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浅谈ARD3电动机保护器设计原理

.江苏安科瑞电器制造有限公司袁燕

摘要：本文着重介绍ARD3电动机保护器的具体设计方法，给出硬件原理图和软件流程图。文章
按照产品的各硬件功能模块进行展开说明，介绍硬件功能模块时，对硬件功能模块原理图进行详细分
析，结合各种实际应用的情况说明此处硬件是怎样设计的，为什么这样设计以及这样设计的优缺点。
通常电动机保护器工作的条件比较恶劣，为使产品性能方面更加稳定可靠，需要使用一些抗干扰措施，
文中介绍的这些抗干扰措施在实际使用中被证明是成功的。

关键词：电动机保护器;ARD3;保护功能;ModBus

DesignoftheARD3motorprotector

ZHAOBo1,ZHOUZhong1,HUANGShao-jie2

(1.JiangyinAcrelCo.,Ltd,Jiangyin214405;2.GuangzhouPaperCo.,Ltd,Guangzhou
510281)

Abstract:ThispaperhighlightsidiographicdesignmethodsoftheARD3motorprotector,
giveshardwareandsoftwareflowchardiagram.Accordingtohardwaremodules,thearticle
startsdescriptionofthehardwaremodulesschematicfordetailedanalysis,thecombination
ofpracticalapplicationnotehereishowtodesignthehardware,whythisdesignandthe
advantagesanddisadvantagesofthisdesign.Theconditionsthatmotorprotectorusually
worksarepoor,fortheproductmorestableandreliableperformance,needingtousesome
anti-jammingmeasures,describedinthetextoftheseanti-jammingmeasuresinpractical
usehasprovedtobesuccessful.

Keywords:motorprotector;ARD3;protectfunction;ModBus

中图分类号：文献标识码：文章编号：
0引言

随着电子技术的发展，电动机保护器正向基于现场总线的智能型方向发展。我公司设计的ARD3
电动机保护器立足于国内先进水平，是具有智能保护和可通信功能的电动机保护器。产品系列电流范
围齐全，产品系列额定电流范围1.6～800A;可测量的电流范围宽，可以达到10倍电机额定电流;采用
先进的软件算法和可靠的硬件设计，对电动机的过载、断相、三相不平衡、堵转、阻塞、过压、欠压
等故障进行有效判断和可靠保护，过载保护采用计算分析当前电动机的热容量的方法，根据热容情况
判断电动机的过载状态，此种方法可以最大发挥电动机的过载能力;配有可编程开关量输入、继电器
输出，用于实现远程主站对电动机运行状态的遥信监视和直接起动、自耦降压、星-三角等起动方式;
带有标准RS-485接口ModBus通讯协议实现计算机联网。

1硬件设计

ARD3电动机保护器用H8/3687FP单片机实现电动机的保护功能。在硬件方面主要由三相电流信号
采样、漏电流采样、电压信号采样、键盘接口、显示部分、控制输出、报警输出、通信接口等几部分
构成，下面分别对其中的关键部分作简要介绍：

1.1信号采集单元

ARD3电动机保护器采用交流采样算法计算被测信号。采样方式是按一定周期(称为采样周期)连续
实时采样被测信号一个完整的波形(对于正弦波只需采样半个周期即可)，然后将采样得到的离散信号
进行真有效值运算，从而得到被测信号的真有效值，这样就避免了被测信号波形畸变对采样值的影响。

信号采集单元的功能取样、整流、放大互感器二次测的输出信号，将这些信号转换为单片机可处理
的信号。ARD3电动机保护器中处理三相电流信号、剩余电流信号、电压信号的信号采集放大电路原理
都相同，现以一路电流信号采集放大电路为例说明电路工作原理。

图1信号采集放大电路
Fig.1Signalacquisitionamplifier

信号采集放大电路如图1所示。在图中二极管A1、A7是双向二极管，对后级电路起到过压保护作
用。当输入的信号在正常范围内，A1、A7不起作用，当输入信号超出正常范围(或有脉冲干扰信号出
现)时，A1、A7导通，防止超出后级电路端口范围的信号进