本實用新型涉及電器自動控制領域，尤其涉及一種具有測量檔位切換功能的電動機保護器。

背景技術：

電動機保護器是電機實用過程中不可缺少的保護裝置，隨著技術的發展，電極保護器正趨向于數字電路發展，采用微控制器進行控制，但是現有采用數字電路的電動機保護器受微控制器模擬數字轉換器的精度限制，電動機保護器無法進行寬電流的測量。

如何對電機保護器控制電路進行改進，使其可適應寬電流的測量，已成為本領域技術人員急待解決的技術問題。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種具有測量檔位切換功能的電動機保護器。

為實現上述目的，本實用新型采用了如下技術方案：

一種具有測量檔位切換功能的電動機保護器，其包括依次相連的電流采樣模塊2、檔位切換模塊3、信號放大模塊4和微控制器模塊1，以及分別與所述微控制器模塊1相連的電源模塊5和輸出模塊8；檔位切換模塊3包括連接在電流采樣模塊2和信號放大模塊4之間的分壓電路，微控制器模塊1與檔位切換模塊3連接，在電流大于等于設定閾值時開啟分壓電路，在電流低于設定閾值時關閉分壓電路。

優選的，檔位切換模塊3包括三極管Q5，所述三極管Q5集極連接有分壓電路，所述三極管Q5發射極接地，所述三極管Q5的基極與微控制器模塊1相連。

優選的，分壓電路包括串聯在三極管Q5的集極的電阻R15與電阻R9，電阻R15一端與電流采樣模塊2連接，電阻R9一端與三極管Q5的集極連接，信號放 大模塊4連接到電阻R15與電阻R9之間。

優選的，信號放大模塊4包括與所述檔位切換模塊3相連的運算放大器U3A、電阻R21、電容C23以及電容C20；

所述運算放大器U3A的正極輸入端與檔位切換模塊的輸出端相連，所述電阻R21一端與運算放大器U3A輸出端相連，另一端與微控制器模塊1相連；所述電容C23和電容C20并聯，電容C23和電容C20并聯后的一端接地，另一端連接到電阻R21與微控制器模塊1之間。

優選的，電流采樣模塊2包括電流互感器以及與所述電流互感器相連的電阻R30、二極管D1以及電容C17，所述電阻R30、二極管D1以及電容C17并聯連接，并聯后的一端接地，另一端連接在電流互感器和檔位切換模塊3之間。

優選的，其還包括與微控制器模塊1連接的指示模塊7和設置電機保護器額定參數的設置模塊6。

優選的，指示模塊7包括4位的LED數碼管以及分別與LED數碼管相連的三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3以及三極管Q4，所述三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3以及三極管Q4的發射極分別與LED數碼管相連，基極分別與微控制器模塊1相連，集極分別連接有工作電壓。

優選的，電位器R24和電位器R25，所述電位器R24和R25的輸出腳分別與微控制器模塊1相連，輸入腳連接有5V電壓，所述電位器R24的輸出腳與微控制器模塊1之間連接有電阻R2，電容C4的一端連接在電阻R2與微控制器模塊1之間，另一端接地；電位器R25的輸出腳與微控制器模塊1之間連接有電阻R3，電容C5的一端連接在電阻R3與微控制器模塊1之間，另一端接地。

優選的，電源模塊5包括變壓器T101、整流橋U101、電容C101、集成電路U102；所述變壓器T101的輸入端與外部電源相連，所述整流橋U101的輸入端與變壓器T101輸出端相連，所述整流橋U101的輸出端的正極與所述集成電路U102的輸入端Vin連接，集成電路U102的接地端GND接地，輸出端Vout輸出工作電壓為各模塊供電，電容C101并聯在整流橋U101的輸出端的正極和負極之間。

