持电路、波形转换电路、A/D转换电路、电压比较器电路和单片机；所述互感器分别连接到放大器和波形转换电路的输入端，波形转换电路输出端接单片机，放大器输出端接采样保持电路输入端，采样保持电路输出端经过A/D转换电路连接电压比较器电路，电压比较器电路输出端和单片机连接，所述互感器和放大器之间设有用于将电流信号转换为电压信号的负载电阻。所述互感器、放大器、采样保持电路、波形转换电路、A/D转换电路、电压比较器电路组成的电流采集单元为三组，三组电流采集单元分别连接电机的三相电机的一相。所述波形转换电路为三个分别对应连接到三相电机的一相。该系统还包括用于单向对地短路的采样单元，所述采样单元通过零序电流互感器或电机外壳取得漏电信号。所述互感器把采样信号转化为0～5V的电压或0～20mA电流。

一种绕线式电机保护系统的采样方法，包括以下步骤：步骤一、互感器采集三相电机的交流信号；步骤二、将采样交流信号通过放大器、采样保持电路与电流基准信号比较，判断电机过载和短路故障；步骤三、将采样交流信号通过波形转换电路判断缺相故障；步骤三、当电机为异常状态时，单片机发出停机信号。所述步骤一的电流采样在电机运行每个周期至少对三相电流各采样一次。所述步骤三的异常状态包括过载故障状态、短路故障状态和缺相故障状态、三相电压不平衡故障状态。所述缺相故障状态通过三相电流信号的有无进行判断。所述三相电压不平衡故障状态通过当三相电压不平衡度达到5％时，进行判断。

本发明有如下积极效果：采用交流采样能很好地解决了电流、电压的采样精度、速度、和稳定性问题，通过算法运算后获得的电压、电流、等参数有着较好的准确度和稳定性。

附图说明

图1是本发明具体实施方式的系统结构图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

一种绕线式电机保护系统，该系统包括互感器、放大器、采样保持电路、波形转换电路、A/D转换电路、电压比较器电路和单片机；所述互感器分别连接到放大器和波形转换电路的输入端，波形转换电路输出端接单片机，放大器输出端接采样保持电路输入端，采样保持电路输出端经过A/D转换电路连接电压比较器电路，电压比较器电路输出端和单片机连接，所述互感器和放大器之间设有用于将电流信号转换为电压信号的负载电阻。所述互感器、放大器、采样保持电路、波形转换电路、A/D转换电路、电压比较器电路组成的电流采集单元为三组，三组电流采集单元分别连接电机的三相电机的一相。所述波形转换电路为三个分别对应连接到三相电机的一相。该系统还包括用于单向对地短路的采样单元，所述采样单元通过零序电流互感器或电机外壳取得漏电信号。所述互感器把采样信号转化为0～5V的电压或0～20mA电流。