安科瑞低压智能电动机保护器ARD的可靠性设计.pdf

安科低压ARD的可瑞智能靠性电动设计机保护器

徐孝峰

摘要：针对低压智能电动机保护器在实际使用中遇到的各种电磁兼容问题，根据微处
理器系，提，获出了统的EMC性能得了。---抗干特点良好扰方从硬的法件和软件两个方面
安低科瑞ARD压智的可靠能电性设动机计保护器

关;EMC键词电;软件;硬件;抗磁兼干扰：微容性处理器

1、引言

电动机、价、使格低作为，在用维国民廉一种护方经拖动便等机械优点因具有结构简单
济。各个在，随当代着电方面子技被广术的泛采发展用和智能电动机保护器技术的成熟而普
及---安率越低科瑞ARD压智的来越可靠能电高。性设动机计保护器

智能电，不仅解动机、不能实决了保护现断传统器采的热用了继整微处定粗理器糙技术
相，重、测保护复性。量参保护器，软差数误件模通过差大拟热电流的缺来判点断断相故障
积累过，而程的微处方法理器来实强大现过的扩载保展性护等包方法保证了电机的可靠运行
括、继开关，4~20mA变电器、RS485通送输量输讯等输出“四出入很好的满足了控制系统的
遥”功---安低能。科瑞ARD压智的可靠能电性设动机计保护器

电动机，因保护此保器提护器高了的可电动靠运机运行起行的可靠性和系统智能化要求
着，同举足时也。轻重下对保面就的作护器从硬用抗外件和界干软扰提出了比较现实的要求
件两个---安低科瑞ARD压智的方面可靠能电提出性设动机可靠计保护性设器计。

2、硬件可靠性设计

2.1微处理的选择

采用Freescale公司的高性能处理器MC9S08AW60。MC9S08AW60是Freescale公司一
款S08内基于核的，是第一。可高度应用款认节能在家可用型处于汽理器车市场的微控制器
电、汽EMC性车、能。工业控制等场合，具有业内最佳的

2.2电源端滤波处理

利用电EMC的。线磁原有效，经路如热敏理进方法下图行硬件电路滤波是提高保护器
电阻t、RV1、压敏L1、L2、电感C1、差模L3、共模电阻C2、C3组成共模电容电感电容
的两级滤波处理，很好的隔离了由于电源端的输入和输出干扰。PTC热敏电阻器的主要用
于，直过流，在接串，线路能过热在负够自出现保护载电动限异常路中制过状况电流时或阻
断，当电流故障，俗称“万”。根次保排除据线险丝后又路的恢复最大原态工作电流来确定选
择。压敏电，以阻主防止要用这类于吸过电收各压干种操扰或作浪涌及感应雷浪涌过压保护
损坏各种电。其路元件。根据设计经受的浪涌电压按照最大允许使用电压和通流容量来选择
中,L1、L2、C1为抑制差模干扰，L3、C2、C3为抑制共模干扰。L1、L2铁芯应选择不易饱
和M-F特的材。按照IEC-380性优安，图料及全技良的中元术指材料件参标推数的荐选择范
围为：C1=0.1~2uF;C2、C3=2.2~33uF;L3为几个或几十毫亨，随工作电流不同而取不同的参
数值。

按照下面公式计算C2、C3的容量：

Ii=2πfCyU

式中：Ii───允许的交流漏电流

f───电源频率;

U───电源供电电压;

图1电源端处理图

上图为电源端是否使用滤波器，使用瑞士TRANSIENT2000电磁兼容测试仪1000V
100KHZ0.75mS条件EFT群脉冲实验，从TEXtronixTDS1012B捕抓到的信号比较，未使用
滤波处理的电源输出端产生了尖峰脉冲，会导致微处理器复位，甚至死机。

2.3信号端处理

谐波和电磁辐射干扰会导致保护器误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。
在电动机控制回路中产生该类干扰源为变频器和现场对讲机。解决的方法有：一是信号输入
线胶合，胶合的双胶线能降低共模干扰，由于改变了导线电磁感应的磁通方向，使其感应互
相抵消。二是内部线路处理。如下图，采用双差分输入的差动放大器，具有很高的共模抑制
比。在输入回路中接RC滤波器、信号的输入和输出端使用专用器件、降低输入输出阻抗、
可靠接地和合理的屏蔽等措施。

图4信号处理电路

2.4保护输出端处理

输入输出端采用光电隔离的方法，也是可以消除共模干扰，同时在保护继电器的的输出
端并接压敏电阻，有效的提高了继电器的寿命，也降低了由于外部接触器动作对内部的干扰。
考虑到客户使用控制电压的不确定性和接触器线圈容量，确认使用MYG14D821。

图5保护输出电路
2.5外部存储技术和看门狗保护电路

使用外置存储芯片X25043，SPI接口。微处理器内置SPI控制模块，方便的与该芯片
接口，外部存储技术保证了运行状态和事件的记录。低电压复位和外部看门狗提高了保护器
的可靠性。

图6外置存储器和看门狗电路

2.6主体与显示单元通过RS485连接

考虑到使用环境的特殊性和要求的多样性，主体与显示单元之间连接也采用RS485
Modbu