【正文】 統(tǒng)初始化、電機(jī)保護(hù)以及人機(jī)交互程序中的 LCD顯示模塊都是單獨(dú)編程的 ，主程序的設(shè)計(jì)流程圖如圖 41所示 圖 41 主程序流程圖 人機(jī)接口程序設(shè)計(jì) 本電動(dòng)機(jī)保護(hù)器設(shè)計(jì)的 人機(jī)接口包括鍵盤(pán)和 液晶顯示器，因此相應(yīng)的人機(jī)接口程序也包括鍵盤(pán)可顯示器兩大部分 。 至于液晶顯示器。實(shí)際上按鈕被按下和放開(kāi)時(shí)是會(huì)有抖動(dòng)的，也就是說(shuō)需要采取銷(xiāo)抖措施，一般的按鍵銷(xiāo)抖有兩種，即硬件銷(xiāo)抖和軟件銷(xiāo)抖，本設(shè)計(jì)采取軟件銷(xiāo)抖，就是當(dāng)進(jìn)入外部中斷函數(shù)后，第一次確定按鍵位置后延時(shí) 10ms左右，再第二次判斷，如果判斷結(jié)果和第一次一樣，就確定是該按鍵被按下了，否則是誤判，不動(dòng)作 。主程序主要完成兩大任務(wù)，第一就是循環(huán)監(jiān)視鍵盤(pán)有沒(méi)有修改參數(shù)，如果修改就進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)初始化程序塊，進(jìn)行參數(shù)修改，相應(yīng)鍵盤(pán)中斷函數(shù)。 即 B語(yǔ)言之后，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的一名研究員自己設(shè)計(jì)了一種計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，就是傳說(shuō)中的 C語(yǔ)言，這名研究人員剛一開(kāi)始是為了打發(fā)自己的假期時(shí)間，想著編寫(xiě)一個(gè)小游戲，但是發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)的編程語(yǔ)言有很多的弊端，于是他就嘗試著自己編寫(xiě)編程語(yǔ)言，于是 C語(yǔ)言橫空出世。軟件系統(tǒng)給我們的硬件電路提供算法，指引我們的電路去實(shí)現(xiàn)指定的功能，有了軟件系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)就不再是裸機(jī)。電路系統(tǒng) 的完好運(yùn)行離不開(kāi)軟件系 統(tǒng)的完美設(shè)計(jì)和抗干擾措施的添加，這兩大任務(wù)就是下一章 要闡述的主要內(nèi)容。 除了開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)外還有報(bào)警信號(hào)，本設(shè)計(jì)的報(bào)警器為一個(gè)蜂鳴器，工作在 5v左右的電壓下，用來(lái)提示工作人員，電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)異常。通過(guò)檢測(cè)該開(kāi)關(guān)信號(hào)可以知道電動(dòng)機(jī)的保護(hù)動(dòng)作情況，以及手動(dòng)閉合和手動(dòng)斷開(kāi)的情況。 表 35 A／ D轉(zhuǎn)換通道選擇 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 23 開(kāi)關(guān)量輸入輸出模塊 開(kāi)關(guān)量輸入／輸出電路主要完成狀態(tài)信號(hào)的輸入和動(dòng)作信號(hào)的輸出。具體設(shè)置方法見(jiàn)表 33。 因此本電動(dòng)機(jī)保護(hù)器采用了自己設(shè)計(jì)的光耦電路，比較好的解決了這個(gè)問(wèn)題 ，具體電路圖如圖 38所示： 圖 38 線(xiàn)性隔離電路 耦合，而沒(méi)有電的聯(lián)系，所以能很好地隔斷共模干擾，解決了模塊之 間模擬信號(hào)的不共地傳輸。 根據(jù)以上分析，本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集模塊主要分為采集電路、變壓、濾波 整流 電路等。 數(shù)據(jù)采集 電動(dòng)機(jī)保護(hù)器要想針對(duì)不同情況作出不同的動(dòng)作，就必須循環(huán)檢測(cè)輸入的電動(dòng)機(jī)的端電壓、線(xiàn)電流以及電動(dòng)機(jī)溫度等數(shù)據(jù)，已達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。屏幕上的三十二個(gè)字符的 RAM 地址如表 32所示： 表 32 屏幕上 32 個(gè)字符的 RAM 地址 應(yīng)用說(shuō)明 以下 是使用帶漢字的 12864 液晶顯示器的一些應(yīng)注意的事項(xiàng)： ① 顯示中文漢字時(shí) 應(yīng)先設(shè)定顯示字符位置，即先設(shè)定顯示地址，再寫(xiě)入中文字符編碼。 3． 3． 2． 3 12864液晶 顯 示器 12864是 128*64點(diǎn)陣 液晶模塊的點(diǎn)陣數(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)，業(yè)界約定俗成的簡(jiǎn)稱(chēng) 基本參數(shù) ： 液晶屏類(lèi)型 STN FSTN 模塊顯示效果 黃綠底黑字 藍(lán)底白字 白底黑字 視角 6點(diǎn)鐘 12點(diǎn)鐘 驅(qū)動(dòng)方式 1/64 DUTY 1/9 BIAS 背光 LED白色 LED黃綠色 控制器 KS0108或兼容 ST7920 T6963C 數(shù)據(jù)總線(xiàn) 8 位并口 /6800 方式 串口 溫度特性 工作溫度： 20℃~+70℃ 儲(chǔ)藏溫度： 30℃~+80℃ 點(diǎn)陣格式 128 x 64 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 18 圖 35 12864基本尺寸圖 使用前的準(zhǔn)備 先給模塊加上工作電壓，再按照下圖的連接方法調(diào)節(jié) LCD 的對(duì)比度，使其顯示出黑色的底影。