频率继电器.pdf

本发明公开了一种频率继电器，其特征在于包括：频率测量电路、设置输入单元、继电器单元以及控制单元；在接收到频率测量电路传回的YZR电动机转子的频率信号后，将其转化为具体的频率数值，使其同设置输入单元输入的使继电器动作的YZR电动机转子的频率设定值进行比较，当频率测量电路传回的YZR电动机转子的频率达到上述频率设定值后，向继电器单元发出控制信号，使继电器单元中的继电器动作。本发明提供的切换装置相对于YZR型三相异步绕线式电动机传统控制方式，频率继电器比时间继电器有更精确的控制。另外，其结构简单、便于生产而且成本低廉适于在电动机转子电阻切换领域内广泛推广。

1、  一种频率继电器，其特征在于包括：
频率测量电路，用于将输入的YZR电动机转子的频率信号进行滤波处理，将谐波分量、直流分量和干扰信号滤掉，并对还原后的信号进行放大处理后进行模/数转换将转换后的数字信号传输到控制单元中；
设置输入单元，用于向控制单元输入设定信号，即使继电器动作的YZR电动机转子的频率设定值；
继电器单元，在接收控制信号后进行相应的开点的闭合或闭点的打开，以实现将转子电阻连接或切掉；
控制单元，在接收到频率测量电路传回的YZR电动机转子的频率信号后，将其转化为具体的频率数值，使其同设置输入单元输入的使继电器动作的YZR电动机转子的频率设定值进行比较，当频率测量电路传回的YZR电动机转子的频率达到上述频率设定值后，向继电器单元发出控制信号，使继电器单元中的继电器动作。

2、  根据权利要求1所述的一种频率继电器，其特征在于所述继电器单元中包括一个以上的继电器，相应的设置输入单元能够向控制单元输入一个以上的使继电器动作的YZR电动机转子的频率设定值。

3、  根据权利要求1所述的一种频率继电器，其特征在于所述控制单元还通过检测YZR电动机转子的频率，以判断电动机的运行状态，当在相应档位，检测频率与实际设定值相差较远通过显示单元提示报警，并控制电源开关进行断电保护。