優選的，輸出模塊8包括與所述微控制器模塊1相連的三極管Q101以及與所述三極管Q101相連的繼電器，所述繼電器的開關觸點與需要保護的電機相連。

本實用新型積極效果如下：

微控制器模塊對來自信號放大模塊的信號進行計算，通過檔位切換模塊實現不同電流采用不同方式輸出信號的功能，即在額定工作電流范圍內，檔位切換電路為開啟狀態，當電流低于額定工作電流的時候，檔位切換模塊為關閉狀態，此時來自電流采樣模塊的信號被信號放大模塊放大至可被微控制器模塊采樣的狀態，這樣就使得整個電機保護器能夠適應寬電流并且保護功能更穩定。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本實用新型的一些實施例，而非對本實用新型的限制。

圖1是本實用新型具有測量檔位切換功能的電動機保護器的結構示意圖；

圖2是本實用新型的電流采樣模塊、檔位切換模塊和信號放大模塊的連接關系的結構示意圖；

圖3是本實用新型的指示模塊的結構示意圖；

圖4是本實用新型的微控制器模塊的結構示意圖；

圖5是本實用新型的電源模塊的結構示意圖；

圖6是本實用新型的輸出模塊的結構示意圖。

在附圖中，1微控制器模塊、2電流采樣模塊、3檔位切換模塊、4信號放大模塊、5電源模塊、6設置模塊、7指示模塊、8輸出模塊。

具體實施方式

以下結合附圖1至6給出的實施例，進一步說明本實用新型的具體實施方式。本實用新型不限于以下實施例的描述。

如圖1-6所示：一種具有測量檔位切換功能的電動機保護器，其包括依次相連的電流采樣模塊2、檔位切換模塊3、信號放大模塊4和微控制器模塊1以及分別與所述微控制器模塊1相連的電源模塊5、設置模塊6、指示模塊7和輸出模塊8；檔位切換模塊3包括連接在電流采樣模塊2和信號放大模塊4之間的分壓電路，微控制器模塊1與檔位切換模塊3連接，在電流大于等于設定閾值 時開啟分壓電路，在電流低于設定閾值時關閉分壓電路。指示模塊7用來顯示當前運行電流、故障狀態；設置模塊6由電位器組成，用來設置電流、脫扣等級、啟動延時等電機保護器額定參數。通過檔位切換模塊3實現不同電流采用不同方式輸出信號的功能，即在額定工作電流范圍內，檔位切換電路為開啟狀態，當電流低于額定工作電流的時候，檔位切換模塊為關閉狀態，此時來自電流采樣模塊2的信號被信號放大模塊4放大至可被微控制器模塊1采樣的狀態，這樣就使得整個電機保護器能夠適應寬電流并且保護功能更穩定。

如圖2所示：檔位切換模塊3包括三極管Q5，所述三極管Q5的集極連接有分壓電路，所述三極管Q5的發射極接地，所述三極管Q5的基極與微控制器模塊1相連，分壓電路一端與電流采樣模塊2連接，另一端與信號放大模塊4連接。所述的三極管Q5為NPN三極管。分壓電路包括串聯在三極管Q5的集極的電阻R15與電阻R9，電阻R15一端與電流采樣模塊2連接，電阻R9一端與三極管Q5的集極連接，信號放大模塊4連接到電阻R15與電阻R9之間。微控制器模塊通過三極管Q5控制分壓電路的開通與關斷，CTL為控制信號，由微控制器模塊進行控制。

信號放大模塊4包括與所述檔位切換模塊3相連的運算放大器U3A、電阻R21、電容C23以及電容C20；運算放大器U3A的正極輸入端與檔位切換模塊的輸出端相連，負極輸入端接地，所述電阻R21一端與運算放大器U3A輸出端相連，另一端與微控制器模塊1連接；電容C23和電容C20并聯，電容C23和電容C20并聯后的一端接地，另一端連接到電阻R21與微控制器模塊1之間。本實施例的信號放大模塊4將來自檔位切換模塊的信號進行放大11倍，并通過R21、C23和C20將交流信號轉換成直流信號。信號放大模塊4還包括二極管D4、二極管D5、電阻R12和電阻R18，電阻R12一端與運算放大器U3A的負極輸入端連接，另一端接地；二極管D4的正極與運算放大器U3A的負極輸入端連接，負極與運算放大器U3A的輸出端連接；二極管D5串聯在運算放大器U3A的輸出端與電阻R21之間，其正極與運算放大器U3A的輸出端連接，電阻R18一端與運算放大器U3A的負極輸入端連接，另一端連接到二極管D5和電阻R21之間。