所以本設(shè)計(jì)采用了 12864液晶顯示器，很好解決了數(shù)碼管的問(wèn)題，而且經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較低。 為了便于操作人員的配置操作我們?cè)O(shè)計(jì)了以鍵盤(pán)和液晶顯示器為住的人機(jī)交互模塊 。 單片機(jī) 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu) STCl2C5410單片機(jī)是基于 8051內(nèi)核的新一代微控制器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 32所示： 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 14 圖 32 STC單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 根據(jù)前面的分析，控制器模塊電路圖設(shè)計(jì)如圖 33 所示。 STCl2C5410 單片機(jī)的 介紹 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 13 本設(shè)計(jì)采用的 STCl2C5410單片機(jī) 是基于增強(qiáng)型 51內(nèi)核的單片機(jī)，對(duì)傳統(tǒng)的51單片機(jī)有向下兼容的能力。 (3)數(shù)據(jù)獲取電路模塊：從電動(dòng)機(jī)電路獲取電壓電流信息，并通過(guò)濾波器后輸入到單片機(jī)的 AD轉(zhuǎn)換器，好讓處理器處 理。 而電源模塊不作具體介紹， 系統(tǒng)硬件模塊結(jié)構(gòu)圖如圖 31所示 。 概述 硬件系統(tǒng)技術(shù)要求 對(duì)于電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，尤其是三相異步電動(dòng)機(jī)，他們的工作環(huán)境一般是非常惡劣的，非常容易產(chǎn)生電磁干擾 ，尤其是在一些電氣設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)候，更是容易產(chǎn)生電磁干擾，所以電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的抗干擾能力必須夠強(qiáng)。要想設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)智能保護(hù)系統(tǒng)首先必須清楚以上的相關(guān)知識(shí)，因此本章接 時(shí)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。 否則應(yīng)立即采取保護(hù)措施保證電動(dòng)機(jī)工作在正常的溫升范圍之內(nèi)。 (2)其次就是過(guò)壓的情況 ， 與前壓的情況有所不同，過(guò)壓應(yīng)該分為兩類(lèi)情況來(lái)處理，根據(jù)檢測(cè) 到的電壓值，把過(guò)壓分為輕微過(guò)壓和嚴(yán)重過(guò)壓 ，嚴(yán)重過(guò)壓的時(shí)候 很明確， 應(yīng)立即跳閘以防止 高壓擊穿；輕微過(guò)壓應(yīng)該延時(shí)適當(dāng)?shù)臅r(shí)間之后再跳閘。 負(fù)序電流保護(hù) 電源電壓不對(duì)稱(chēng)、斷相、逆相等故障均會(huì)引起負(fù)序電流，這將會(huì)在繞組上產(chǎn)生大量熱量，使電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱，產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)故障。英國(guó) CEO公司提出了一個(gè)反應(yīng)上述熱效應(yīng)的等效電流，叼的概念，定義為： 222212eq IKII ?? (2． 3) 式中： K：為負(fù)序電流發(fā)熱等效系數(shù)，取值在 36； 21I 是電動(dòng)機(jī)電流正序分量； 22I為電動(dòng)機(jī)電流負(fù)序分量。一旦三相電流不對(duì)稱(chēng)，則可將三相電流分解成正序電流、零序電流和負(fù)序電流，此時(shí)負(fù)序電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以接近兩倍的同步相對(duì)于轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)保護(hù)原理分析 三個(gè)不對(duì)稱(chēng)的向量可以分解成三組對(duì)稱(chēng)的向量 :負(fù)序分量、正序分量以及零序分量，各序分量獨(dú)立存在，就是說(shuō)是唯一的，在不同分量的作用下系統(tǒng)的各個(gè)與案件呈現(xiàn)出不同的特性，這是根據(jù)三項(xiàng)對(duì)稱(chēng)分量法的理論得出的結(jié)論。因此非常有必要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的不間斷的檢測(cè)，一旦電動(dòng)機(jī)發(fā)生異常，就可以及時(shí)的采取措施對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù) 。因此本論文主要 從電氣角度分析 電動(dòng)機(jī)的故障，從而對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和做出相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。這種故障的外在表現(xiàn)主要有電氣特性不平衡，致使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不平穩(wěn)，會(huì)有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的震動(dòng)，還有噪聲的產(chǎn)生。