Устройство сохранения состояния микропроцессорной тепловой защиты электродвигателя Советский патент 1993 года по МПК H02H5/04 H02H7/08 H01H69/01 

Изобретение относится к электрическим аппаратам и может быть использовано в устройствах защиты двигателей на базе микропроцессорной техники.

Известное устройство сохранения состояния при временном исчезновении напряжения питания микропроцессорного реле перегрузки 3VB1 фирмы 51етепз(ка- талог формы SA2 за 1989 г.) обеспечивает сохранение состояния микропроцессорной тепловой защиты двигателя на время не более 0,3 с, что в ряде случаев может оказаться недостаточным.

Известно устройство сохранения состояния цифрового расцепителя максимального тока с электропитанием от защищаемой цепи с использованием RC-элемента, которое выбрано в качестве прототипа. Принципиальная схема известного устройства

представлена на фиг. 1. Устройство содержит микропроцессор 1 с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 2, конденсатор 3, ключ 4, управляемый микропроцессором 1, и подключенную параллельно конденсатору разрядную цепь-резистор 5.

При исчезновении напряжения питания содержимое оперативного запоминающего, устройства (ОЗУ), отражающее тепловое состояние нагрузки на момент исчезновения напряжения питания, преобразуется микропроцессором 1 в пропорциональное зарядное напряжение конденсатора 3 путем его заряда через управляемый от микропроцессора 1 ключ 4. При восстановлении электропитания микропроцессор 1 осуществляет с помощью АЦП 2 обратное преобразование напряжения на конденсаторе 3 в соответствующее цифровое содержимое ОЗУ, отображающее текущее тепловое состояние

XI 00 Х|

со о ю

СА

нагрузки на момент восстановлений электропитания,

Однако известное устройство имеет недостаточную надежность по отношению к сбоям, возникающим при работе микропроцессорного устройства защиты, обусловленную тем, что при сбоях не обеспечивается сохранение содержимого рабочих ячеек ОЗУ, отражающих тепловое ХфстояниШЯ атрузки, что приводит к нарушению работоспособности устройства.

Кроме того, известное устройство нуждается в дополнительных аппаратных и программных средствах контроля.напряжения питания, так как преобразование содержимого ОЗУ в пропорциональное зарядное напряжение осуществляется только после исчезновения напряжения питания, что также снижает его надежность,

Целью предлагаемого решения является повышение надежности устройства по отношению к сбоям. .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство сохранения состояния микропроцессорной тепловой защиты злектро- двигателя с электропитанием от цепи питания защищаемого двигателя, содержащее микропроцессор с аналого-цифровым преобразователем, конденсатор, первый вывод которого соединен с входом аналого- цифрового преобразователя, а второй предназначен для подключения к общему проводу источника питания, ключ с входом управления и двумя выводами, при этом вход управления соединен с одним из выходов микропроцессора, первый вывод ключа подключен к первому выводу конденсатора, а второй - к клемме для подключения источника питания, резистор, подключенный параллельно к конденсатору, параллельно конденсатору и разрядному резистору дополнительно введен второй ключ с входом управления и двумя выводами, при этом вход управления соединен с другим выходом микропроцессора, первый вывод ключа подключен к первому выводу конденсатора, а второй предназначен для подключения к общему проводу источника питания.

Повышение надежности устройства достигается за счет периодического подзаряда или разряда конденсатора и пбйдёржанй я напряжения на нем, соответствующего текущему тепловому состоянию нагрузки - защищаемого двигателя. Благодаря этому, содержание ячеек ОЗУ, в которых отображается тепловое состояние защищаемой нагрузки, может быть в любой момент восстановлено после кратковременного исчезновения напряжения питания устройства или сбоя в его работе.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве сохранения состояния

микропроцессорной тепловой защиты электродвигателя параллельно конденсатору и разрядному резистору дополнительно введен второй ключ с входом управления, подключенным к другому выходу микропроцессора.

Устройство сохранения состояния микропроцессорной тепловой защиты, периодически корректируя напряжение на конденсаторе путем его заряда или разряда, создает в виде напряжения копию содержимого рабочих ячеек ОЗУ, отражающих тепловое состояние нагрузки.

