荆州电动机保护器规格
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产品描述

由于过电动机过载保护器在正常情况下(即电流在额定值附近)是开释的,只有当电路发作过电流时才动作。
荆州电动机保护器规格
ARD智能型电动机保护器与热继电器相比有哪些优势
  1、 智能型电动机保护器与热继电器相比有什么好处?
  相同点:
  功能:两者都有过载保护、堵转保护、缺相保护。
  不同点:
  1)保护的全面性:
  热继电器:除以上功能外没有其他保护。
  智能型电动机保护器:过流保护(堵转保护)、三相电流不平衡、接地/漏电保护、启动超时保护、欠载、欠压、过压保护、欠功率保护、温度保护、外部故障保护、相序保护、抗晃电、失压重启功能。
  2)过载保护的区别:
  热继电器:只能做成跳闸功能,不能实现报警。
  智能型电动机保护器:既可做成跳闸功能,也可以做成报警。
  3)大电流承受能力:
  热继电器:本身是双金属片,所以需要承受大电流的负载能力。
  智能型电动机保护器:本身是互感器,所以不需要承受大电流的负载能力。
  4)触点的独立性:
  热继电器:很难进行独立触点的输出。
  智能型电动机保护器:可以进行独立触点的输出。
  5)其他功能的对比:
  智能型电动机保护器具有热继电器所不具备的控制功能、测量功能(三相电流、电压、功率、功率因数、电能、频率、热容量、电流不平衡率、漏电流值等)、故障记录功能(当前运行时间、当前停车时间、累计运行时间、启动电流、启动时间、操作次数、输入输出状态、8次故障记录、运行状态指示)、4-20mA输出功能、通讯功能、状态量检测功能。
  2、 ARD智能型电动机保护器的实现原理
  三相电流采样原理:
  电动机主回路三相电流经三个互感器感应出二次电流,经过三个采样电阻把电流信号转成电压信号,经运放跟随AD采样电路转换成数字信号进入微处理器,微处理器把数字信号用微积分算法得到三相电流的有效值,用于显示与保护判断,超过设定值,微处理器发出电平信号驱动继电器动作。其余的模拟量输入(如电压、零序电流、AI模拟量输入)原理与其相同。
  开关量输入工作原理:
  微处理器随时检测开关量的输入状态,通过微处理器的IO口检测电平信号,按照设置好的驱动逻辑驱动继电器。
  4-20mA输出功能:
  将4-20mA设置成相应的变送输出,如A相电流。微处理器通过三相互感器检测AD采样运算得到有效值,按以下公式,将结果经DA转换成模拟量输出。
  AO = (Ia/Ie)*16+4 mA其中Ia为当前A相电流,Ie为电动机额定电流。
  3、保护功能举例
  热继电器:
  堵转、过载保护都是通过金属片发热层度,使金属片弯曲来断开主回路交流接触器的线圈,达到保护的目的。
  ARD智能型电动机保护器
  1)过载保护
  通过数学公式模拟电动机的发热特性,通过对电动机发热特性的分析进行过载。我司产品采用的发热计算公式为:Q=KΔI2.t。此公式来源于金属发热模型。
  2)不平衡保护
  举个实例来说明ARD电动机保护器的不平衡保护,当IA=30A,IB=75A,IC=75A,Iav=60A,Ie=100A计算得不平衡率为75%,不平衡率达到保护设定值30%,保护器按照设定值通过内部继电器节点(95.96)断开主回路接触器线圈来实现保护电动机的目的。
  三相不平衡率计算公式为:|I-Iav|/IX,Iav为三相电流平均值,当Iav小于Ie时,分母IX =Ie;当Iav大于Ie时,分母IX =Iav。
  3)阻塞保护(运行过程中)
  阻塞保护适用于电动机运行过程中发生卡死。如保护器测得当前运行电流Imax=300%,电流达到动作设定值250%时,保护器按照设定值通过内部继电器节点(95.96)断开主回路接触器线圈来实现保护电动机的目的,避免电机烧毁。
  4)堵转保护(启动过程中)
  电动机在起动过程中,如保护器测得起动电流为210%,大于设定的堵转保护设定值200%,保护器按照设定值通过内部继电器节点(95.96)断开主回路接触器线圈来实现保护电动机的目的,避免电机烧毁。
  5)起动过程
  上电后,保护继电器(95.96)闭合,按下SS1,KM线圈得电闭合,接触器KM的辅助触点闭合构成自锁回路,电动机开始工作,当按下SF1时,线圈失电释放,电动机停止工作。一旦电动机发生任何故障,保护器断开保护继电器(95.96),保护了电动机。
  4、经济效益
  热继电器要实现电动机保护、控制、监控、测量需要增加如下附件:
  1) 热继保护器。
  2) 监控需要增加I/O模块。
  3) 测量需增加合分闸指示灯、测量电流需增加电流表,现场显示还需增加电流表互感器,DCS系统查看电流需要变送器。
  4) 要监控电源是否消失需增加电压继电器。