人為因素主要有電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)載和維修過(guò)程中無(wú)意損壞，還有就是電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量太差。 第三種繞組故障當(dāng)然就是繞組的斷路。繞組的短路有很多種，比如說(shuō)繞組與繞組之間可以產(chǎn)生短路、 繞組匝與繞組匝之間可以產(chǎn)生短路、繞組的相間可以產(chǎn)生短路短路以及繞組的各極間也可以短路。該電動(dòng)機(jī) 故障 的 現(xiàn)象 為 繞組短路發(fā)熱 ，還有 機(jī)殼帶電 以及 控制線(xiàn)路失控 ,在這種情況下電動(dòng)機(jī)是無(wú)法征程運(yùn)行的 。 由前面的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)基本原理中所介紹的知識(shí)可以知道 繞組是電動(dòng)機(jī) 的重要組成部分。 第二章 電動(dòng)機(jī)保護(hù)原理介紹 6 圖 21 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理圖 圖 22 三相異步電動(dòng)機(jī)等效原理圖 以上是三相異步電動(dòng)機(jī)的等效原理圖，其中代表電動(dòng)機(jī)的定子側(cè)線(xiàn)電壓 的是U1， r x1分別代表電動(dòng)機(jī)定子繞組電阻和電抗 ， r x2分別代表電動(dòng)機(jī)折算到定子側(cè)的轉(zhuǎn)子電阻以及電抗， 代表電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電抗 的是 Lm。 三相異步電動(dòng)機(jī)都有一個(gè)定子繞組，這個(gè)定子繞組用來(lái)產(chǎn)生產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用就是用來(lái)使三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，可以說(shuō)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是使三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)的先決條件。因其轉(zhuǎn)子繞組電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，又稱(chēng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 第二章 電動(dòng)機(jī)保護(hù)原理介紹 5 第二章 電動(dòng)機(jī)保護(hù)原理介紹 本章節(jié)主要為電動(dòng)機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)做理論準(zhǔn)備，要想設(shè)計(jì)出合理有用的電動(dòng)機(jī)保護(hù)系統(tǒng)首先要清楚電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理，以及常見(jiàn)的故障，然后深入分析電動(dòng)機(jī)的保護(hù)原理，為后續(xù)工作做好理論指導(dǎo)作用。總之微處理器正在以一種非?？斓乃俣仍谌澜缟掀占埃瑯O大地推動(dòng)了人的生產(chǎn)生活科技的向前發(fā)展。 另外單片機(jī)和其他嵌入式芯片都可進(jìn)行系統(tǒng)電路的自檢功能，所以保護(hù)器的可靠性健壯性提高了，維修系統(tǒng)的工作也大大減少了。產(chǎn)品體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便，在各種低壓控制柜中、 1/4 模數(shù)及以上的各種抽屜柜中可直接安裝使用。但是精度不 低 、無(wú) 存儲(chǔ)和同性 等功能， 而且調(diào)試?yán)щy 。事實(shí)也是這 樣，盡管許多設(shè)備安裝了熱繼電器，但電機(jī)損壞而影響正常生產(chǎn)的現(xiàn)象仍普遍存在。 電動(dòng)機(jī)保護(hù)的 基本知識(shí) 電機(jī)的分類(lèi) 電動(dòng)機(jī) 的分類(lèi)有很多種分類(lèi)方式，根據(jù)不同的分類(lèi)依據(jù)進(jìn)行分類(lèi)能夠得出不同的分類(lèi)結(jié)果，有根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電壓的不 同進(jìn)行分類(lèi)的，也有根據(jù)電動(dòng)機(jī)用途進(jìn)行分類(lèi)的，還有根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作原理分類(lèi)的，也有根據(jù)啟動(dòng)與運(yùn)行方式分類(lèi)的。 另外，電機(jī)的應(yīng)用面更廣， 常工作 于環(huán)境極為惡劣的場(chǎng)合，如潮濕、高溫、多塵、腐蝕等場(chǎng)合。 但是，在實(shí)際的生產(chǎn)生活過(guò)程中，我們所處的環(huán)境是非常復(fù)雜的，電動(dòng)機(jī)每時(shí)每刻都在承受著電網(wǎng)波動(dòng)、高溫、高濕、高粉塵和負(fù)載沖擊帶來(lái)的各種威脅。尤其是交流電動(dòng)機(jī)，他的低價(jià)格，簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和方便維修的特點(diǎn)，使它越來(lái)越受到歡迎。 整個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程是： 數(shù)據(jù)采集模塊完成三相電流檢測(cè)、電壓檢測(cè)、漏電流檢測(cè)及短路檢測(cè) ，并將獲得的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)控制系統(tǒng) 。SHA