變頻調速用漏電保護器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種變頻調速用漏電保護器，其特征在于：漏電檢測電路由三相電抗器、自藕變壓器、限流電阻、濾波電容、３６Ｖ開關電源模塊和采樣電阻控制電路組成，采樣電阻控制電路通過固態繼電器控制電阻大小的切換，檢測信號處理電路由兩個相互獨立的模擬放大電路和濾波電路組成，數字處理電路主要是以微芯的８位單片機ＰＩＣ１８Ｆ４５８０為控制核心，處理各種模擬數據、執行各種外部指令、發出控制指令和其它計算機控制系統的數據交換。本實用新型專利技術構思新穎；電路控制靈活、檢測信號準確；能夠跟現在各種智能化裝備實現數據傳輸；通用性強。在各種復雜的工業運行環境中，都可以可靠、靈敏的檢測出變頻器與電機之間每相的絕緣電阻值。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種對正常情況下處于地電位的帶電部件出現的對地絕緣電阻 變化起直接反應的自動斷開緊急保護電路裝置，特別涉及一種變頻調速用漏電保護器。
技術介紹
目前，傳統使用的通用型交流變頻器，圍繞功率開關器件，經較長時間的發展和改 進，已逐步形成一套較為完備的保護體系，尤其是對過電流以及交流變頻器輸出端的相間 短路，已有很好的保護措施，它可通過檢測功率開關器件的工作電流或相關電壓來作出判 斷。常規的檢測手段，一是通過變頻器輸出端的霍爾電流傳感器監視輸出電流、了解負載 的變化情況；二是通過專門電路檢測功率開關器件的集、射極電壓V。E來監測橋臂短路或負 載相間短路情況。此種檢測方法在通用型交流變頻器中已獲得廣泛使用。當前最常用的 IGBT的驅動器內部都設有測保護電路。這種保護方法對上下橋臂擊穿和輸出相間短 路等故障特別有效，但在遇到交流變頻器輸出對地漏電或短路等情況時不是很有效，甚至 對變頻器還存在潛在的危險，三是通過模擬電路進行絕緣電阻的檢測，電路比較復雜，并且 改變了變頻器內部的主電路圖，通用性不強，并且當變頻器啟動后，無法檢測輸出側的絕緣 電阻。
技術實現思路
本技術的目的是為克服上述存在的缺陷，提供一種可以應用在380V、660V、 1140V各種電壓等級的變頻器上的變頻調速用漏電保護器，用于檢測變頻器在變頻器沒有 啟動之前即漏電閉鎖狀態和變頻器啟動之后即漏電保護狀態，兩種狀態輸出側與電機之間 的絕緣電阻，并且能夠在絕緣電阻下降到危險值的時候發出保護信號，能夠及時的保護設 備不受損壞，防止了電氣操作人員的觸電事故。本技術變頻調速用漏電保護器內容簡述本技術變頻調速用漏電保護器，其特征在于是由漏電檢測電路、采樣電阻控 制電路、檢測信號處理和數字處理電路組成；漏電檢測電路由一個三相電抗器、兩個自藕變壓器、三個限流電阻、兩個濾波電 容、一個36V開關電源模塊和采樣電阻控制電路組成，其中三個限流電阻和三相電抗器的 每相相串聯連接到變頻器逆變橋的三個輸出端，另外的三個端點相連接與第一只自藕變壓 器相連接，第一只自藕變壓器的另一端與第一只電容的一端、第二只自藕變壓器的一端和 36V直流電源的正極相連接，第二只自藕變壓器的另一端與第二只電容的一端相連接，第一 只電容的另一端和第二只電容的另一端與大地和采樣電阻控制電路的一端相連接，采樣電 阻控制電路的另一端和36V直流電源的負極相連接；采樣電阻控制電路由四個固態繼電器、四只限流電阻、四只采樣電阻組成，四個固 態繼電器的輸出接點分別與四只采樣電阻相并聯，四只限流電阻一端分別與四個固態繼電 器的控制端二極管的陰極相連接，另一端分別與單片機PIC18F4580的I/O 口 RE2、RE1、RC5、RC3相連接，四個固態繼電器的控制端二極管的陽極與控制電路的電源正極相連接；檢測信號處理電路由兩個相互獨立的模擬放大電路和濾波電路組成，其中一個模 擬放大電路和濾波電路檢測漏電閉鎖狀態，一端接大地，另一端與單片機PIC18F4580的A/ D轉換口 