  5) 电动机故障传输到DCS系统需增加中间继电器。
  6) 电动机发生故障后,热继电器不知道何时发生的何种故障。
  7) 热继电器参数设定后灵敏度不高。
  ARD电动机保护器完全可不增加其它设备的情况下完成以上功能。
  5、 热继电器与电动机智能保护器实现电动机保护的材料及价格对比
  热继电器组成电动机回路:
  塑壳开关、交流接触器、电流表(外加互感器)、起动指示灯、停车指示灯、故障指示灯、热继电器、变送器、零序互感器(带接地保护)、电动机。
  注:电压测量还需要增加电压表和电压互感器,现场传到DCS系统还需要很多硬接线。
  价格:塑壳开关(T4N250)+交流接触器(A9-30-10)+电流表(外加互感器)+指示灯(CP1-10R-10)+热继电器(TA110DU90)+变送器+带接地保护(LNG35 5A)
  1506+99+100+14.8*3+581+400+646=3376.4
  电动机保护器组成电动机回路:
  塑壳开关、交流接触器、电动机保护器(包括电流测量显示、电压测量显示、功率测量、起动停车指示灯、变送器、接地保护、抗晃电功能)、电动机。
  注:电压测量不需要增加互感器、要上传所有状态量、模块量、故障原因、故障时间、累计停车时间只要增加通讯功能就可以。
  价格:塑壳开关+交流接触器+智能电动机保护器(ARD2F-100/U+90FL)
  1506+99+1280=2885
荆州电动机保护器规格
电动机保护器
浅谈ARD3电动机保护器设计原理
  摘 要:本文着重介绍ARD3电动机保护器的具体设计方法,给出硬件原理图和软件流程图。文章按照产品的各硬件功能模块进行展开说明,介绍硬件功能模块时,对硬件功能模块原理图进行详细分析,结合各种实际应用的情况说明此处硬件是怎样设计的,为什么这样设计以及这样设计的优缺点。通常电动机保护器工作的条件比较恶劣,为使产品性能方面更加稳定可靠,需要使用一些抗干扰措施,文中介绍的这些抗干扰措施在实际使用中被证明是成功的。
  关键词:电动机保护器;ARD3;保护功能;ModBus
  0 引言
  随着电子技术的发展,电动机保护器正向基于现场总线的智能型方向发展。我公司设计的ARD3电动机保护器立足于国内先进水平,是具有智能保护和可通信功能的电动机保护器。产品系列电流范围齐全,产品系列额定电流范围1.6~800A;可测量的电流范围宽,可以达到10倍电机额定电流;采用先进的软件算法和可靠的硬件设计,对电动机的过载、断相、三相不平衡、堵转、阻塞、过压、欠压等故障进行有效判断和可靠保护,过载保护采用计算分析当前电动机的热容量的方法,根据热容情况判断电动机的过载状态,此种方法可以发挥电动机的过载能力;配有可编程开关量输入、继电器输出,用于实现远程主站对电动机运行状态的遥信监视和直接起动、自耦降压、星-三角等起动方式;带有标准RS-485接口ModBus通讯协议实现计算机联网。
  1 硬件设计
  ARD3电动机保护器用H8/3687FP单片机实现电动机的保护功能。在硬件方面主要由三相电流信号采样、漏电流采样、电压信号采样、键盘接口、显示部分、控制输出、报警输出、通信接口等几部分构成,下面分别对其中的关键部分作简要介绍:
  1.1 信号采集单元
  ARD3电动机保护器采用交流采样算法计算被测信号。采样方式是按一定周期(称为采样周期)连续实时采样被测信号一个完整的波形(对于正弦波只需采样半个周期即可),然后将采样得到的离散信号进行真有效值运算,从而得到被测信号的真有效值,这样就避免了被测信号波形畸变对采样值的影响。
  信号采集单元的功能取样、整流、放大互感器二次测的输出信号,将这些信号转换为单片机可处理的信号。ARD3电动机保护器中处理三相电流信号、剩余电流信号、电压信号的信号采集放大电路原理都相同,现以一路电流信号采集放大电路为例说明电路工作原理。
  信号采集放大电路如图1所示。在图中二极管A1、A7是双向二极管,对后级电路起到过压保护作用。当输入的信号在正常范围内,A1、A7不起作用,当输入信号超出正常范围(或有脉冲干扰信号出现)时,A1、A7导通,防止超出后级电路端口范围的信号进入后级电路,破坏后级A/D电路。CR1为取样电阻,将从CT1输出的电流信号转变为电压信号。LM324和CR4,CR7,CR10,CR13组成同相放大电路将电压信号放大后输入A/D转换电路。
  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。图1中通过运放将输入信号进行分档处理,小信号从P1.0输出大信号从P1.1输出。这样处理是因为:电动机保护器要处理的电流范围很宽(要从电动机1倍额定电流到10倍额定电流),分档处理可以提高测量精度。
  1.2 I/O单元
