【正文】 步電動機的運行原理 .........................................................................5 異步電動機的基本結構 .........................................................................5 高壓電動機故障類型及不正常運行狀態(tài) .............................................6 第三章 高壓電動機保護原理分析 .....................................................................7 高壓電動機保護的基本要求 .................................................................7 高壓電動機保護原理分析 .....................................................................7 過流保護 .......................................................................................9 負序 電流保護 ...............................................................................9 零序電流保護 .............................................................................10 電壓保護 .....................................................................................10 過熱保護 ..................................................................................... 11 第四章 硬件電路設計 .......................................................................................12 微機保護的基本原理及其特點 ...........................................................12 微機保護裝置的構成 ...........................................................................12 硬件設計概述 .......................................................................................13 主系統(tǒng)硬件設計 ...................................................................................14 ATmega16 微處理器 ..................................................................14 多路模擬開關 .............................................................................14 溫度采集系統(tǒng) .............................................................................16 電壓電流采集系統(tǒng) .....................................................................17 廣西大學畢業(yè)設計論文 基于單片機的高壓電動機保護 IV 采樣保持電路 .............................................................................22 濾波調理電路 .............................................................................23 AD 轉換電路 ..............................................................................23 輸入輸出通道 .............................................................................23 鍵盤與顯示設計 ...................................................................................25 鍵盤設計 .....................................................................................25 顯示設計 .....................................................................................26 系統(tǒng)外圍電路 .........................................................................................27 電源 .............................................................................................27 通信接口 .....................................................................................27 其他外圍電路 .............................................................................28 第五章 系統(tǒng)軟件設計 .......................................................................................29 軟件系統(tǒng)整體設計 ...............................................................................29 保護裝置軟件設計 ...............................................................................30 鍵盤控制設計 .............................................................................30 LED 顯示設計 ............................................................................31 數據轉換設計 .............................................................................32 數據處理設計 .............................................................................33 軟件開發(fā)環(huán)境 .......................................................................................34 第六章 系統(tǒng)抗干擾技術 ...................................................................................37 干擾的分類及其危害 ...........................................................................37 硬件抗干擾技術 ...................................................................................38 軟件抗干擾技術 ...................................................................................39 總 結 ...................................................................................................................42 參考文獻 ...............................................................................................................43 致 謝 ...................................................................................................................45 廣西大學畢業(yè)設計論文 基于單片機的高壓電動機保護 1 第一章 緒論 課題背景及意義 電動機是最易于實現(xiàn)能量轉換的設備 ，隨著工業(yè)的發(fā)展，高壓電動機越來越廣泛地應用于電力、冶金、煉焦、化工 、 煤礦等各個行業(yè) ，推動了電力工業(yè)的發(fā)展 。 在實際生產環(huán)境中 ， 外界 環(huán)境 的高溫、潮濕、粉塵等惡劣狀況和電網波動、負載沖擊的影響 ， 對 高 壓電 動 機的安全運行 構成 很大威脅。 由于電 動 機的故障、損壞所造成的間接經濟損失更為巨大。 熱繼電器是利用雙金屬片熱效應工作的，雙金屬片是由不同膨脹系數的兩片金屬鉚合而成，當電流通過時它將產生熱量，并向膨脹系數小的一邊彎曲，電流的大小和彎曲的程度成正比，當電流超過熱繼電器整定電流的一定倍數時就會啟動其中的脫扣裝置從而切斷主回路達到保護的目的。電磁式電流繼電器具有過載、堵轉保護功能，有的還有缺相保護，其過載保護具有反時限特性，但其結構復雜，機械制造精度高，價格高且體積龐大，因而目前已被基本淘汰。 但這類產品仍存在一些無法克服的缺陷，包括整定精度不高 、 采樣精度不高 以及 無法實現(xiàn)具有多種保護功能于一體的全保護 。 與傳統(tǒng)繼電保護 方式相比 ， 引入單片機實現(xiàn)自動控制繼電保護具有很多優(yōu)點 ： （ 1） 可靠性高 ， 性能穩(wěn)定 ， 價格低廉 ， 體積小 ， 外圍電路簡單 ， 無需大量的連線 。 智能型電動機保護器正以其優(yōu)異的性能取得各大原始設備生產商的青睞，它將是電動機保護器的主要發(fā)展方 向。 本論文所介紹的電動機保護器所采用的 ATmega16 單片機是 ATMEL 公司的 基 于增強的 AVR RISC 結構的低功耗 8 位 CMOS 微控制器 。 本論文在第一章先概述了高壓電動機保護的背景及意義，明確了本論文的主要工作。 在第四章， 講述了采用 ATmega16 單片機為核心所 設計的 高壓電動機 保護裝置及其硬 件構成，廣西大學畢業(yè)設計論文 基于單片機的高壓電動機保護 4 并介紹了對溫度、電壓及電流這三個判斷量的數據采集以及相應的信號處理電路。 本論文以 三相 異步電動機為 例闡述電動機保護器的設計。 下面 以三相異步電動機為例說明異步電動機的基本結構。定子繞組 是電動機的電路部分，通入三相交流電， 將在其間 產生旋轉磁場 。 定子通電后， 轉子繞組切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流，并形成電磁轉矩而使電動機旋轉。 （ 1） 機械 故障 機械方面的主要故障是振動、軸承過熱、運轉聲音異常等 。這些機械故障一般是由一些 潛在危害 因素積累發(fā)展而導致的，所以要在故障發(fā)生前 對其 監(jiān) 測并排除。不對稱故障不僅使電流增加，引起發(fā)熱而損害電動機 ， 更重要的是不對稱引起的負序效應 會 給電動機運行帶 來隱患 ， 這類故障易形成事故擴大 ， 造成電動機的嚴重損壞。 （ 3） 異常振動。 為保證系統(tǒng)和 高壓電動機 安全運行，減少事故損失，繼電保護還應滿足如下要求： 高靈敏度 要求能靈敏動作于 過流 、短路、接地、斷相故障。 當發(fā)生對稱故障時，電動機繞組電流大 ，電機發(fā)熱嚴重特別容易燒毀電機。 各序分量