Копия в виде напряжения на конденсаторе в случаях кратковременного пропадания напряжения питания или при сбоях в

работе микропроцессорного устройства используется микропроцессором для восстановления содержимого рабочих ячеек ОЗУ, отражающих тепловое состояние нагрузки, Изменение теплового состояния

двигателя во времени зависит как от нагрузки, так и от того, вращается он или остановлен, т.е. напряжение на конденсаторе, соответствующее тепловому состоянию электродвигателя, должно изменяться

с разной скоростью. Прототип не позволяет осуществлять управляемый разряд конденсатора, так как имеется одна, причем неуправляемая, разрядная цепь.

На фиг.2 представлена принципиальная

схема предлагаемого устройства сохранения состояния микропроцессорной тепловой защиты двигателя с электропитанием от цепи питания защищаемого двигателя. Устройство содержит микропроцессор

1 с аналого-цифровым преобразователем 2, конденсатор 3, зарядную цепь - ключ 4, управляемый микропроцессором 1. резистор 5 - разрядную цепь, ключ 6, управляемый микропроцессором 1.

В устройстве сохранения состояния микропроцессорной тепловой защиты электродвигателя, содержащем микропроцессор 1, первый вывод конденсатора 3 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 2, а второй предназначен для подключения к общему проводу источника питания, вход управления ключа 4 соединен с одним из выходов микропроцессора, один вывод ключа 4 подключен к первому выводу

конденсатора 3, а второй - к клемме для

подключения источника питания, резистор

5 подключен параллельно к конденсатору 3,

параллельно конденсатору 3 и резистору 5

дополнительно подключен второй ключ 6,

вход управления которого соединен с другим выходом микропроцессора.

Микропроцессор, измеряя ток, потребляемый двигателем, вычисляет температуру его перегрева, сохраняя рассчитанное зна- чение температуры в ОЗУ. Если напряжение на конденсаторе 3 меньше соответствующего содержания ОЗУ, отражающего тепловое состояние нагрузки, происходит заряд конденсатора 3 через управляемый микропро- цессором ключ 4 до соответствующего значения напряжения. Если напряжение на конденсаторе 3 больше соответствующего содержимого ОЗУ, происходит разряд конденсатора 3 через управляемый микропро- цессором ключ 6 до необходимого значения напряжения.

В случае временного исчезновения напряжения в сети, от которой запитан защищаемый двигатель и микропроцессорное устройство защиты, микропроцессор не работает, и охлаждение электродвигателя моделируется разрядом конденсатора 3 -на подключенный параллельно резистор 5. При восстановлении электропитания на- пряжение на конденсаторе 3 с помощью АЦП преобразуется в код, который заносится в ОЗУ и используется микропроцессором в качестве начального значения перегрева защищаемого двигателя.

При возникновении сбоя в работе микропроцессорной защиты и последующем восстановлении ее работоспособности после, например, срабатывания устройства, контролирующего появление сбоев (сто- рож), напряжение на конденсаторе 3, соответствующее текущему тепловому состоянию нагрузки, с помощью АЦП преобразуется в код, который заносится в ОЗУ и используется микропроцессором в качестве текущего значения перегрева защищаемого двигателя.

Предложенное техническое решение позволяет повысить надежность работы микропроцессорной тепловой защиты электродвигателя, а также исключить необходимость в дополнительных аппаратных и программных средствах для контроля напряжения питания.

Формула изобретения Устройство сохранения состояния микропроцессорной тепловой защиты электродвигателя, содержащее микропроцессор с аналого-цифровым преобразователем, конденсатор, первый вывод которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, а второй предназначен для подключения к общему проводу источника питания, ключ с входом управления и двумя выводами, при этом вход управления соединен с одним из выходов микропроцессора, первый вывод ключа подключен к первому выводу конденсатора, а второй - к клемме для подключения источника питания, резистор, подключенный параллельно к конденсатору, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства защиты по отношению к сбоям, дополнительно введен второй ключе входом управления и двумя выводами, при этом вход управления соединен с другим выходом микропроцессора, первый вывод ключа подключен к первому выводу конденсатора, а. второй предназначен для подключения к общему проводу источника питания.

фиг. г

Использование: в электрических аппаратах, в частности в устройствах защиты двигателей на базе микропроцессорной техники. Сущность изобретения: в устройство, содержащее микропроцессор с аналого- цифровым преобразователем, конденсатор, ключ с входом управления и двумя выводами, дополнительно введен второй ключ с входом управления и двумя выводами. При этом вход управления соединен с выходом микропроцессора, первый вывод ключа подключен к первому выводу конденсатора; а второй - к общему проводу источника питания. 2 ил.