Allen Bradley 1756-L61S設(shè)計(jì)了一款針對電動機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的起動超時(shí)、過載、欠載、短路、斷相、不平衡、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)、阻塞、外部故障等情況進(jìn)行保護(hù)的ARD2L智能電動機(jī)保護(hù)器（以下簡稱ARD2L），可有效提高電動機(jī)運(yùn)行的安全性，降低生產(chǎn)損失，是傳統(tǒng)熱繼電器的理想替代品[3]。

1Allen Bradley 1756-L61S硬件設(shè)計(jì)

ARD2L的硬件電路包括主控芯片MCU，頻率信號、電流信號、零序電流信號采集電路，開關(guān)量輸入模塊，繼電器輸出模塊，變送輸出模塊，RS-485通訊接口，人機(jī)交互單元（狀態(tài)指示燈、數(shù)碼管/液晶顯示），硬件電路框圖如圖1所示。

1.1Allen Bradley 1756-L61S主控芯片

MCU芯片采用freescale公司的Coldfire-V0架構(gòu)內(nèi)核的32位處理器MCF51EM256，時(shí)鐘頻率zui高可達(dá)50.33MHz，內(nèi)置256K的Flash、16K的RAM、4個(gè)獨(dú)立16位A/D通道、3路定時(shí)器、3路SCI通訊接口以及內(nèi)置RTC時(shí)鐘、I2C、SPI、KBI接口等多種資源，具有*的性價(jià)比。

1.2Allen Bradley 1756-L61S電源

電源是設(shè)備能否正常、穩(wěn)定、可靠工作的關(guān)鍵部分，ARD2L采用安科瑞的通用開關(guān)電源模塊。該模塊輸入電壓為AC85V～265V，輸入頻率45Hz～60Hz，具有多路隔離電壓輸出，滿足多種功能對不同供電電壓的要求。其輸出電壓穩(wěn)定、故障率小，輸出紋波<1％；電源輸入部分設(shè)計(jì)加入壓熱敏電阻、TVS管、防反接二極管等器件，對過壓、過流等有一定的保護(hù)作用，同時(shí)能使產(chǎn)品通過嚴(yán)酷的EMC測試。該模塊經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際使用，具有很高的穩(wěn)定性、可靠性和抗*力[4]。

1.3Allen Bradley 1756-L61S信號采集電路

信號采集電路負(fù)責(zé)采集電流信號、頻率信號和零序電流信號。其中，電流信號采用互感器隔離輸入，將交流信號抬高后送入CPU進(jìn)行軟件差分運(yùn)算，電流采樣電路如圖2所示。以A相6.3A規(guī)格為例，采用的電流互感器變比為100A：20mA，5P10保護(hù)型。該方案電流測量在1.2倍范圍內(nèi)達(dá)到0.5S精度，在8倍范圍內(nèi)滿足5S精度，而其過載能力按8倍計(jì)算，即給互感器加上50.4A電流，通過取樣電阻R1的電流為10.08mA，兩端電壓為0.886V。同時(shí)，Allen Bradley 1756-L61S給采樣信號抬高電壓UREF=1.2V，使交流信號的幅值大于零，便于A/D采樣；在電路的輸出端加入限壓二極管，使輸入電壓限制在3.3V以下，能對A/D采樣通道起到很好的保護(hù)作用。

頻率采樣電路如圖3所示。該電路采用Allen Bradley 1756-L61S雙運(yùn)放進(jìn)行兩級放大，初級放大倍數(shù)較小，且在初級與次級之間進(jìn)行濾波處理，次級運(yùn)放將交流信號整形為方波信號，通過邊沿觸發(fā)方式捕捉，然后在CPU內(nèi)部計(jì)算測量率。

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