電動(dòng)機(jī)保護(hù)器模塊化
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測量模塊測量實(shí)現(xiàn)電流、電壓測量。電流范圍為0.4A至800A，電壓為AC220V、AC380V、AC660V，頻率45Hz～65Hz，漏電流50mA～5A。測量用電流互感器需要選取保護(hù)級電流互感器，保護(hù)級電流互感器相對測量級電流互感器過載能力強(qiáng)，通常可以達(dá)到10倍過載不飽和。目前,市場上常用的保護(hù)級電流互感器，精度可以達(dá)到0.5級，在保護(hù)類產(chǎn)品中使用，效果很好。電機(jī)電流小于等于100A時(shí)，采用一體式模塊互感器，當(dāng)大于100A采用外置式電流互感器。電動(dòng)保護(hù)器的過載、斷相、堵轉(zhuǎn)、過壓、欠壓、欠功率等保護(hù)功能都是通過對電參數(shù)的分析來實(shí)現(xiàn)的，測量模塊也是模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的必備模塊。
溫度模塊通過外接PT100、PT1000、Cu50、PTC/NTC等傳感器實(shí)現(xiàn)溫度測量?？梢允褂脺囟饶K，對電動(dòng)機(jī)繞組、軸承的溫度溫度進(jìn)行測量，通過實(shí)測的溫度值，執(zhí)行溫度保護(hù)。還可以通過溫度模塊的測溫功能，對電動(dòng)機(jī)的冷卻過程進(jìn)行精確跟蹤，測出實(shí)際冷卻時(shí)間。溫度模塊可以外接三路溫度傳感器，可以通過一個(gè)溫度模塊同時(shí)對電機(jī)繞組、軸承進(jìn)行測溫。
模擬量模塊可以實(shí)現(xiàn)模擬量輸入測量和模擬量變送輸出。模擬量輸入測量功能，可以被用在現(xiàn)場工藝連鎖保護(hù)、測量顯示等情況，模擬量輸入可接的設(shè)備包括：電力變送器、模擬信號變送器、轉(zhuǎn)速傳感器、角度傳感器、位置傳感器等設(shè)備，通過接收判斷上述設(shè)備的信號實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的工業(yè)操作。通過模擬量輸出功能，能將電參量、溫度、模擬量輸入等參數(shù)轉(zhuǎn)換為DCS或PLC所需要的模擬量輸出信號，由DCS或PLC執(zhí)行相應(yīng)的操作。
開關(guān)量模塊對CPU單元的開關(guān)量進(jìn)行擴(kuò)展，當(dāng)CPU單元的開關(guān)量點(diǎn)數(shù)無法滿足使用者需求時(shí)，通過外加開關(guān)量模塊實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開關(guān)量點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展。
常用的現(xiàn)場總線有：MODBUS、PROFIBUS、DEVICENET、CANBUS等，通過外加通訊模塊實(shí)現(xiàn)與PROFIBUS、DEVICENET等通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。采用專用通訊模塊來實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品在多種通訊網(wǎng)絡(luò)中使用，使的產(chǎn)品應(yīng)有靈活性提到提高。
由CPU單元和測量模塊組成基本模塊，實(shí)現(xiàn)基本的測量、保護(hù)、控制功能，其它模塊作為選配模塊，由基本模塊加選配模塊實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能。
2.7 模塊互聯(lián)
模塊互聯(lián)直接影響到產(chǎn)品的可靠性。數(shù)據(jù)交換的處理是產(chǎn)品穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，常用的通訊接口SPI、IIC、UART、CAN 等，都有自身的特點(diǎn)與局限性。根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際功能、特點(diǎn)，選用合理的通訊接口。通過選定的通訊接口進(jìn)行模塊互聯(lián)。
3 模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器技術(shù)難點(diǎn)
可靠的通訊協(xié)議，用于模塊數(shù)據(jù)通訊處理。此套協(xié)議要帶有模塊識別、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、沖突檢測、仲裁等功能。同時(shí)對傳輸數(shù)據(jù)格式做好規(guī)定，即起始位、停止位、數(shù)據(jù)位、檢驗(yàn)位，數(shù)據(jù)校驗(yàn)等。傳輸數(shù)據(jù)格式可以參考常規(guī)數(shù)據(jù)傳輸模式，起始位1位，數(shù)據(jù)位8位/7位，停止位1位/2位，校驗(yàn)位1位，檢驗(yàn)位可以選擇奇、偶校驗(yàn)。數(shù)據(jù)傳輸要帶有校驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以采用CRC等校驗(yàn)方式。
保護(hù)類產(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(jī)運(yùn)行狀態(tài)或信號傳輸，一旦出現(xiàn)誤動(dòng)，影響很大。誤動(dòng)的原因有多種，不符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)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(jī)保護(hù)器要符合《GB14048.4低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 機(jī)電式接觸器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器》和《JB/T10736—2007低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器》等標(biāo)準(zhǔn)的要求，設(shè)計(jì)者以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，這樣可以減少功能上的偏差帶來的誤動(dòng)。
由于產(chǎn)品抗干擾性能不好而產(chǎn)生的誤動(dòng)，對設(shè)計(jì)者有很大的考驗(yàn)。干擾的傳播途徑有很多種，產(chǎn)品供電電源，空間電磁信號，連接線耦合等，強(qiáng)干擾會(huì)引起產(chǎn)品死機(jī)等工作狀態(tài)不正常。常規(guī)使用看門狗來保證產(chǎn)品死機(jī)后自動(dòng)復(fù)位的方法，在保護(hù)類產(chǎn)品中并不完全適用，通過看門狗進(jìn)行復(fù)位時(shí)，繼電器會(huì)出現(xiàn)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，通過上位機(jī)配置軟件進(jìn)行功能編程。需要有行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師參與需求功能庫的建立，通過時(shí)盡量在硬件上做到通用化，即硬件采用一個(gè)平臺(tái)，對硬件平臺(tái)寫入不同的程序（是指由客戶編制的程序），執(zhí)行不同的功能。部分可編程功能可見圖1～圖5。
4 模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器研發(fā)中遇到的問題及解決
模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器在研發(fā)、測試中曾遇到如下問題：
通過內(nèi)部總線進(jìn)行互聯(lián)時(shí)，某些模塊數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，分析硬件、協(xié)議發(fā)現(xiàn)出問題的模塊在收發(fā)處理時(shí)引起錯(cuò)誤操作，對收發(fā)處理部分重新更改，解決此問題。
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