专利名称：变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变频器驱动多电机系统中的报警装置，尤其涉及变频器驱动多电 机系统中的电机失载报警器。
背景技术：
在现代化的钢铁热轧企业中，热轧设备轧线上的各类辊道大多是有辅传动装置的 变频器驱动。为了便于控制辊道速度及节约投资成本，变频器与电机不是一一对应驱动，而 是根据工艺要求每套变频器需驱动一组电机，每组有6-15台不等，参见图1。为了日常检查 及检修需要在变频器1与电机2之间设置有断路器盘。在生产运行过程中每台电机2的机 械负载基本一致，如果同组电机2发生异常时，由于断路器3具有短路、过载保护功能而跳 闸。电机2与辊道辊子之间的联接是采用齿接手或轮胎接手，在连续生产过程中齿接手中 啮合的齿轮会不断磨损、轮胎接手的橡胶会逐步老化，使得经常出现齿接手的齿轮打秃、轮 胎撕裂的现象，造成接手失效后成“自由辊”的异常情况。在热轧生产线上，一旦出现“自由 辊”的情况，特别在高速情况下会使带钢下表面造成擦划伤而严重影响产品质量的事故。现有的变频器在上述传动控制中缺少一种对个别电机与辊子的接手失效后异常 情况能有效进行监测报警的装置，致使接手失效后造成停机质量事故。在生产现场由于某 台电机与辊道的接手失效后不能及时发现而造成带钢下表面划伤的质量事故及发现接手 失效后造成停机检查处理、更换接手的事例时常发生，特别在对热轧产品影响重要的热输 出辊道上，如果有一根辊道接手失效，都会对带钢下表面造成划伤而影响质量。

实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器，该 报警器能对多电机拖动系统中出现个别电机与辊道接手失效的异常情况，能有效进行实时 监测和报警。本实用新型是这样实现的一种变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器， 包括取用电流信号电路、电流信号整流电路、电压信号综合比较电路和报警显示及输出电 路；所述取用电流信号电路由一个第一电流互感器和若干个第二电流互感器组成，第 一电流互感器安装在变频器输出三相交变电源线路上，若干个第二电流互感器分别安装在 三相交变电源输入给若干台电机的输入线路上；所述电流信号整流电路由桥式整流块、电容和限流电阻组成，第一电流互感器输 出端接第一电流信号整流电路，若干个第二电流互感器输出端分别接若干个第二电流信号 整流电路，桥式整流块输入端接电流信号，输出端串接限流电阻和电容；所述电压信号综合比较电路由比较器和若干个二极管组成，在第一电流信号整流 电路的电容两端接可变电阻，可变电阻滑动臂接比较器负相端；在若干个第二电流信号整 流电路的电容两端分别接若干个电阻，其中一端接地，若干个电容输出端分别接若干个二
3极管的反向端，若干个二极管正向端分别串接若干个电阻后并接至比较器正相端；所述报警显示及输出电路包括三极管、电阻、继电器和二极管，比较器输出接第 一三极管的基极，第一三极管的发射极接第二三极管的基极，第二电阻和第三电阻组成分 压接在第二三极管基极，第三电阻另一端与第二三极管发射极相接并接地，第二电阻另一 端与第一电阻并接，第一电阻另一端接第一三极管集电极，第二三极管集电极并接继电器 和二极管，继电器和二极管并联后并接第一电阻和第二电阻。所述报警显示及输出电路还包括发光二极管，发光二极管串接继电器辅助触点后 一端接在二极管和第一电阻连接点处，另一端接地。所述第一电流互感器的匝数比为第二电流互感器的匝数比n倍，n为若干台电机数。本实用新型是根据在同组电机中某根辊道接手失效会使驱动电机空转从而使驱 动电流大大减少，其电流整流信号电压马上下降到空转电平，其他电机的电流整流信号电 压由于二极管钳制作用使综合信号近似为零(空转电平)；当同组电机的电流综合信号电 压小于参考电平时单稳态电路翻转，发出报警及显示，从而检测出同组电机中某根辊道接 手失效的状况。本实用新型能对多电机拖动系统中出现个别电机与辊道接手失效的异常情况，能 有效进行实时监测和报警。

图1为现有变频器驱动多电机的电路系统示意图；图2为装有电流互感器的变频器驱动多电机的电路系统示意图；图3为本实用新型变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器方框图；图4为本实用新型的电压比较器输入和输出信号关系图；图5为本实用新型变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器电路图。图中1变频器，2电机，3断路器，4电流互感器，11取用电流信号电路，12电流信 号整流电路，13电压信号综合比较电路，14报警显示及输出电路。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。 