浅谈

ARD3 电动机保护器设计原理

    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。
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。