電流采樣模塊2包括電流互感器以及與所述電流互感器相連的電阻R30、二極管D1以及電容C17，所述電阻R30、二極管D1以及電容C17并聯連接，并聯 后的一端接地，另一端連接在電流互感器和檔位切換模塊3之間。二極管D1用來整流濾波，來自電流互感器的信號通過電阻R30轉換成電壓信號，通過二極管D1將信號轉換為正半波信號。

如圖5所示，電源模塊5包括變壓器T101、整流橋U101、電容C101、集成電路U102；所述變壓器T101的輸入端與外部電源相連，所述整流橋U101的輸入端與變壓器T101輸出端相連，所述整流橋U101的輸出端的正極與所述集成電路U102的輸入端Vin連接，集成電路U102的接地端GND接地，輸出端Vout輸出5V工作電壓為各模塊供電，電容C101并聯在整流橋U101的輸出端的正極和負極之間。在所述集成電路U102的輸出端Vout和接地端GND之間還并聯有連接有電容C102和電容C103；在變壓器T101的輸入端還并聯有壓敏電阻RV101。電源模塊5通過變壓器T101將交流信號轉換成小信號，通過整流橋U101、電容C101和集成電路U102將信號轉換成5V直流信號，給微控制器模塊1供電。

如圖6所示，輸出模塊8包括基極與微控制器模塊1相連的三極管Q101以及與所述三極管Q101的極集相連的繼電器，所述繼電器的開關觸點與需要保護的電機相連。三極管Q101由微控制器模塊1進行控制，通過三極管Q101來控制繼電器的線圈回路進而觸發觸點的開/閉動作。

如圖3所示，指示模塊7包括4位的LED數碼管以及分別與LED數碼管相連的三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3以及三極管Q4，所述三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3以及三極管Q4的發射極分別與LED數碼管相連，基極分別與微控制器模塊1相連，集極分別連接有5V工作電壓；該模塊用來顯示當前運行電流、故障狀態。

如圖4所示，設置模塊6包括電位器R24和電位器R25，所述電位器R24和R25的輸出腳分別與微控制器模塊1相連，輸入腳連接有5V電壓，所述電位器R24的輸出腳與微控制器模塊1之間連接有電阻R2，電容C4的一端連接在電阻R2與微控制器模塊1之間，另一端接地；電位器R25的輸出腳與微控制器模塊1之間連接有電阻R3，電容C5的一端連接在電阻R3與微控制器模塊1之間，另一端接地；該模塊用來設置電流、脫扣等級、啟動延時等電機保護器額定參數。

如圖4所示，微控制器模塊采用的微控制器為PIC 16F887，與檔位切換模 塊3、信號放大模塊4、設置模塊6和指示模塊7連接。其主要作用為：a)對來自信號放大模塊4的信號進行計算，在產品啟動時，通過CTL控制檔位切換模塊3啟動，此時檔位切換模塊3的分壓電路起作用，輸出信號的大小約為電流采樣模塊2輸出信號的0.1倍；如果微控制器判定電流過小，則通過CTL控制檔位切換模塊3關閉，此時，檔位切換模塊3的分壓電路不起作用，信號的大小等于電流采樣模塊1輸出的信號；b)對來自設置模塊6的信號進行處理，計算出額定電流、脫扣等級、啟動延時等參數；c)控制指示模塊7的顯示；d)控制輸出模塊8的動作。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。