[发明专利]三相电动机智能检测保护器

说明书

技术领域

本发明属于智能制造领域，是以智能技术为基础的新型工业检测防护产品。

技术背景

三相电动机是当前应用最广泛的动力机械，无论总功率还是总台数，它无疑都是人类生产、生活活动中的当然老大。然而从三相电动机发明之日起，迄今一百多年来，运行中意外烧毁的现象与生俱来，至今没有根治之法，成为困扰科技界的百年难题。

这种意外烧毁最主要的两种情况，分别是缺相和过载。由于三相电动机在运行中失去一相电流，电动机仍能继续运转，人们很难察觉；但缺相对电动机的伤害是致命的，运行一段时间后，会因温升过高而烧毁。过载分两种情况，一种是意外卡住，电动机完全不转，电流急剧升高，短时间内电动机即被烧毁；另一种是严重超载，在未被人们觉察的情况下运行一段时间后烧毁。

电动机意外烧毁常常给企业带来很大损失。由于防不胜防，企业深受其害。由此而造成的直接损失和连带综合损失，就全国而言是一个很大的数字。由于在世界范围内电动机安全防护问题也未彻底解决，放眼世界，电动机意外烧毁造成的损失总量，就更加不可小觑了。

为了解决这一世纪难题，科技界一直都在努力寻求解决之法。当今市场上也有形形色色的三相电动机保护器在销售和使用，但其质次价高的缺陷严重阻碍了该产品的普及和推广，使电动机的保护仍然是工业界的“老、大、难”问题。

现在公知的三相电动机保护器，结构复杂，生产成本高，调试难度大，自然会造成销售价格高。一只几千瓦的三相电动机保护器，售价二百多元，与一台小功率电动机价格接近。人们往往宁愿侥幸一把，也不愿花高价买一只“很少起作用”的保护器。而一旦发生事故，又难免有些后悔。在反复纠结中，产品难以推广，难题依然存在。

智能电工仪表是国际难题，也是我国“863计划”久攻未克的课题。智能电工仪表难题未获解决之前，各类电动机保护器的功能差、结构复杂、价格高的现状还将继续下去。

发明人将此前已申报并已公布的“智能万用安伏表”和“智能三相配电表”的部分技术应用于本发明，设计出以智能电工仪表为核心的三相电动机智能检测保护器，结构简单、成本低、易调校、功能强大，颠覆了公知的各类保护器的固有模式，不仅使百年难题一朝解决，而且跨越式地进入了智能化时代。经与业界沟通，较低的价格使之“愿为每台电机配一个智能保护器”。

更难能可贵的是，以现有的技术水平，想要检测三相电动机运行中的电流和功率值，即使是专业人士也要颇费周折。本发明可使上述检测自动实现，随时显示。本发明产品的面市，将给工业界带来极大利好。

发明内容

为了解决三相电动机的防护难题，本发明采用了以下四种新型设计：以固态继电器控制三相电源，无噪音、无震动而又易于控制；以智能电工仪表实时检测在线电压和电流值，而后据此计算出电动机的实时功率；三相电压值经分压器变为毫伏值，三相电流值经电流互感器次级的负载电阻，变为数百毫伏的交流电压；这两个数百毫伏的电压经AC/DC转换器转换成直流电压送给A/D转换器。至此，一个完整的智能化检测、防护机制便搭建完成。单片机访问A/D转换器，将检测得到的三相电压值和三相电流值分别进行显示，又从电压值和电流值计算出电动机的实时功率，并进行显示；若电流值和功率值都正常，进行下一轮检测；若电流值缺相，立即关断三路继电器；若功率值超过额定值30％，功率值闪烁警告，但不停机，是否处置人为确定；若功率值超过额定值40％，蜂鸣器断续发出警告3分钟后停机；若功率值超过额定值50％，30秒后停机；若功率值超过额定值100％，15秒后停机；若功率值超过额定值200％，,5秒后停机。之所以如此设计，是为了在负载偶尔被卡时，给出紧急处置时间，以免机制过于灵敏造成动作频繁。而短时的过载，因电机本身抗过载能力很强，尚不会造成明显损伤。在产品化过程中，上述延时数据按需要调整，使智能防护功能达到尽善尽美的程度。

以上设计的理论依据是，经实测电网电压在用电谷段会超过额定电压的10％(大于420V)，因此，当电动机实时功率超额定值20％时，只显示，不予理会；当短时超载时，延迟启动保护机制。实践证明在重载启动时，电动机电流短时超额定电流3倍以上而无妨，这便是上述延时保护的理论根据。

与现有技术相比，本发明有如下有益效果：

1、解决难题

三相电动机在运行中的有效防护这一业界世纪难题，彻底得以解决。

2、功能强大

本发明不仅有灵敏、精准的防护机制，而且可对每台电动机的实时运行情况进行监控，电压、电流、功率值随时显示，是名副其实的智能产品。

3、便于生产