参见图2、图3、图4和图5，一种变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器，包括 取用电流信号电路11、电流信号整流电路12，电压信号综合比较电路13和报警显示及输出 电路14 ；所述取用电流信号电路11由一个第一电流互感器CT0和若干个第二电流互感器 CT1. . . CTn组成，第一电流互感器CT0安装在变频器1输出三相交变电源线路上，若干个第 二电流互感器CT1. . . CTn分别安装在三相交变电源输入给若干台电机2的输入线路上。取用电流信号主要是在断路器盘中用不同匝数比的电流互感器4将变频器1输出 总电流和每台电机2的输入电流信号取出来，参见图2，不同匝数比的电流互感器4视一组 电机2的台数而定。如一组电机2有10台，变频器1总电流的第一电流互感器CT0匝数比 为100/1A，则每台电机2的第二电流互感器CT1. . . CTn比为10/1A，使取出来的变频器1输出总电流信号和每台电机2的电流信号大小基本一致。所述电流信号整流电路12由桥式整流块、电容和限流电阻组成，第一电流互感器 CT0输出端接第一电流信号整流电路，若干个第二电流互感器CT1. . . CTn输出端分别接若 干个第二电流信号整流电路，桥式整流块输入端接电流信号，输出端串接限流电阻和电容。参见图5，电流信号整流电路12是将变频器1输出的总电流信号和每台电机2 的交流电流信号整流转换成电压信号。桥式整流块ZLQ0...ZLQn完成交流电流转为直 流电压；电容CO. . . Cn加以稳定直流电压信号，为防止输出过大的电流；采用限流电阻 R01. Rnl进行限流。所述电压信号综合比较电路13由比较器和若干个二极管组成，在第一电流信号 整流电路的电容CO两端接可变电阻R02，可变电阻R02滑动臂接比较器BJQ负相端；在若 干个第二电流信号整流电路的电容CI. . . Cn两端分别接若干个电阻R12. . . Rn2，其中一端 接地，若干个电容CI. . . Cn输出端分别接若干个二极管Dll. . . Dnl的反向端，若干个二极管 Dll. ..Dnl正向端分别串接若干个电阻R13. . . Rn3后并联输出点(L点)接至比较器BJQ正 相端；若干个二极管Dll. . . Dnl反向分别与若干个电阻R13. . . Rn3串联后的并联输出构成 了逻辑“与”门，参见图5。变频器1总电流转换的电压信号采用可变电阻分压后取分压信号，每台电机2电 流转换的电压信号取全压信号；变频器1输出的分压信号直接加到比较器BJQ运放的负相 端，作为参考电平，每台电机2的全压信号经逻辑“与”门进行综合处理成综合信号后加到 比较器BJQ运放的正相端。所述报警显示及输出电路14包括三极管、电阻、继电器和二极管，比较器BJQ输出 接第一三极管BG1的基极，第一三极管BG1的发射极接第二三极管BG2的基极，第二电阻R2 和第三电阻R3组成分压接在第二三极管BG2基极，第三电阻R3另一端与第二三极管BG2 发射极相接并接地，第二电阻R2另一端与第一电阻R1并接，第一电阻R1另一端接第一三 极管BG1集电极，第二三极管BG2集电极并接继电器J和二极管D1，继电器J和二极管D1 并联后并接第一电阻R1和第二电阻R2。二个三极管BG1、BG2、电阻Rl、R2、R3、继电器J和二极管D1组成单稳态电路。所述报警显示及输出电路14还包括发光二极管LED，发光二极管LED串接继电器 J辅助触点后一端接在二极管D1和第一电阻R1连接点处，另一端接地。当单稳态电路状态翻转时继电器J得电，同时其辅助触点是发光二极管LED发出 报警灯光。继电器J的其它辅助触点可送到有值班人员的监控电路实现远控报警。参见图5，电机正转触点信号F是从基础自动化L1中通过电缆引入的。当电机处 于正转状态时此电路工作，避免频繁正反转转换过程中对此电路造成的不稳定。本实用新型变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器的工作原理是安装于变频器1输出的三相交变电源线路和安装于三相交变电源输入给若干台 电机2的输入线路上的电流互感器3取得变频器1输出总电流和每台电机2输入电流；电 流信号经电流信号整流电路后将变频器1输出的总电流信号和每台电机2的交流电流信号 整流转换成电压信号；信号电压综合比较是将同组中每台电机2的电流整流信号通过逻辑“与”门合在 一起，组合成一个综合信号。“与”的目的是当发生某台电机2与辊道接手失效时其电流整流信号电压马上下降到空转电平，其他电机的电流整流信号电压由于二极管钳制作用使综 合电压信号近似为零(空转电平)。综合信号接入比较器的正相输入端，比较器的负相输入 端接变频器1总电流整流电压信号(既参考电平)，其值通过可调电阻可以调整。