频率继电器
技术领域
本发明涉及一种YZR电动机转子电阻切换装置，尤其涉及一种采用频率继电器控制YZR电动机转子电阻切换的频率继电器。
背景技术
在冶金机械设备、起重机等工业设备中，经常采用YZR型三相异步绕线式电动机。YZR型三相异步绕线式电动机在控制中需要在转子回路串入电阻，控制它的启动转矩，降低它的启动电流。而YZR型三相异步绕线式电动机需要全速运行时，需要切除转子回路中串入电阻，为了使整个起动过程中尽量保持较大的起动转矩，同时保证电动机电流不超标，一般在转子电阻切除时需要逐级进行切换，目前传统控制YZR型三相异步绕线式电动机转子电阻分级切除的是采用时间继电器的延时功能来实现的。由于时间继电器的延时时间是人为根据经验进行设定的，如图1所示为传统档位控制电阻切换的原理示意图，当S1档的时间继电器达到闭合时间时，认为电机达到S1档控制速度，档位S1闭合(相当于将S1短路掉)，这样在电动机达到额定速度过程中依次切换S1、S2、S3和S4档位，以达到限定电机电流不超标。这种控制往往伴随着，设定的时间太短，电阻过早切除，使电动机切换电流超过其允许的最大电流，使电动机发热严重，电动机力矩会超过起动转矩，给机械机构很大的冲击，缩短整个传动链的寿命。设定的时间太长，电阻过晚切除，会使起动时间过长，不利于设备的使用和控制，降低了设备效率等问题，如图3所示电机转子切电阻时间继电器控制方式的控制效果图，实际电机在切换转子电阻的同时，承受的切换力矩与电流冲击是极不规律的(见ab，cd，ef，gh段)，大多数情况是远大于电机额定值的。这是因为切换的条件是靠时间继电器控制，而实际中，时间继电器的调节是完全靠经验值的(见bc，de，fg段)，不是十分准确。另外，由于在不同的运行方向，负载的作用不同，时间的调整就更困难，在下降方向，由于负载为加速力矩，电动机减速度大，设定时间短，有利于电动机，但在上升方向，由于负载为阻力力矩，电动机减速度小，设定时间短存在与阻力负载相同的情况，甚至更差。反之设定时间长，在上升方向可能合适，在下降方向由于时间长，就会造成电动机超速运行，为设备运行带来不安全。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种在电机传统切电阻控制方式基础上，以电机转子频率为切电阻条件的控制装置。具体技术手段如下：
一种频率继电器，其特征在于包括：
频率测量电路，用于将输入的YZR电动机转子的频率信号进行滤波处理，将谐波分量、直流分量和干扰信号滤掉，并对还原后的信号进行放大处理后进行模/数转换将转换后的数字信号传输到控制单元中；
设置输入单元，用于向控制单元输入设定信号，即使继电器动作的YZR电动机转子的频率设定值；
继电器单元，在接收控制信号后进行相应的开点的闭合或闭点的打开，以实现将转子电阻连接或切掉；
控制单元，在接收到频率测量电路传回的YZR电动机转子的频率信号后，将其转化为具体的频率数值，使其同设置输入单元输入的使继电器动作的YZR电动机转子的频率设定值进行比较，当频率测量电路传回的YZR电动机转子的频率达到上述频率设定值后，向继电器单元发出控制信号，使继电器单元中的继电器动作。
所述继电器单元中包括一个以上的继电器，相应的设置输入单元能够向控制单元输入一个以上的使继电器动作的YZR电动机转子的频率设定值。
所述控制单元还通过检测YZR电动机转子的频率，以判断电动机的运行状态，当在相应档位，检测频率与实际设定值相差较远通过显示单元提示报警，并控制电源开关进行断电保护。
本发明提供的频率继电器相对于YZR型三相异步绕线式电动机传统控制方式，频率继电器比时间继电器有更精确的控制，它通过对电动机转子频率(速度)进行检测，按照设定的频率进行相应的控制，这样无论何种情况，电阻切换点均为固定切换点。设定合适的切换点，即可加快电动机的速度响应时间，又不会使电动机承受过载和过流，极大的提高电动机的运行安全。频率继电器还可用于对电动机运行状态的保护，电动机在某种状态运行时，可以通过检测电动机转子频率来判断是否处于控制状态，当失控时可以提示报警，进行断电保护。另外，其结构简单、便于生产而且成本低廉适于在电动机转子电阻切换领域内广泛推广。
附图说明
图1为传统档位控制电阻切换的原理示意图；
图2为本发明所述切换装置的结构示意图；
图3为电机转子切电阻采用时间继电器控制方式的实现过程示意图；
图4为本发明切换电阻为单电阻实施例的频率设定值的示意图；
图5为本发明切换电阻为单电阻切换装置实施例的结构示意图；
图6为本发明切换电阻为四个电阻实施例的频率设定值的示意图；
图7为本发明切换电阻为四个电阻切换装置实施例的结构示意图；
图8为电机转子切电阻采用时间继电器控制方式的实现过程示意图。
具体实施方式
如图2所示为该频率继电器，包括：用于将输入的YZR电动机转子的频率信号进行滤波处理，将谐波分量、直流分量和干扰信号滤掉，并对还原后的信号进行放大处理后进行模/数转换将转换后的数字信号传输到控制单元中的频率测量电路；用于向控制单元输入设定信号，即使继电器动作的YZR电动机转子的频率设定值的设置输入单元；用于在接收控制信号后进行相应的开点的闭合或闭点的打开，以实现将转子电阻连接或切掉的继电器单元；以及在接收到频率测量电路传回的YZR电动机转子的频率信号后，将其转化为具体的频率数值，使其同设置输入单元输入的使继电器动作的YZR电动机转子的频率设定值进行比较，当频率测量电路传回的YZR电动机转子的频率达到上述频率设定值后，向继电器单元发出控制信号，使继电器单元中的继电器动作的控制单元。其中频率测量电路为隔离电路、滤波器和模/数转换器的集成电路；设置输入单元为外部输入装置，这里可以采用显示单元和设置输入单元一体的触摸屏来实现；继电器单元可以采用一个以上的继电器组，相应的设置输入单元也能够向控制单元输入一个以上的使继电器动作的YZR电动机转子的频率设定值，以控制电机电阻的不同档位的切换；控制单元为主控装置，可以是单片机和PLC等处理设备，以下实施例采用单片机来实现。
实施例1：如图4、图5所示，为电动机单档控制，进行测量时将频率测量电路的检测输入端连接到YZR型三相异步绕线式电动机转子端子上，通过频率测量电路中的滤波器滤掉输入电压信号中的谐波分量、直流分量和干扰信号，以还原出被测电源频率，在经过运放器和模/数转换处理后，交于单片机进行处理运算，最后计算出电源的频率同单片机根据设置输入单元输入的切换频率数值进行比对，当测得的频率到达设定值时，单片机会控制相应的继电器动作，完成档位切换的控制(如图4中所示，当频率达到a点时，控制器给继电器控制信号，相应继电器完成电阻的切换)。
实施例2：如图6、图7和图8所示，其接线方式上和装置的设置上同实施例1相同，不同的是这里采用的是4个档位的切换控制，也就是继电器单元需要4个继电器完成4个档位的切换任务，相应的设置输入单元输入4个合适的切换点的频率值。如图6所示，这里通过设置输入单元向控制器输入了a、b、c和d 4个切换点，在使用该装置对YZR型三相异步绕线式电动机完成电阻切换是自动过程，如图8所示的切换转子电阻的情况，可以看出实际电机在切换转子电阻的同时，切换力矩与承受的电流是极其规律的(见ab，cd，ef，gh段)。通过参数设置，可以满足您的电机在转子电阻切换的时候，具有足够的力矩，同时电机转子电流也控制在适当的范围。
另外，控制单元还通过检测YZR电动机转子的频率，以判断电动机的运行状态，当在相应档位，检测频率与实际设定值相差较远通过显示单元提示报警，并控制电源开关进行断电保护。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。