ARD2智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器

　　由于生產(chǎn)自動(dòng)化及各種自動(dòng)控制、順序控制設(shè)備的出現(xiàn)，要求電機(jī)經(jīng)常運(yùn)行在頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、間歇以及變負(fù)荷等方式，電機(jī)的運(yùn)行要求越來(lái)越高，運(yùn)行環(huán)境也越來(lái)越苛刻，同時(shí)，由于電機(jī)與配套機(jī)械連在一起，當(dāng)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，經(jīng)常波及生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，對(duì)電機(jī)實(shí)行有效的保護(hù)是保證生產(chǎn)系統(tǒng)正常工作的一項(xiàng)重要任務(wù)。
　　本文將要介紹的是ARD2型電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用。該型保護(hù)器主要用于對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，并針對(duì)電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的啟動(dòng)超時(shí)、欠壓、過(guò)壓、欠載、過(guò)載、短路、堵轉(zhuǎn)/阻塞、斷相、不平衡、剩余電流（接地/漏電）等故障進(jìn)行保護(hù)，使電動(dòng)機(jī)不至于因?yàn)橐陨显蚨鴮?dǎo)致?lián)p壞，從而使生產(chǎn)遭受損失，采用ARD2電動(dòng)機(jī)保護(hù)器能有效提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的安全性，降低生產(chǎn)損失，是傳統(tǒng)熱繼電器的理想替代品。

1　 技術(shù)指標(biāo)
　　ARD2型智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表 1

2　 設(shè)計(jì)方法
　　目前市場(chǎng)上綜合型的智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的設(shè)計(jì)主要采用交流采樣方式+高性能單片機(jī)的方案，采用該設(shè)計(jì)方法的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器測(cè)量參數(shù)多、測(cè)量精度高、能夠提供更完善的保護(hù)功能，但是采用此設(shè)計(jì)方法的成本較高，銷售價(jià)格也高，在只需要對(duì)電動(dòng)機(jī)提供過(guò)載、斷相等基本常見(jiàn)故障保護(hù)的場(chǎng)合沒(méi)有性價(jià)比可言。因此采用一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、功能能夠滿足基本保護(hù)要求、主要用于替代熱繼電器的智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器將會(huì)有很大的市場(chǎng)。ARD2型保護(hù)器就是一款設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，保護(hù)功能較多，能夠滿足大多數(shù)電動(dòng)機(jī)保護(hù)要求的經(jīng)濟(jì)型的智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。
　　ARD2型智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器采用低成本的設(shè)計(jì)方案，整體系統(tǒng)由信號(hào)處理單元、中央處理單元、電源模塊、人機(jī)交互單元、人機(jī)界面、控制模塊、通訊接口模塊等構(gòu)成，裝置硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖 1

2.1信號(hào)處理單元
　　信號(hào)處理單元采用整流放大濾波電路，見(jiàn)圖2，該電路能將采樣得到的交流信號(hào)整流成直流信號(hào)，由CPU片內(nèi)AD進(jìn)行轉(zhuǎn)換計(jì)算。

圖 2

　　圖中IC1為運(yùn)算放大器LM324，采用雙電源供電，這樣可以保證LM324輸出電壓達(dá)到5V充分利用A/D轉(zhuǎn)換提高顯示精度。IC1將采樣得到的信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)放大處理，提高了信號(hào)的采樣精度，保證了信號(hào)的線性度。
2.2中央處理單元
　　中央處理單元選用MOTOROLA公司的第一款基于高度節(jié)能型S08核的器件MC9S08AW32高性能單片機(jī)，該單片機(jī)片上資源豐富，抗干擾能力突出。內(nèi)含32K字節(jié)用戶程序空間，片上集成2K的RAM，支持BDM片上調(diào)試功能，片內(nèi)集成看門狗電路，片上集成8通道10位AD。外部擴(kuò)展了鐵電存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)一些重要的參數(shù)，即使以后升級(jí)程序也不會(huì)丟失先前的重要數(shù)據(jù)。
　　CPU對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算，根據(jù)測(cè)量得到的電流、電壓值與預(yù)先設(shè)定的各種保護(hù)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，由此來(lái)判斷電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，是否需要進(jìn)行保護(hù)。中央處理單元電路見(jiàn)圖3。

圖 3