ARD2智能電動機保護器

　　由于生產(chǎn)自動化及各種自動控制、順序控制設(shè)備的出現(xiàn)，要求電機經(jīng)常運行在頻繁的起動、制動、正反轉(zhuǎn)、間歇以及變負荷等方式，電機的運行要求越來越高，運行環(huán)境也越來越苛刻，同時，由于電機與配套機械連在一起，當電機發(fā)生故障時，經(jīng)常波及生產(chǎn)系統(tǒng)。因此，對電機實行有效的保護是保證生產(chǎn)系統(tǒng)正常工作的一項重要任務(wù)。
　　本文將要介紹的是ARD2型電動機保護器的經(jīng)濟、簡潔的設(shè)計方法和應(yīng)用。該型保護器主要用于對電動機運行狀態(tài)的監(jiān)測，并針對電動機在生產(chǎn)運行過程中出現(xiàn)的啟動超時、欠壓、過壓、欠載、過載、短路、堵轉(zhuǎn)/阻塞、斷相、不平衡、剩余電流（接地/漏電）等故障進行保護，使電動機不至于因為以上原因而導(dǎo)致?lián)p壞，從而使生產(chǎn)遭受損失，采用ARD2電動機保護器能有效提高電動機運行的安全性，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
　　ARD2型智能電動機保護器的技術(shù)指標見表1。

表 1

2　 設(shè)計方法
　　目前市場上綜合型的智能電動機保護器的設(shè)計主要采用交流采樣方式+高性能單片機的方案，采用該設(shè)計方法的電動機保護器測量參數(shù)多、測量精度高、能夠提供更完善的保護功能，但是采用此設(shè)計方法的成本較高，銷售價格也高，在只需要對電動機提供過載、斷相等基本常見故障保護的場合沒有性價比可言。因此采用一種設(shè)計簡單、功能能夠滿足基本保護要求、主要用于替代熱繼電器的智能電動機保護器將會有很大的市場。ARD2型保護器就是一款設(shè)計簡潔，保護功能較多，能夠滿足大多數(shù)電動機保護要求的經(jīng)濟型的智能電動機保護器。
　　ARD2型智能電動機保護器采用低成本的設(shè)計方案，整體系統(tǒng)由信號處理單元、中央處理單元、電源模塊、人機交互單元、人機界面、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信號處理單元
　　信號處理單元采用整流放大濾波電路，見圖2，該電路能將采樣得到的交流信號整流成直流信號，由CPU片內(nèi)AD進行轉(zhuǎn)換計算。

圖 2

　　圖中IC1為運算放大器LM324，采用雙電源供電，這樣可以保證LM324輸出電壓達到5V充分利用A/D轉(zhuǎn)換提高顯示精度。IC1將采樣得到的信號進行兩級放大處理，提高了信號的采樣精度，保證了信號的線性度。
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，該單片機片上資源豐富，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。外部擴展了鐵電存儲器，用于存儲一些重要的參數(shù)，即使以后升級程序也不會丟失先前的重要數(shù)據(jù)。
　　CPU對采樣信號進行處理計算，根據(jù)測量得到的電流、電壓值與預(yù)先設(shè)定的各種保護數(shù)值進行對比，由此來判斷電動機的運行狀態(tài)是否正常，是否需要進行保護。中央處理單元電路見圖3。

圖 3