Allen Bradley 1756-L61S設(shè)計(jì)了一款針對(duì)電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的起動(dòng)超時(shí)、過(guò)載、欠載、短路、斷相、不平衡、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)、阻塞、外部故障等情況進(jìn)行保護(hù)的ARD2L智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)ARD2L),可有效提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的安全性,降低生產(chǎn)損失,是傳統(tǒng)熱繼電器的理想替代品[3]。
1Allen Bradley 1756-L61S硬件設(shè)計(jì)
ARD2L的硬件電路包括主控芯片MCU,頻率信號(hào)、電流信號(hào)、零序電流信號(hào)采集電路,開(kāi)關(guān)量輸入模塊,繼電器輸出模塊,變送輸出模塊,RS-485通訊接口,人機(jī)交互單元(狀態(tài)指示燈、數(shù)碼管/液晶顯示),硬件電路框圖如圖1所示。
1.1Allen Bradley 1756-L61S主控芯片
MCU芯片采用freescale公司的Coldfire-V0架構(gòu)內(nèi)核的32位處理器MCF51EM256,時(shí)鐘頻率zui高可達(dá)50.33MHz,內(nèi)置256K的Flash、16K的RAM、4個(gè)獨(dú)立16位A/D通道、3路定時(shí)器、3路SCI通訊接口以及內(nèi)置RTC時(shí)鐘、I2C、SPI、KBI接口等多種資源,具有*的性?xún)r(jià)比。
1.2Allen Bradley 1756-L61S電源
電源是設(shè)備能否正常、穩(wěn)定、可靠工作的關(guān)鍵部分,ARD2L采用安科瑞的通用開(kāi)關(guān)電源模塊。該模塊輸入電壓為AC85V~265V,輸入頻率45Hz~60Hz,具有多路隔離電壓輸出,滿(mǎn)足多種功能對(duì)不同供電電壓的要求。其輸出電壓穩(wěn)定、故障率小,輸出紋波<1%;電源輸入部分設(shè)計(jì)加入壓熱敏電阻、TVS管、防反接二極管等器件,對(duì)過(guò)壓、過(guò)流等有一定的保護(hù)作用,同時(shí)能使產(chǎn)品通過(guò)嚴(yán)酷的EMC測(cè)試。該模塊經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用,具有很高的穩(wěn)定性、可靠性和抗*力[4]。
1.3Allen Bradley 1756-L61S信號(hào)采集電路
信號(hào)采集電路負(fù)責(zé)采集電流信號(hào)、頻率信號(hào)和零序電流信號(hào)。其中,電流信號(hào)采用互感器隔離輸入,將交流信號(hào)抬高后送入CPU進(jìn)行軟件差分運(yùn)算,電流采樣電路如圖2所示。以A相6.3A規(guī)格為例,采用的電流互感器變比為100A:20mA,5P10保護(hù)型。該方案電流測(cè)量在1.2倍范圍內(nèi)達(dá)到0.5S精度,在8倍范圍內(nèi)滿(mǎn)足5S精度,而其過(guò)載能力按8倍計(jì)算,即給互感器加上50.4A電流,通過(guò)取樣電阻R1的電流為10.08mA,兩端電壓為0.886V。同時(shí),Allen Bradley 1756-L61S給采樣信號(hào)抬高電壓UREF=1.2V,使交流信號(hào)的幅值大于零,便于A/D采樣;在電路的輸出端加入限壓二極管,使輸入電壓限制在3.3V以下,能對(duì)A/D采樣通道起到很好的保護(hù)作用。
頻率采樣電路如圖3所示。該電路采用Allen Bradley 1756-L61S雙運(yùn)放進(jìn)行兩級(jí)放大,初級(jí)放大倍數(shù)較小,且在初級(jí)與次級(jí)之間進(jìn)行濾波處理,次級(jí)運(yùn)放將交流信號(hào)整形為方波信號(hào),通過(guò)邊沿觸發(fā)方式捕捉,然后在CPU內(nèi)部計(jì)算測(cè)量率。
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