  电路开关量由IN1~IN7输入,通过光藕后产生IS1~IS7,并行信号IS1~IS7输入到74HC165,通过74HC165将并行信号转换为串行信号传送给CPU。电阻R11~R18起到限流作用保护光耦中的二极管不被损坏。RS1~RS8是上拉电阻与电容CS~CS8配合使用既可以稳定光耦输出电平又可以在上电时对光耦起到保护作用。
  继电器控制电路如图3所示。JDQ1~JDQ4与CPU连接,三极管QJ11~QJ14的供电电压是+5V,三极管QJ1~QJ4的供电电压是+24V。现以QJ11,QJ1这路控制电路来说明电路工作原理,当CPU输出高电平时三极管QJ11不导通,OUT11不会输出电流光藕不会导通,JT1也输出高电平,QJ1不会导通继电器不会动作。当CPU输出低电平时三极管QJ11导通,OUT1输出高电平使光耦导通, JT1变为低电平,三极管QJ1导通OUT1输出低电平使继电器发生动作。
  控制输出部分可采用机电式继电器或固体继电器。前者价格便宜,市场产品丰富,驱动线路也比较简单,但可靠性和使用寿命有限,且在触点动作时会产生“火花”,严重时可影响系统的正常工作。因此,在PCB板布局时应将继电器尽量远离单片机并靠近仪表的输出端口。另外,在继电器线圈两端应并联续流二极管,否则在继电器线圈断电瞬间会产生较高的感应电压,从而破坏电路。固态继电器具有寿命长、性能稳定,无火花等特点,本产品中考虑到产品的可靠性要求采用固态继电器。
  1.3 通讯单元
  通讯电路实现将CPU串口输出电平转换到RS485电平。本电路的巧妙之处在于数据收发直接由硬件来控制,不用CPU参与控制,这样可以节省CPU资源简化程序设计。
  1.4 CPU单元
  CPU单元是电机保护器的核心单元。信号采集,各种报警处理,通信功能,显示功能……都是由它来完成的。本产品采用的CPU芯片是瑞萨公司的H8/3687芯片,该芯片功能如下:62条基本指令; RTC(片上实时时钟,可作为自由运算计数器使用),SCI(异步或者时钟同步串行通信接口)2路,1路IIC接口,8路10位A/D,8位定时器2个(Timer B1,TimerV),16位定时器1个(TimerZ),看门狗定时器,14位PWM,45个I/O引脚(H8/3687N有43个I/O引脚),包括8个可直接驱动LED的大电流引脚(IOL=20mA,@VOL=1.5V),片上复位电源POR电路,片上低电压检测电路(LVD)。该芯片有两种封装形式:LQFP-64(10mm×10mm)FP-64(14mm×14mm) 。CPU单元电路如图5所示。
  因为A/D功能,IIC功能,RTC,定时器,看门狗等功能都已经集成到芯片内部,所以CPU单元的电路十分简洁,各引脚只需外接增加端口驱动能力的上拉电阻和稳定信号的滤波电容即可。
  2 软件设计
  系统软件要完成三相电流、1路剩余电流、三路电压A/D,各种保护量计算,保护功能判断处理,显示电压、电流,故障记录,按键处理,通讯,变送等功能。只有合理安排程序流程来完成这些功能,保护器才能可靠工作。
  3 抗干扰措施
  电动机保护器作为保护电动机装置要具有很强的抗干扰性。在本产品软硬件设计过程中采取如下措施提高产品的抗干扰性:1硬件方面:电源部分加EMC滤波器,高频变压器次级与初级加高压电容,输出部分加滤波电路;信号采集部分增加滤波电路;在作信号处理的各芯片输入口处加端口保护电路;在各芯片电源输入处加去藕电容;继电器两端并联续流二极管,加光耦与CPU端口隔离;不使用的CPU端口定义为输出状态;PCB板布局时模拟部分与数字部分作分区处理,模拟信号在模拟区域内布线,数字信号数字区域内布线,二者不进入彼此区域内;布线时尽量加粗电源线与地线,信号线走线时走145o线,不走直角线;使用CPU内部看门狗监控程序运行。2软件方面:各路信号采集都使用软件滤波,增加采样值的准确性。通过采取一系列的措施,产品的抗干扰性能大幅提高,本产品一次性顺利通过3C安全认证型式试验。
  4 结论
  ARD3电动机保护器采用先进的设计方案,集测量、保护、控制、通讯于一身,产品性能安全可靠,可以对电动机实施可靠有效的保护。ARD3电动机保护器在实际使用中完全可以替热继电器、温度继电器等传统的电动机保护产品,替代各种指针式电量表、信号灯、电量变送器等常规元件,简化电动机控制电路,减少柜内电缆连接及现场施工量。
荆州电动机保护器规格
在能满足保护要求的情况下首先考虑简单保护装置,当简单的保护装置不能满足要求时,或对保护功能和特性提出更高要求时,才考虑应用复杂的保护装置,做到经济性和可靠性的统一。具体的功能选择应根据综合考虑电动机的本身的价值、负载情况、环境好坏、电动机的重要程度、退出运行是否对生产系统造成严重影响等因素,力争做到经济合理。
-/gbaddhi/-

http://www.ankeruidq.com

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