《ARD3T智能电动机保护器主体与测量模块设计原理》.pdf

ARD3T智能电动机保护器主体与测量模块设计原理 1 2 3 赵波，胡景泰，黄文涛 （1.江苏安科瑞电器制造有限公司 江苏江阴 214405；2. 上海电器科学研究所（集团）有限公司， 上海 ，200063；） 摘 要：为了弥补国内电动机保护器行业没有完全模块式产品的空白，给出一种模块式电动机保护器ARD3T 的主体、测量模块设计方法。按照功能进行模块划分，各模块利用内部数据总线进行数据传输，通过内部 总线进行模块供电。给出主体、测量模块设计方法、典型硬件原理图，指出设计中所要注意的事项。给出 各种环境下的测试数据，最后进一步给出了产品采用的抗干扰处理措施，测试结果表明设计的正确性和合 理性，产品的设计思想、设计理念更符合未来市场的需求 关键词：ARD3T 电动机保护器 模块 0 引言 目前市场中各类电动机保护装置种类繁多，从简单的电子式热继电器到高端的多功能、智能化、 网络化产品，但独立模块化的产品较少，尤其是国内电动机保护器生产厂家没有真正意义上的模块式产品。 通常国内电动机保护器将全部功能集中在主体内，这类产品的功能模块是线路板式模块，只适用于工厂内 部生产使用，在使用场所需要进行功能扩展时要拆除主体单元，或通过调换新产品的方式来实现功能扩展， 如果线路板上某一功能发生故障需要进行维修时，需要拆除整个产品，这样不利于现场使用。 ARD3T是模块式产品，有如下几种模块：测量模块、温度模块、模拟量模块、通讯模块、开关量 模块、显示模块、主体模块。由主体和测量模块组成基本模块，实现基本的测量、保护、控制功能，其它 模块作为选配模块，由基本模块加选配模块实现复杂功能，添加删除模块后，直接对产品组态即可投入使 用，不需返厂，利于生产使用，本文主要介绍主体、测量模块的设计原理。 1 主体、测量模块功能介绍 主体模块是ARD3T的大脑，协调各模块工作，对各模块的信息进行分析、判断、处理。主体带有 的硬件资源有：开关量输入、开关量输出、Rs485通讯电路、PTC测量电路、故障记录等。可提供的编程功 能有：对开关量输入、输出编程、定时器、计数器、真值表、各种起动方式、保护动作、4～20mA变送输 出等。 测量模块完成电流、电压、剩余电流测量，将测量结构通过内部数据总线发送给主体。测量模块 电流测量范围为0.4A至800A，电压为AC380V、AC660V，频率45Hz～65Hz，漏电流为50mA～5A、3A～30A。 电机电流小于等于100A时，采用一体式互感器模块（互感器安装于测量模块内部），大于100A时采用外置 式电流互感器+测量模块。 2 主体、测量模块设计原理介绍 2.1主体、测量模块产品特点 常规电动机保护器产品的组成通常包括：互感器模块、主体模块、显示模块。互感器模块为保护 级电流互感器，直接将互感器二次侧信号传输给主体模块，电流采样处理电路在主体模块内部。这种处理 方式设计简单，但有以下不足：每种电流规格的互感器模块和主体模块是一一对应的，如果客户更换了使 用的电机或生产工艺有变动时，原产品额定电流设定不能满足要求时，需要将互感器、主体两部分返厂重 新更换；互感器模块出现故障后，主体无法给出提示；互感器模块没有与主体连接或连接不可靠，二次侧 开路产生的高压。大多数常规电动机保护器仅能对开关量输入、开关量输出进行编程，可编程功能较少， 不带有定时器、计数器、真值表功能，无法进行相关的编程，通常只带有一种起动方式，不可以现场对起 动方式进行设定。 模块式的ARD3T产品主体与测量模块通过内部数据总线连接，测量模块供电来自内部数据总线， 通过内部通讯协议主体可自动识别测量模块种类，主体模块检测到测量模块有故障时，自动发出报警提示。 在实际使用因各种原因而需要更换电机，并且新电机的额定电流、功率等参数不在原保护器参数可设定范 围内时，只需更换ARD3T测量模块，主体模块不必更改，新的测量模块与主体连接后，通过重新组态即可 直接进行生产。测量模块本身带有CPU单元和信号采样处理电路，用于完成电参数的测量。主体和测量模 块之间采用数字方式进行通信，信息传送可靠，主体和测量模块间没有通过连接线连接时，测量模块与主 体接口不会产生高压危险。 与常规电动机保护器相比，ARD3T主体模块开关量输入、