为了便于 说明，这里取总电流整流电压的50 %。一般情况下综合电压信号要大于参考电平的50 %左 右而使比较器输出正电平；当发生辊道接手失效的情况下综合电压信号立刻下降，当其值 小于参考电平时会使比较器输出改变为负电平，参见图4。当出现某根辊道接手失效时会使同组电机的综合电压信号大大下降。当同组电机 的综合信号电压大于比较器负极端上的参考电平时单稳态电路状态保持，不发出报警；当 同组电机的电流综合信号电压小于参考电平时单稳态电路翻转，发出报警及显示。报警显示及输出的作用是将电压比较器的输出电压控制单稳态电路，当电压比较 器输出正电平时，单稳态电路保持状态；当电压比较器输出负电平时，单稳态电路工作，单 稳态电路状态翻转，使继电器得电、LED发光，发出异常报警信号，继电器J辅助触点信号可 以传给有值班人员的监控系统。为了确保报警电路的可靠工作，在电路的电源端引入电机 正转的触点信号F，即在电机正转的状态下电路才工作。本实用新型能对多电机拖动系统中出现个别电机与辊道接手失效的异常情况，能 有效进行实时监测和报警。
权利要求一种变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器，其特征是所述报警器包括取用电流信号电路(11)、电流信号整流电路(12)、电压信号综合比较电路(13)和报警显示及输出电路(14)；所述取用电流信号电路(11)由一个第一电流互感器(CT0)和若干个第二电流互感器(CT1…CTn)组成，第一电流互感器(CT0)安装在变频器(1)输出三相交变电源线路上，若干个第二电流互感器(CT1…CTn)分别安装在三相交变电源输入给若干台电机(2)的输入线路上；所述电流信号整流电路(12)由桥式整流块、电容和限流电阻组成，第一电流互感器(CT0)输出端接第一电流信号整流电路，若干个第二电流互感器(CT1…CTn)输出端分别接若干个第二电流信号整流电路，桥式整流块输入端接电流信号，输出端串接限流电阻和电容；所述电压信号综合比较电路(13)由比较器和若干个二极管组成，在第一电流信号整流电路的电容(C0)两端接可变电阻(R02)，可变电阻(R02)滑动臂接比较器(BJQ)负相端；在若干个第二电流信号整流电路的电容(C1…Cn)两端分别接若干个电阻(R12…Rn2)，其中一端接地，若干个电容(C1…Cn)输出端分别接若干个二极管(D11…Dn1)的反向端，若干个二极管(D11…Dn1)正向端分别串接若干个电阻(R13…Rn3)后并接至比较器(BJQ)正相端；所述报警显示及输出电路(14)包括三极管、电阻、继电器和二极管，比较器(BJQ)输出接第一三极管(BG1)的基极，第一三极管(BG1)的发射极接第二三极管(BG2)的基极，第二电阻(R2)和第三电阻(R3)组成分压接在第二三极管(BG2)基极，第三电阻(R3)另一端与第二三极管(BG2)发射极相接并接地，第二电阻(R2)另一端与第一电阻(R1)并接，第一电阻(R1)另一端接第一三极管(BG1)集电极，第二三极管(BG2)集电极并接继电器(J)和二极管(D1)，继电器(J)和二极管(D1)并联后并接第一电阻(R1)和第二电阻(R2)。
2.根据权利要求1所述的变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器，其特征是所 述报警显示及输出电路(14)还包括发光二极管(LED)，发光二极管(LED)串接继电器(J) 辅助触点后一端接在二极管(D1)和第一电阻(R1)连接点处，另一端接地。
3.根据权利要求1或2所述的变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器，其特征是 所述第一电流互感器(CT0)的匝数比为第二电流互感器的匝数比n倍，n为若干台电机数。
专利摘要本实用新型涉及变频器驱动多电机系统中的报警装置。一种变频器驱动多电机系统中的电机失载报警器，包括取用电流信号电路(11)、电流信号整流电路(12)、电压信号综合比较电路(13)和报警显示及输出电路(14)；所述取用电流信号电路(11)由一个第一电流互感器(CTO)和若干个第二电流互感器(CT1...CTn)组成，所述电流信号整流电路(12)由桥式整流块、电容和限流电阻组成，所述电压信号综合比较电路(13)由比较器和若干个二极管组成，所述报警显示及输出电路(14)包括三极管、电阻、继电器和二极管。本实用新型能对多电机拖动系统中出现个别电机与辊道接手失效的异常情况，能有效进行实时监测和报警。
文档编号G01R31/34GK201611382SQ20102011686
公开日2010年10月20日 申请日期2010年2月23日 优先权日2010年2月23日
发明者汪卫明, 陈志荣 申请人:宝山钢铁股份有限公司