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【行业动态】 模块式电动机保护器设计
点击次数:2101 来源网站: 发布时间:2012-05-05 资料下载

关键字:模块式 电动机 保护器
    智能电动机保护器发展至今,存在两种发展趋势,一种是:多种功能集成在一个壳体内;另一种是:根据功能划分模块,通过模块拼装满足各种要求。多种功能在一个壳体内的方式,可以减少开发前期的投入,开发周期短,从短期内来看,对企业有利。功能模块化,开发前期投入多,相对前种方式开发周期会变长,但成功后,后期产品维护方便,可以消除因功能多少引起生产紊乱,产品使用者进行产品升级或改造时产生停产等不利因素。

模块式电动机保护器的优势

1.1   对企业自身的优势
 
客户的需求是多样化的,产品使用环境不同、实际生产工艺不同,造成客户对产品的需求往往有所不同,同一类产品功能不同,会引起生产厂家生产上的不同,库存管理、分类不同,加大企业自身生产负担。模块式电动机保护器,各模块功能明确,方便生产,利于存储。企业将最基本的保护功能作为基本模块,其它高级保护、控制、通讯功能作为选配模块,这样在客户需要不同功能时,在基本模块基础上添加对应模块即可,通过搭积木方式实现不同功能的产品。在面对客户多样化需求时,优势是不言而喻的。

1.2   对使用者的优势
 
模块式电动机保护器适用范围广,使用者根据自身需要选取产品,使用者只需要常规过载、断相等常规保护功能时选取基本模块即可。需要带有全面保护和控制功能,选取基本模块和所需的模块进行组合。需要带有全面保护、控制、通讯、管理分析功能时,选取基本模块加多个模块进行组合。
模块式电动机保护器灵活性高,使用者在设计初期选用了基本模块,而实际生产中发现需要更多功能时,添加模块即可。当使用者遇到系统、功能升级或改造,而引起设备升级、变动时,添加、删减对应的功能模块即可完成技术改造,不必担心造成停产等影响。
 
模块式电动机保护器可靠性高,在使用中如遇到保护器出现故障,模块式电动机保护器会自动报出具体模块故障,使用者只需更换故障模块,不影响其它模块。
2    模块式电动机保护器的设计思想
 
要进行模块式电动机保护器设计,首先要明确产品使用环境,模块种类,以及划分的依据。
2.1   产品使用环境
 
作为保护类产品,要明确产品的正常工作环境。根据标准,环境温度可选位为:-10 ℃ ~+55 ℃,此温度可以满足绝大多数产品的使用环境;大气压力为:80 kPa~110 kPa(海拔2000 m以下);相对湿度为:最湿月的月平均相对湿度为90%,同时该月的平均最低温度为25 ℃,并且在产品上不应出现凝露;使用环境不应有腐蚀、破坏绝缘的气体及导电介质,对于使用环境内有火灾、爆炸危险的介质、产品应有防爆措施。户内产品的使用环境应有防御雨、雪、风、沙的设施。供电电源:额定电压AC 220V,交流电源额定电压为额定值的85%~110%。3   模块式电动机保护器技术难点
可靠的通讯协议,用于模块数据通讯处理。此套协议要带有模块识别、数据传送、数据校验、冲突检测、仲裁等功能。同时对传输数据格式做好规定,即起始位、停止位、数据位、检验位,数据校验等。传输数据格式可以参考常规数据传输模式,起始位1位,数据位8位/7位,停止位1位/2位,校验位1位,检验位可以选择奇、偶校验。数据传输要带有校验数据,可以采用CRC等校验方式。
 
保护类产品继电器输出是不能误动作的,继电器输出通常用于控制电机运行状态或信号传输,一旦出现误动,影响很大。误动的原因有多种,不符合标准的规范而引起的误动;产品抗干扰性不好,受到干扰引起误动。
 
作为电动机保护器要符合《GB14048.4低压开关设备和控制设备 机电式接触器和电动机起动器》和《JB/T10736—2007低压电动机保护器》等标准的要求,设计者以相关标准作为设计依据,这样可以减少功能上的偏差带来的误动。
 
由于产品抗干扰性能不好而产生的误动,对设计者有很大的考验。干扰的传播途径有很多种,产品供电电源,空间电磁信号,连接线耦合等,强干扰会引起产品死机等工作状态不正常。常规使用看门狗来保证产品死机后自动复位的方法,在保护类产品中并不完全适用,通过看门狗进行复位时,继电器会出现瞬间工作状态跳变,很可能造成误动作。
可编程逻辑功能,使用者对产品需求多种多样,将使用者的要求分好类,通过上位机配置软件进行功能编程。需要有行业经验丰富的工程师参与需求功能库的建立,通过时尽量在硬件上做到通用化,即硬件采用一个平台,对硬件平台写入不同的程序(是指由客户编制的程序),执行不同的功能。部分可编程功能可见图1~图5。

4   模块式电动机保护器研发中遇到的问题及解决
 
模块式电动机保护器在研发、测试中曾遇到如下问题:
 
通过内部总线进行互联时,某些模块数据错误,分析硬件、协议发现出问题的模块在收发处理时引起错误操作,对收发处理部分重新更改,解决此问题。
 
环境试验时,发现会出现模块出错,经分析发现使用的电路中有元件性能达不到技术指标,重新设计更正后可以通过环境试验。
EMC测试时,静电间接放电试验会引起芯片复位,对测量仪表可以判为合格,但保护类产品不能出现这样的误动。经反复分析、测试、验证后发现电路设计中存在一定问题,原设计在其它产品中可以正常工作,但在此处参数上不完全相符,对电路进行更正,可以有效通过静电测试。
5 结束语
 
模块式电动机保护器是国家科技部项目,设计思想新颖,在国内同行中属于首创,填补了国内同行产品在此领域的空白。模块式电动机保护器,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。可以方便的替代老式热继电器、温度继电器等传统的电动机保护产品,可以通过和接触器、断路器配合实现对电动机的控制、保护等功能。可以方便的接入PLC、DCS系统。
 
模块式电动机保护器可以作为MCC核心器件使用,简化设计,原需要通过PLC加外部传感器、变送器才能实现的功能,现在可以交给模块式电动机保护器来实现。并且模块式产品带有一定的可编程能力,可以作为设备级的中心控制器。模块式电动机保护器产品如图6所示。

 
 
 
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