一種直線電機過載、過流檢測保護電路的製作方法
2023-04-26 09:53:36
一種直線電機過載、過流檢測保護電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種直線電機過載、過流檢測保護電路，包括一個直電流互感器，採集直線電機運行時的電流，並將該電流按200:1的比例縮小，通過電阻轉換成電壓信號；一個電壓跟隨器，用於降低採集電壓信號的輸出阻抗；一個上行檢測保護單元；一個下行檢測保護單元；一個過流檢測保護單元和一個CPU，用於輸出上行頻率時對應的門檻電壓，並接收上行檢測保護單元、下行檢測保護單元和過流檢測保護單元的輸出信號。本實用新型取得的有益效果是：(1)電路結構簡單；(2)可實現對直線電機的上行過載、下行過載和過流進行保護。
【專利說明】一種直線電機過載、過流檢測保護電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種直線電機保護電路，特別是一種直線電機過載、過流檢測保護電路。
【背景技術】
[0002]目前現有的石油開採機，一般採用用普通電機帶動抽油泵進行運轉，因而需要將普通電機的轉動方式轉換為平動方式，故此，整個裝置佔用空間大，能耗高。
[0003]為了改變上述缺陷，人們發明了直線電機，但是由於沒有專門的控制電路，現有的直線電機在運行的過程中，容易出現過載和過流的問題，因此會導致抽油泵出現堵塞，甚至會導致直線電機的損壞。
【發明內容】
[0004]本實用新型要解決的問題是:提供一種結構簡單、能防止直線電機出現上行過載、下行過載以及過流現象從而避免直線電機損壞的直線電機過載、過流檢測保護電路。
[0005]為了解決上述問題，本實用新型的直線電機過載、過流檢測保護電路，包括一個電流互感器，採集直線電機運行時的電流，並將該電流按200:1的比例縮小，通過電阻轉換成電壓信號；
[0006]一個電壓跟隨器，用於降低採集電壓信號的輸出阻抗；
[0007]—個上行檢測保護單元，將直線電機上行時電壓跟隨器輸出的電壓信號通過比較器與上行門檻電壓做比較，上行門檻電壓由CPU通過DA轉換器轉換而來，CPU根據不同的上行頻率輸出不同的上行門檻電壓，若電壓跟隨器所輸出的電壓信號大於上行門檻電壓，則比較器單元輸出低電平給CPU，CPU則控制直線電機降低上行頻率，直至電壓跟隨器所產生的電壓信號小於給定的上行門檻電壓為止；
[0008]一個下行檢測保護單元，將直線電機下行時電壓跟隨器所輸出的電壓信號通過比較器與下行門檻電壓做比較，此下行門檻電壓是固定的，若電壓跟隨器所輸出的電壓信號大於下行門檻電壓，則比較器單元輸出低電平給CPU，CPU則控制直線電機降低下行頻率，直至電壓跟隨器所產生的電壓信號小於下行門檻電壓為止；
[0009]一個過流檢測保護單元，將直線電機運行的全部過程中的電壓跟隨器所輸出的電壓信號通過比較器與過流時所產生的門檻電壓信號做比較，若電壓跟隨器所輸出的電壓信號大於過流時的門檻電壓信號，則比較器單元輸出低電平，CPU則關閉直線電機，停止直線電機運行；
[0010]一個CPU，用於輸出上行頻率時對應的門檻電壓，並接收上行檢測保護單元、下行檢測保護單元和過流檢測保護單元的輸出信號。
[0011]進一步，本實用新型的直線電機過載、過流檢測保護電路，所述電壓跟隨器包括一個比較器0P1，所述電流互感器的輸出端與地之間串聯有一個電阻R1，電阻Rl的作用是將檢測到的電流轉換為電壓，比較器OPl的正相輸入端與電流互感器的輸出端之間串聯有一個電阻R16，所述比較器OPl的反相輸入端與比較器OPl的輸出端相連，所述比較器OPl的正相輸入端與地線之間還串聯有一個電容器Cl，所述比較器OPl的輸出端連接有一個電阻R2，所述電阻R2的另一端通過電阻R5、R8、Rll分別與比較器0P2、0P3、0P4的反向輸入端相連；
[0012]所述下行檢測保護單元包括比較器0P2，所述比較器0P2的正相輸入端連接有電阻R6，電阻R6的另外一端連接電阻R3、R4的一端，電阻R4的另一端與地相連，電阻R3的另一端連接5V電源，部分構成一個分壓電路，為比較器0P2的正向輸入提供一個下行門檻電壓，所述直流5V電源與地線之間串聯有電容器C3，電阻R6的一端與地之間串聯有電容器C4，所述比較器0P2的反相輸入端與R2之間串聯有電阻R5，所述比較器0P2的輸出端連接有一個電阻R7，所述電阻R7的另一端與CPU相連；
