文档介绍：浅谈 ARD3电动机保护器设计原理
姚波陆伟青
( 江苏安科瑞电器制造有限公司江苏江阴 214405)
摘要:介绍一款经济型智能电动机保护器-ARD2型的设计与应用,该保护器将众多保护功能集于一体,
针对电动机在实际使用中会遇到的多种故障进行保护,使电机在各种故障条件下不会产生损坏,提高电动
机运行的可靠性,减少由于电动机的故障问题带来的生产损失。
关键字:电动机保护器,ARD2型,保护功能,经济型
0 引言
由于生产自动化及各种自动控制、顺序控制设备的出现,要求电机经常运行在频繁的起动、制动、正
反转、间歇以及变负荷等方式,电机的运行要求越来越高,运行环境也越来越苛刻,同时,由于电机与配
套机械连在一起,当电机发生故障时,经常波及生产系统。因此,对电机实行有效的保护是保证生产系统
正常工作的一项重要任务。
本文将要介绍的是 ARD2型电动机保护器的经济、简洁的设计方法和应用。该型保护器主要用于对电动
机运行状态的监测,并针对电动机在生产运行过程中出现的启动超时、欠压、过压、欠载、过载、短路、
堵转/阻塞、断相、不平衡、剩余电流(接地/漏电)等故障进行保护,使电动机不至于因为以上原因而导
致损坏,从而使生产遭受损失,采用 ARD2电动机保护器能有效提高电动机运行的安全性,降低生产损失,
是传统热继电器的理想替代品。
1 技术指标
ARD2型智能电动机保护器的技术指标见表1。
表 1
2 设计方法
目前市场上综合型的智能电动机保护器的设计主要采用交流采样方式+高性能单片机的方案,采用该设
计方法的电动机保护器测量参数多、测量精度高、能够提供更完善的保护功能,但是采用此设计方法的成
本较高,销售价格也高,在只需要对电动机提供过载、断相等基本常见故障保护的场合没有性价比可言。
因此采用一种设计简单、功能能够满足基本保护要求、主要用于替代热继电器的智能电动机保护器将会有
很大的市场。ARD2型保护器就是一款设计简洁,保护功能较多,能够满足大多数电动机保护要求的经济型
的智能电动机保护器。
ARD2型智能电动机保护器采用低成本的设计方案,整体系统由信号处理单元、中央处理单元、电源模
块、人机交互单元、人机界面、控制模块、通讯接口模块等构成,装置硬件结构如图1所示。
图 1
信号处理单元
信号处理单元采用整流放大滤波电路,见图2,该电路能将采样得到的交流信号整流成直流信号,由
CPU 片内 AD 进行转换计算。
图 2
图中 IC1为运算放大器 LM324,采用双电源供电,这样可以保证 LM324输出电压达到5V 充分利用 A/D 转
换提高显示精度。IC1将采样得到的信号进行两级放大处理,提高了信号的采样精度,保证了信号的线性度。
中央处理单元
中央处理单元选用 MOTOROLA 公司的第一款基于高度节能型 S08核的器件 MC9S08AW32高性能单片机,该
单片机片上资源丰富,抗干扰能力突出。内含32K 字节用户程序空间,片上集成2K 的 RAM,支持 BDM 片上
调试功能,片内集成看门狗电路,片上集成8通道10位 AD。外部扩展了铁电存储器,用于存储一些重要的
参数,即使以后升级程序也不会丢失先前的重要数据。
CPU 对采样信号