模塊式電動(dòng)機保護器設計

      智能電動(dòng)機保護器發(fā)展至今,存在兩種發(fā)展趨勢,一種是:多種功能集成在一個(gè)殼體內;另一種是:根據功能劃分模塊,通過(guò)模塊拼裝滿(mǎn)足各種要求。多種功能在一個(gè)殼體內的方式,可以減少開(kāi)發(fā)前期的投入,開(kāi)發(fā)周期短,從短期內來(lái)看,對企業(yè)有利。功能模塊化,開(kāi)發(fā)前期投入多,相對前種方式開(kāi)發(fā)周期會(huì )變長(cháng),但成功后,后期產(chǎn)品維護方便,可以減少因功能多少引起生產(chǎn)紊亂,產(chǎn)品使用者進(jìn)行產(chǎn)品升級或改造時(shí)產(chǎn)生停產(chǎn)等不利因素。
        
          模塊式電動(dòng)機保護器的優(yōu)勢
        
          1.1 對企業(yè)自身的優(yōu)勢
        
          客戶(hù)的需求是多樣化的,產(chǎn)品使用環(huán)境不同、實(shí)際生產(chǎn)工藝不同,造成客戶(hù)對產(chǎn)品的需求往往有所不同,同一類(lèi)產(chǎn)品功能不同,會(huì )引起生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)上的不同,庫存管理、分類(lèi)不同,加大企業(yè)自身生產(chǎn)負擔。模塊式電動(dòng)機保護器,各模塊功能明確,方便生產(chǎn),利于存儲。企業(yè)將基本的保護功能作為基本模塊,其它保護、控制、通訊功能作為選配模塊,這樣在客戶(hù)需要不同功能時(shí),在基本模塊基礎上添加對應模塊即可,通過(guò)搭積木方式實(shí)現不同功能的產(chǎn)品。在面對客戶(hù)多樣化需求時(shí),優(yōu)勢是不言而喻的。
        
          1.2 對使用者的優(yōu)勢
        
          模塊式電動(dòng)機保護器適用范圍廣,使用者根據自身需要選取產(chǎn)品,使用者只需要常規過(guò)載、斷相等常規保護功能時(shí)選取基本模塊即可。需要帶有保護和控制功能,選取基本模塊和所需的模塊進(jìn)行組合。需要帶有保護、控制、通訊、管理分析功能時(shí),選取基本模塊加多個(gè)模塊進(jìn)行組合。
        
          模塊式電動(dòng)機保護器靈**高,使用者在設計初期選用了基本模塊,而實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現需要更多功能時(shí),添加模塊即可。當使用者遇到系統、功能升級或改造,而引起設備升級、變動(dòng)時(shí),添加、刪減對應的功能模塊即可完成技術(shù)改造,不必擔心造成停產(chǎn)等影響。
        
          模塊式電動(dòng)機保護器可靠性高,在使用中如遇到保護器出現故障,模塊式電動(dòng)機保護器會(huì )自動(dòng)報出具體模塊故障,使用者只需更換故障模塊,不影響其它模塊。
        
          2 模塊式電動(dòng)機保護器的設計思想
        
          要進(jìn)行模塊式電動(dòng)機保護器設計,首先要明確產(chǎn)品使用環(huán)境,模塊種類(lèi),以及劃分的依據。
        
          2.1 產(chǎn)品使用環(huán)境
        
          作為保護類(lèi)產(chǎn)品,要明確產(chǎn)品的正常工作環(huán)境。根據標準,環(huán)境溫度可選位為:-10 ℃ ~+55 ℃,此溫度可以滿(mǎn)足絕大多數產(chǎn)品的使用環(huán)境;大氣壓力為:80 kPa~110 kPa(海拔2000 m以下);相對濕度為:濕月的月平均相對濕度為90%,同時(shí)該月的平均低溫度為25 ℃,并且在產(chǎn)品上不應出現凝露;使用環(huán)境不應有腐蝕、破壞絕緣的氣體及導電介質(zhì),對于使用環(huán)境內有火災、爆炸危險的介質(zhì)、產(chǎn)品應有防爆措施。戶(hù)內產(chǎn)品的使用環(huán)境應有防御雨、雪、風(fēng)、沙的設施。供電電源:額定電壓AC 220V,交流電源額定電壓為額定值的85%~110%。3 模塊式電動(dòng)機保護器技術(shù)難點(diǎn)
        
