模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器設(shè)計(jì)

    智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)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(nèi);另一種是:根據(jù)功能劃分模塊,通過模塊拼裝滿足各種要求。多種功能在一個(gè)殼體內(nèi)的方式,可以減少開發(fā)前期的投入,開發(fā)周期短,從短期內(nèi)來看,對企業(yè)有利。功能模塊化,開發(fā)前期投入多,相對前種方式開發(fā)周期會(huì)變長,但成功后,后期產(chǎn)品維護(hù)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(jī)保護(hù)器的優(yōu)勢
      
        1.1 對企業(yè)自身的優(yōu)勢
      
        客戶的需求是多樣化的,產(chǎn)品使用環(huán)境不同、實(shí)際生產(chǎn)工藝不同,造成客戶對產(chǎn)品的需求往往有所不同,同一類產(chǎn)品功能不同,會(huì)引起生產(chǎn)廠家生產(chǎn)上的不同,庫存管理、分類不同,加大企業(yè)自身生產(chǎn)負(fù)擔(dān)。模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,各模塊功能明確,方便生產(chǎn),利于存儲(chǔ)。企業(yè)將基本的保護(hù)功能作為基本模塊,其它保護(hù)、控制、通訊功能作為選配模塊,這樣在客戶需要不同功能時(shí),在基本模塊基礎(chǔ)上添加對應(yīng)模塊即可,通過搭積木方式實(shí)現(xiàn)不同功能的產(chǎn)品。在面對客戶多樣化需求時(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(jī)保護(hù)器適用范圍廣,使用者根據(jù)自身需要選取產(chǎn)品,使用者只需要常規(guī)過載、斷相等常規(guī)保護(hù)功能時(shí)選取基本模塊即可。需要帶有保護(hù)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(hù)、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(jī)保護(hù)器靈**高,使用者在設(shè)計(jì)初期選用了基本模塊,而實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)需要更多功能時(shí),添加模塊即可。當(dāng)使用者遇到系統(tǒng)、功能升級或改造,而引起設(shè)備升級、變動(dòng)時(shí),添加、刪減對應(yīng)的功能模塊即可完成技術(shù)改造,不必?fù)?dān)心造成停產(chǎn)等影響。
      
        模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器可靠性高,在使用中如遇到保護(hù)器出現(xiàn)故障,模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器會(huì)自動(dòng)報(bào)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(jī)保護(hù)器的設(shè)計(jì)思想
      
        要進(jìn)行模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器設(shè)計(jì),首先要明確產(chǎn)品使用環(huán)境,模塊種類,以及劃分的依據(jù)。
      
        2.1 產(chǎn)品使用環(huán)境
      
        作為保護(hù)類產(chǎn)品,要明確產(chǎn)品的正常工作環(huán)境。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn),環(huán)境溫度可選位為:-10 ℃ ~+55 ℃,此溫度可以滿足絕大多數(shù)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(yīng)出現(xiàn)凝露;使用環(huán)境不應(yīng)有腐蝕、破壞絕緣的氣體及導(dǎo)電介質(zhì),對于使用環(huán)境內(nèi)有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)的介質(zhì)、產(chǎn)品應(yīng)有防爆措施。戶內(nèi)產(chǎn)品的使用環(huán)境應(yīng)有防御雨、雪、風(fēng)、沙的設(shè)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(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,對硬件平臺寫入不同的程序(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。
      
        環(huán)境試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)模塊出錯(cuò),經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)使用的電路中有元件性能達(dá)不到技術(shù)指標(biāo),重新設(shè)計(jì)更正后可以通過環(huán)境試驗(yàn)。
      
        EMC測試時(shí),靜電間接放電試驗(yàn)會(huì)引起芯片復(fù)位,對測量儀表可以判為合格,但保護(hù)類產(chǎn)品不能出現(xiàn)這樣的誤動(dòng)。經(jīng)反復(fù)分析、測試、驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)中存在一定問題,原設(shè)計(jì)在其它產(chǎn)品中可以正常工作,但在此處參數(shù)上不完全相符,對電路進(jìn)行更正,可以**通過靜電測試。
      
        5 結(jié)束語
        模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器是國家科技部項(xiàng)目,設(shè)計(jì)思想新穎,在國內(nèi)同行中屬于前列,填補(bǔ)了國內(nèi)同行產(chǎn)品在此領(lǐng)域的空白。模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器,集測量、保護(hù)、控制、通訊于一身,產(chǎn)品性能可靠,可以對電動(dòng)機(jī)實(shí)施可靠**的保護(hù)?梢苑奖愕奶娲鲜綗崂^電器、溫度繼電器等傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)產(chǎn)品,可以通過和接觸器、斷路器配合實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)的控制、保護(hù)等功能?梢苑奖愕慕尤隤LC、DCS系統(tǒng)。
      
        模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器可以作為MCC核心器件使用,簡化設(shè)計(jì),原需要通過PLC加外部傳感器、變送器才能實(shí)現(xiàn)的功能,現(xiàn)在可以交給模塊式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器來實(shí)現(xiàn)。并且模塊式產(chǎn)品帶有一定的可編程能力。
       

     

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