ANO相連接，另一個模擬放大電路和濾波電路檢測漏電保護狀態，一端接地，另一 端與單片機PIC18F4580的A/D轉換口 ANl相連接，數字處理電路主要是以微芯的8位單片 機PIC18F4580為控制核心，對檢測信號電路的信號進行數字化處理，控制靜態和動態兩種 狀態的切換和故障信號的輸出，控制采樣電阻大小的切換，實現絕緣電阻的測量范圍更大， 實現RS485通訊和CAN總線通訊，實現人機接口功能；LED顯示電路模塊與單片機PIC18F4580的PORTD 口、P0RTB 口和PORTC 口相連接， 保護閥值設定與復位按鍵模塊與PORTB 口、MCLR/VPP引腳相連接，保護指令執行模塊與單 片機PIC18F4580的PORTB 口相連接，檢測狀態轉換電路模塊與單片機PIC18F4580的PORTB 口相連接，CANopen電路模塊的一端與單片機PIC18F4580的CANRX與CANTX相連接，另一 端與其它的計算機控制系統相連接，RS485電路模塊與單片機PIC18F4580的TX和RX相連 接，另一端與其它的計算機控制系統相連接。本技術變頻調速用漏電保護器，構思新穎，通用性強，適用于煤礦、冶金、石油 等各種行業的380V、660V和1140V變頻器輸出側與電機之間絕緣電阻的檢測，在各種復雜 的工業環境中，都可以可靠的檢測出變頻器在啟動之前和啟動之后的輸出側和電機之間的 絕緣阻值，如果絕緣阻值達到預定值一下，會及時的發出故障連鎖信號，及時的保護變頻器 和電機，并且能夠防止人員發生觸電事故。本技術還采用固態繼電器和單片機對采樣 電阻的大小進行控制，具有檢測準確，檢測范圍大，保護準確等特點，可以檢測15兆歐以上 的絕緣電阻值。本技術通用性強，具有保護閥值可以改變功能，不同的工況可以根據實 際情況設定不同的保護閥值。本技術具有數據傳輸功能，具有RS485通訊和CANopen 通訊，能夠把檢測到的數據傳輸給其它的計算機控制系統。附圖說明圖1是變頻調速用漏電保護器的主電路原理圖。圖2是采樣電阻控制電路原理圖。圖3是電路連接框圖。具體實施方式本技術變頻調速用漏電保護器是這樣實現的，以下結合附圖做具體說明。本 技術變頻調速用漏電保護器，是由漏電檢測電路、采樣電阻控制電路、檢測信號處理和 數字處理電路組成。見圖1，漏電檢測電路由一個三相電抗器、兩個自藕變壓器、三個限流電阻、兩個 濾波電容、一個36V開關電源模塊和采樣電阻控制電路組成，其中三個限流電阻和三相電 抗器的每相相串聯連接到變頻器逆變橋的三個輸出端，另外的三個端點相連接與第一只自 藕變壓器相連接，第一只自藕變壓器的另一端與第一只電容的一端、第二只自藕變壓器的 一端和36V直流電源的正極相連接，第二只自藕變壓器的另一端與第二只電容的一端相連 接，第一只電容的另一端和第二只電容的另一端與大地和采樣電阻控制電路的一端相連4接，采樣電阻控制電路的另一端和36V直流電源的負極相連接。漏電檢測回路為自附加直 流電源正極，通過電容、電感濾波、限流電阻、自藕變壓器、變頻器三相輸出經大地到采樣電 阻控制電路回到電源負極。正常工作時，如果其中一相電路發生漏電，從采樣電阻上取得的 電壓信號會通過運算電路處理后，驅動執行機構對變頻器進行急停保護。見圖2，采樣電阻控制電路由四個固態繼電器、四只限流電阻、四只采樣電阻組成。 四個固態繼電器的輸出接點分別與四只采樣電阻相并聯，四只限流電阻一端分別與四個固 態繼電器的控制端二極管的陰極相連接，另一端分別與單片機PIC18F4580的I/O 口 RE2、 REU RC5、RC3相連接，四個固態繼電器的控制端二極管的陽極與控制電路的電源正極相連 接。采樣電阻控制電路中，由于檢測的絕緣電阻不固定，為了保證檢測阻值的實時性 和準確性，電路使用了固態繼電器，通過單片機進行控制用于切換采樣電阻的大小，使其隨 著檢測電阻的大小進行改變，保證了采樣電壓在正常的檢測范圍，在一定絕緣程度下確保 絕緣阻值的準確性。檢測的絕緣電阻值可達到15兆歐以上。