          可靠的通訊協(xié)議,用于模塊數據通訊處理。此套協(xié)議要帶有模塊識別、數據傳送、數據校驗、沖突檢測、仲裁等功能。同時(shí)對傳輸數據格式做好規定,即起始位、停止位、數據位、檢驗位,數據校驗等。傳輸數據格式可以參考常規數據傳輸模式,起始位1位,數據位8位/7位,停止位1位/2位,校驗位1位,檢驗位可以選擇奇、偶校驗。數據傳輸要帶有校驗數據,可以采用CRC等校驗方式。
        
          保護類(lèi)產(chǎn)品繼電器輸出是不能誤動(dòng)作的,繼電器輸出通常用于控制電機運行狀態(tài)或信號傳輸,一旦出現誤動(dòng),影響很大。誤動(dòng)的原因有多種,不符合標準的規范而引起的誤動(dòng);產(chǎn)品抗干擾性不好,受到干擾引起誤動(dòng)。
        
          作為電動(dòng)機保護器要符合《GB14048.4低壓開(kāi)關(guān)設備和控制設備 機電式接觸器和電動(dòng)機起動(dòng)器》和《JB/T10736—2007低壓電動(dòng)機保護器》等標準的要求,設計者以相關(guān)標準作為設計依據,這樣可以減少功能上的偏差帶來(lái)的誤動(dòng)。
        
          由于產(chǎn)品抗干擾性能不好而產(chǎn)生的誤動(dòng),對設計者有很大的考驗。干擾的傳播途徑有很多種,產(chǎn)品供電電源,空間電磁信號,連接線(xiàn)耦合等,強干擾會(huì )引起產(chǎn)品死機等工作狀態(tài)不正常。常規使用看門(mén)狗來(lái)保證產(chǎn)品死機后自動(dòng)復位的方法,在保護類(lèi)產(chǎn)品中并不完全適用,通過(guò)看門(mén)狗進(jìn)行復位時(shí),繼電器會(huì )出現瞬間工作狀態(tài)跳變,很可能造成誤動(dòng)作。
        
          可編程邏輯功能,使用者對產(chǎn)品需求多種多樣,將使用者的要求分好類(lèi),通過(guò)上位機配置軟件進(jìn)行功能編程。需要有行業(yè)經(jīng)驗豐富的工程師參與需求功能庫的建立,通過(guò)時(shí)盡量在硬件上做到通用化,即硬件采用一個(gè)平臺,對硬件平臺寫(xiě)入不同的程序(是指由客戶(hù)編制的程序),執行不同的功能。部分可編程功能可見(jiàn)圖1~圖5。
        
          4 模塊式電動(dòng)機保護器研發(fā)中遇到的問(wèn)題及解決
        
          模塊式電動(dòng)機保護器在研發(fā)、測試中曾遇到如下問(wèn)題:
        
          通過(guò)內部總線(xiàn)進(jìn)行互聯(lián)時(shí),某些模塊數據錯誤,分析硬件、協(xié)議發(fā)現出問(wèn)題的模塊在收發(fā)處理時(shí)引起錯誤操作,對收發(fā)處理部分重新更改,解決此問(wèn)題。
        
          環(huán)境試驗時(shí),發(fā)現會(huì )出現模塊出錯,經(jīng)分析發(fā)現使用的電路中有元件性能達不到技術(shù)指標,重新設計更正后可以通過(guò)環(huán)境試驗。
        
          EMC測試時(shí),靜電間接放電試驗會(huì )引起芯片復位,對測量?jì)x表可以判為合格,但保護類(lèi)產(chǎn)品不能出現這樣的誤動(dòng)。經(jīng)反復分析、測試、驗證后發(fā)現電路設計中存在一定問(wèn)題,原設計在其它產(chǎn)品中可以正常工作,但在此處參數上不完全相符,對電路進(jìn)行更正,可以**通過(guò)靜電測試。
        
          5 結束語(yǔ)
          模塊式電動(dòng)機保護器是國家科技部項目,設計思想新穎,在國內同行中屬于前列,填補了國內同行產(chǎn)品在此領(lǐng)域的空白。模塊式電動(dòng)機保護器,集測量、保護、控制、通訊于一身,產(chǎn)品性能可靠,可以對電動(dòng)機實(shí)施可靠**的保護?梢苑奖愕奶娲鲜綗崂^電器、溫度繼電器等傳統的電動(dòng)機保護產(chǎn)品,可以通過(guò)和接觸器、斷路器配合實(shí)現對電動(dòng)機的控制、保護等功能?梢苑奖愕慕尤隤LC、DCS系統。
        
          模塊式電動(dòng)機保護器可以作為MCC核心器件使用,簡(jiǎn)化設計,原需要通過(guò)PLC加外部傳感器、變送器才能實(shí)現的功能,現在可以交給模塊式電動(dòng)機保護器來(lái)實(shí)現。并且模塊式產(chǎn)品帶有一定的可編程能力。
         

       

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