[0013]所述過流檢測保護單元包括比較器0P3，所述比較器0P3的正相輸入端與串聯有電阻R9和電阻R14，所述電阻R9和電阻R14之間的連線處與地線之間並聯有一個電阻R15和電容器C5，此迴路構成一個分壓電路，為0P3的正向輸入提供一個過流門檻電壓；所述比較器0P3的反相輸入端與R2之間串聯有一個電阻R8，所述比較器0P3的輸出端連接有電阻R10，所述電阻RlO的另外一端與CPU相連；
[0014]所述上行檢測保護單元包括比較器0P4，所述比較器0P4的正相輸入端與R12相連，R12的另一端與DA轉換器的第一腳相連，根據不同的頻率，CPU提供給比較器正向輸入端不同的上行門檻電壓，DA轉換器第一腳與地之間串聯有一個電容器C6，所述比較器0P4的反相輸入端與R2之間串聯有電阻Rl I，所述比較器的輸出端連接有一個電阻Rl3，所述電阻R13的另外一端與CPU相連。
[0015]進一步，直線電機過載、過流檢測保護電路，所述電流互感器是互感比率為1:200直流電流互感器。
[0016]本實用新型取得的有益效果是:⑴電路結構簡單；(2)通過電流互感器將直線電機的工作電流信號轉化為電壓信號後，將電壓信號分別通過比較器與上行門檻電壓、下行門檻電壓以及過流門檻電壓相比，若電壓信號高於上行門檻電壓，則降低直線電機上行時的工作頻率，直至電壓低於上行門檻電壓為止；若電壓信號高於下行門檻電壓，則降低直線電機下行時的工作頻率，直至電壓低於下行門檻電壓為止；若電壓信號高於過流門檻電壓，則停止直線電機運行，通過上述步驟，即殼對直線電機的上行過載、下行過載和過流進行保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的原理框圖。
[0018]圖2是本實用新型的電氣原理圖。
[0019]圖3是CPU及DA轉換器的電氣原理圖。
[0020]圖中:1、電流互感器，2、電壓跟隨器，3、上行檢測保護單元，
[0021]4、過流檢測保護單元，5、下行檢測保護單元。
【具體實施方式】
[0022]如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型的過流檢測保護電路，包括一個電流互感器1，採集直線電機運行時的電流，並將該電流按200:1的比例縮小，通過電阻轉換成電壓信號，一個電壓跟隨器2、一個上行檢測保護單元3、一個下行檢測保護單元5和一個過流檢測保護單元4，所述電壓跟隨器2用於降低採集電壓信號的輸出阻抗，所述電壓跟隨器2包括一個比較器OP1，所述電流互感器的輸出端與地之間串聯有一個電阻R1，電阻Rl的作用是將檢測到的電流轉換為電壓，比較器OPl的正相輸入端與電流互感器的輸出端之間串聯有一個電阻R16，所述比較器OPl的反相輸入端與比較器OPl的輸出端相連，所述比較器OPl的正相輸入端與地線之間還串聯有一個電容器Cl，所述比較器OPl的輸出端連接有一個電阻R2，所述電阻R2的另一端通過電阻1?5、1?8、1?11分別與比較器0P2、0P3、0P4的反向輸入端相連。
[0023]本實用新型的過流檢測保護電路，所述下行檢測保護單元5包括比較器0P2，所述比較器0P2的正相輸入端連接有電阻R6，電阻R6的另外一端連接電阻R3、R4的一端，電阻R4的另一端與地相連，電阻R3的另一端連接5V電源，部分構成一個分壓電路，為比較器0P2的正向輸入提供一個下行門檻電壓，所述直流5V電源與地線之間串聯有電容器C3，電阻R6的一端與地之間串聯有電容器C4，所述比較器0P2的反相輸入端與R2之間串聯有電阻R5，所述比較器0P2的輸出端連接有一個電阻R7，所述電阻R7的另一端與CPU相連；當電壓信號大於下行門檻電壓的時候，CPU會發出指令，降低直線電機的下行工作頻率，直至電壓信號小於下行門檻電壓為止。
[0024]本實用新型的過流檢測保護電路，過流檢測保護單元4包括比較器0P3，所述比較器0P3的正相輸入端與串聯有電阻R9和電阻R14，所述電阻R9和電阻R14之間的連線處與地線之間並聯有一個電阻R15和電容器C5，此迴路構成一個分壓電路，為0P3的正向輸入提供一個過流門檻電壓；所述比較器0P3的反相輸入端與R2之間串聯有一個電阻R8，所述比較器0P3的輸出端連接有電阻R10，所述電阻RlO的另外一端與CPU相連；當電壓信號大於過流門檻電壓的時候，CPU會發出指令，將直線電機停止運行。
