[发明专利]一种电机故障检测与保护装置

说明书

本发明公开了一种电机故障检测与保护装置，包括电压电流采集器和电机工作监控设备；电压电流采集器中，信号采集变换模块采集三相电机的电流、电压信号并将其变换成小电压信号送入数模转换模块进行数模转换，微控制器进行数据处理分析和故障判断并控制继电器保护电路模块与故障指示模块进行保护和报警；显示模块显示电机的工作参数和状态；按键模块设定电机的额定参数和故障保护动作时间；电机工作监控设备实时监控电机参数与状态，设置被保护电机的额定参数和故障保护动作时间；电机工作监控设备通过通信模块与电压电流采集器进行数据传输。本发明可以实现数据的远程传输，不受任何距离的限制，提高检修的效率，同时也走向了产业的全面智能化。

技术领域

本发明属于电机故障检测与保护技术领域，具体涉及一种电机故障检测与保护装置。

背景技术

在实际的工程应用中，工作环境的恶劣、日常维护的缺乏，经常容易引起电机的故障甚至是损坏，对工业生产和人们的生活造成了巨大的影响和损失。因此，实现对电机的实时监测、故障判断和及时切除是保证电机安全可靠运行的前提。

早期，电动机的保护一般以熔断器、双金属片热继电器、电动机保护用自动开关、电磁型继电器等机械式保护装置为主。熔断器是一种当电流大于一定值时，熔断器熔体将因为自身的热量而熔断，以此断开回路，使得电动机停止运行。熔断器安装简便，价格低廉，但其功能少，在电动机发生故障发生的过载等故障时，无法起到保护作用。另外，将熔断器用于保护三相异步电动机时，若其中一相的熔断器因电流过大而断开，则会导致三相异步电动机发生断相，引起一系列事故和损失。

热继电器的工作原理是基于双金属片热效应：双金属片由一对金属片整合而成，二者膨胀系数相异。当电流流过，发生的热效应会使得双金属片向膨胀系数较小的一边弯曲，电流值与弯曲程度成正比。当电流大于整定电流值大小一定的倍数时，就会使脱扣装置动作，继而将主电路断开，实现其保护功能。热继电器电动机保护器具有结构简单、操作方便、价格低廉等优点，并具备反时限特性。因此，被广泛应用于电动机过载保护。但是，热继电器应用于电机保护领域任然具有一定局限性：①热继电器的保护特性具有一定程度的分散性，其稳定性较低，易受到周围环境因素的影响，如对环境温度、机械振动等有较大的要求；②可重复性较差，对于电机频繁起动、重载起动、多次短时过载等情况，起不到较好的保护作用；③其功能较为单一，不能对电机起动过程中的故障、短路故障等进行有效保护。当电动机存在轻微过载时，绕组产生的热积累导致温度过高，但其无法直接检测电动机绕组的温度，故对这种情况也无法进行有效保护。

目前，传统的8/16位单片机已经广泛运用于电气保护中。但是它们仅仅具有基本的数据采集和控制功能，在人机对话、数据查询、远程连接等方面能力有限，缺少必要的网络通讯功能。如果将网络通讯以及智能化远程控制加入到电机保护中，可以给电机的保护带来意想不到的效果，极大地规避了大规模的设备损坏情况，节省大量的成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种电机故障检测与保护装置。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种电机故障检测与保护装置，包括电压电流采集器和电机工作监控设备；

电压电流采集器包括微控制器、信号采集变换模块、数模转换模块、显示模块、继电器保护电路模块、故障指示模块、按键模块和通信模块；

信号采集变换模块采集三相电机的电流、电压信号并将其变换成小电压信号送入数模转换模块进行数模转换；

数模转换模块转换输出的数字信号进入微控制器进行数据处理分析和故障判断，当诊断出电机发生故障且已到保护时间，微控制器控制继电器保护电路模块与故障指示模块进行保护和报警；

显示模块实时显示电机的工作参数和状态；

按键模块，用于设定不同型号电机的额定参数和故障保护动作时间；