見圖3，檢測信號處理電路由兩個相互獨立的模擬放大電路和濾波電路組成， 其中一個模擬放大電路和濾波電路本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變頻調速用漏電保護器，其特征在于：是由漏電檢測電路、采樣電阻控制電路、檢測信號處理和數字處理電路組成；漏電檢測電路由一個三相電抗器、兩個自藕變壓器、三個限流電阻、兩個濾波電容、一個３６Ｖ開關電源模塊和采樣電阻控制電路組成，其中三個限流電阻和三相電抗器的每相相串聯連接到變頻器逆變橋的三個輸出端，另外的三個端點相連接與第一只自藕變壓器相連接，第一只自藕變壓器的另一端與第一只電容的一端、第二只自藕變壓器的一端和３６Ｖ直流電源的正極相連接，第二只自藕變壓器的另一端與第二只電容的一端相連接，第一只電容的另一端和第二只電容的另一端與大地和采樣電阻控制電路的一端相連接，采樣電阻控制電路的另一端和３６Ｖ直流電源的負極相連接；采樣電阻控制電路由四個固態繼電器、四只限流電阻、四只采樣電阻組成，四個固態繼電器的輸出接點分別與四只采樣電阻相并聯，四只限流電阻一端分別與四個固態繼電器的控制端二極管的陰極相連接，另一端分別與單片機ＰＩＣ１８Ｆ４５８０的Ｉ／Ｏ口ＲＥ２、ＲＥ１、ＲＣ５、ＲＣ３相連接，四個固態繼電器的控制端二極管的陽極與控制電路的電源正極相連接；檢測信號處理電路由兩個相互獨立的模擬放大電路和濾波電路組成，其中一個模擬放大電路和濾波電路檢測漏電閉鎖狀態，一端接大地，另一端與單片機ＰＩＣ１８Ｆ４５８０的Ａ／Ｄ轉換口ＡＮ０相連接，另一個模擬放大電路和濾波電路檢測漏電保護狀態，一端接地，另一端與單片機ＰＩＣ１８Ｆ４５８０的Ａ／Ｄ轉換口ＡＮ１相連接，數字處理電路主要是以微芯的８位單片機ＰＩＣ１８Ｆ４５８０為控制核心，對檢測信號電路的信號進行數字化處理；ＬＥＤ顯示電路模塊與單片機ＰＩＣ１８Ｆ４５８０的ＰＯＲＴＤ口、ＰＯＲＴＢ口和ＰＯＲＴＣ口相連接，保護閥值設定與復位按鍵模塊與ＰＯＲＴＢ口、ＭＣＬＲ／ＶＰＰ引腳相連接，保護指令執行模塊與單片機ＰＩＣ１８Ｆ４５８０的ＰＯＲＴＢ口相連接，檢測狀態轉換電路模塊與單片機ＰＩＣ１８Ｆ４５８０的ＰＯＲＴＢ口相連接，ＣＡＮｏｐｅｎ電路模塊的一端與單片機ＰＩＣ１８Ｆ４５８０的ＣＡＮＲＸ與ＣＡＮＴＸ相連接，另一端與其它的計算機控制系統相連接，ＲＳ４８５電路模塊與單片機ＰＩＣ１８Ｆ４５８０的ＴＸ和ＲＸ相連接，另一端與其它的計算機控制系統相連接。...

【技術特征摘要】
一種變頻調速用漏電保護器，其特征在于是由漏電檢測電路、采樣電阻控制電路、檢測信號處理和數字處理電路組成；漏電檢測電路由一個三相電抗器、兩個自藕變壓器、三個限流電阻、兩個濾波電容、一個36V開關電源模塊和采樣電阻控制電路組成，其中三個限流電阻和三相電抗器的每相相串聯連接到變頻器逆變橋的三個輸出端，另外的三個端點相連接與第一只自藕變壓器相連接，第一只自藕變壓器的另一端與第一只電容的一端、第二只自藕變壓器的一端和36V直流電源的正極相連接，第二只自藕變壓器的另一端與第二只電容的一端相連接，第一只電容的另一端和第二只電容的另一端與大地和采樣電阻控制電路的一端相連接，采樣電阻控制電路的另一端和36V直流電源的負極相連接；采樣電阻控制電路由四個固態繼電器、四只限流電阻、四只采樣電阻組成，四個固態繼電器的輸出接點分別與四只采樣電阻相并聯，四只限流電阻一端分別與四個固態繼電器的控制端二極管的陰極相連接，另一端分別與單片機PIC18F4580的I/O口RE2、RE1、RC5、RC3相連接，四個固態繼電器的控制端二極管的陽極與控制電路的電源正極...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董毅，馬若平，齊振峰，王玉學，石路，周書彬，李立國，
申請(專利權)人：鞍山恒貫電氣技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：21[]