[0025]本實用新型的過流檢測保護電路，上行檢測保護單元3包括比較器0P4，所述比較器0P4的正相輸入端與R12相連，R12的另一端與DA轉換器的第一腳相連，根據不同的頻率，CPU提供給比較器正向輸入端不同的門檻電壓，DA轉換器第一腳與地之間串聯有一個電容器C6，所述比較器0P4的反相輸入端與R2之間串聯有電阻R11，所述比較器的輸出端連接有一個電阻R13，所述電阻R13的另外一端與CPU相連；當電壓信號大於上行門檻電壓的時候，CPU會發出指令，降低直線電機的下行工作頻率，直至電壓信號上行下行門檻電壓為止。
[0026]本實用新型的過流檢測保護電路，電流互感器I是互感比率為1:200直流電流互感器。
【權利要求】
1.一種直線電機過載、過流檢測保護電路，其特徵在於: 包括一個電流互感器，採集直線電機運行時的電流，並將該電流按200:1的比例縮小，通過電阻轉換成電壓信號； 一個電壓跟隨器，用於降低採集電壓信號的輸出阻抗； 一個上行檢測保護單元，將直線電機上行時電壓跟隨器輸出的電壓信號通過比較器與上行門檻電壓做比較，上行門檻電壓由CPU通過DA轉換器轉換而來，CPU根據不同的上行頻率輸出不同的上行門檻電壓，若電壓跟隨器所輸出的電壓信號大於上行門檻電壓，則t匕較器單元輸出低電平給CPU，CPU則控制直線電機降低上行頻率，直至電壓跟隨器所產生的電壓信號小於給定的上行門檻電壓為止； 一個下行檢測保護單元，將直線電機下行時電壓跟隨器所輸出的電壓信號通過比較器與下行門檻電壓做比較，此下行門檻電壓是固定的，若電壓跟隨器所輸出的電壓信號大於下行門檻電壓，則比較器單元輸出低電平給CPU，CPU則控制直線電機降低下行頻率，直至電壓跟隨器所產生的電壓信號小於下行門檻電壓為止； 一個過流檢測保護單元，將直線電機運行的全部過程中的電壓跟隨器所輸出的電壓信號通過比較器與過流時所產生的門檻電壓信號做比較，若電壓跟隨器所輸出的電壓信號大於過流時的門檻電壓信號，則比較器單元輸出低電平，CPU則關閉直線電機，停止直線電機運行； 一個CPU，用於輸出上行頻率時對應的門檻電壓，並接收上行檢測保護單元、下行檢測保護單元和過流檢測保護單元的輸出信號。
2.根據權利要求1所述的直線電機過載、過流檢測保護電路，其特徵在於:所述電壓跟隨器包括一個比較器OP1，所述電流互感器的輸出端與地之間串聯有一個電阻R1，電阻Rl的作用是將檢測到的電流轉換為電壓，比較器OPl的正相輸入端與電流互感器的輸出端之間串聯有一個電阻R16，所述比較器OPl的反相輸入端與比較器OPl的輸出端相連，所述比較器OPl的正相輸入端與地線之間還串聯有一個電容器Cl，所述比較器OPl的輸出端連接有一個電阻R2，所述電阻R2的另一端通過電阻R5、R8、Rll分別與比較器0P2、0P3、0P4的反向輸入端相連； 所述下行檢測保護單元包括比較器0P2，所述比較器0P2的正相輸入端連接有電阻R6，電阻R6的另外一端連接電阻R3、R4的一端，電阻R4的另一端與地相連，電阻R3的另一端連接5V電源，部分構成一個分壓電路，為比較器0P2的正向輸入提供一個下行門檻電壓，所述直流5V電源與地線之間串聯有電容器C3，電阻R6的一端與地之間串聯有電容器C4，所述比較器0P2的反相輸入端與R2之間串聯有電阻R5，所述比較器0P2的輸出端連接有一個電阻R7，所述電阻R7的另一端與CPU相連； 所述過流檢測保護單元包括比較器0P3，所述比較器0P3的正相輸入端與串聯有電阻R9和電阻R14，所述電阻R9和電阻R14之間的連線處與地線之間並聯有一個電阻R15和電容器C5，此迴路構成一個分壓電路，為比較器0P3的正向輸入提供一個過流門檻電壓；所述比較器0P3的反相輸入端與電阻R2之間串聯有一個電阻R8，所述比較器0P3的輸出端連接有電阻R10，所述電阻RlO的另外一端與CPU相連； 所述上行檢測保護單元包括比較器0P4，所述比較器0P4的正相輸入端與R12相連，R12的另一端與DA轉換器的第一腳相連，根據不同的頻率，CPU提供給比較器正向輸入端不同的上行門檻電壓，DA轉換器第一腳與地之間串聯有一個電容器C6，所述比較器0P4的反相輸入端與R2之間串聯有電阻R11，所述比較器的輸出端連接有一個電阻R13，所述電阻R13的另外一端與CPU相連。
3.根據權利要求1或2所述的直線電機過載、過流檢測保護電路，其特徵在於:所述電流互感器是互感比率為1:200直流電流互感器。
【文檔編號】H02P7/00GK203983960SQ201420351426
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】樊澤永, 溫振興, 解霏, 付明, 李燕玲 申請人:山東聯創高科自動化有限公司