【正文】 將對電流進行電流 電壓轉(zhuǎn)換，將電流量轉(zhuǎn)換成易于測量的電壓量。 （ 2） 單片機電路板上使用的電壓互感器選用 TYPT31D型微型精密電壓變換器 1）特點： ① 體積小，精度高；印刷線路板直接焊接安裝，使用方便，外形美觀； ② 全封閉，機械和耐環(huán)境性能好，電壓隔離能力強，安全可靠。 5）安全特性： ① 絕緣電阻：常態(tài)時大于 1000M? ； ② 抗電強度：可承受工頻 2500V/1分鐘； ③ 阻燃性：符合 UL94Vo級。 3）型號及意義： L Z Z B J 9 1 0 AA 型 結(jié) 構(gòu)電 壓 等 級 （ k V ）設(shè) 計 序 號加 強 型帶 保 護澆 注 絕 緣支 柱 式電 流 互 感 器 圖 47 型號含義 本型電流互感器有 75/5A（ 1A） 、 100/5A（ 1A） 、 150/5A（ 1A） 、 200/5A（ 1A） 、 300/5A（ 1A） 、 400/5A（ 1A） 、 500/5A（ 1A） 等 多種變比 。 3） 工作頻率范圍： 20Hz~20kHz。要防止這種誤差的產(chǎn)生，必須在 A/D 轉(zhuǎn)換開始時將輸入信號的電平保持住，而在A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后又能跟蹤輸入信號的變化 。 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機的高壓電動機保護 23 濾波調(diào)理電路 經(jīng)過 ACDC 轉(zhuǎn)換所得的直流電壓疊加了豐富的高次諧波分量，另外由于電網(wǎng)以及電動機自身的干擾，使所得的電壓電流信號質(zhì)量非常差。為了保證輸出電壓不受后級電路輸入阻抗的影響，一般采用由運算放大器構(gòu)成的電流 — 電壓變換電路，如圖 411（ b）所示。本 部分 主要有鍵盤和LED 顯示兩部分，鍵盤用來實現(xiàn)控制功能的選擇和參數(shù)的 設(shè)定， LED 則用來顯示功能菜單 和 實時數(shù)據(jù) 。 設(shè)計用 5 個共陰極的 LED 數(shù)碼管進行顯示 ，其中最高位用來顯示數(shù)值的狀態(tài)，低四位顯示參數(shù)值 。當(dāng)掃描頻率足夠大時，所有數(shù)碼管在視覺上是同時亮的。 單片機 輸出的 信號 在傳輸線上只能存在很短的時間，所以接口電路必須及時把信號鎖存。 輸入輸出通道 輸入通道 （ 1）模 擬量輸入通道 每路模擬 信號輸入 通道都配置 圖 411（ a） 所示的 前置模擬 低通 濾波 電路 濾 去 輸入信號中對保護無用的 較高頻率部分 。 共享 A/D 多通道結(jié)構(gòu) 框 圖 如圖 410所示 ： 圖 410 共享 A/D 多通道 結(jié)構(gòu)框圖 AD582 的信號捕捉時間最短達 6μs，具有相互隔開的數(shù)字地、模擬地，從而提高了抗干擾能力。在這個轉(zhuǎn)換時間內(nèi)，模擬信號要基本保持不變。C ； 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機的高壓電動機保護 21 ② 相對濕度：溫度為 40176。C ； ③ 周圍空氣的相對濕度不大于 85%（ 20176。 4）絕緣耐熱等級： B級（ 130176。C ，日平均溫度 低于 30176。 圖 43 測溫電橋電路 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機的高壓電動機保護 17 電路輸出電壓 OV 與 PT100 的電阻值 xR 的對應(yīng)關(guān)系為： ? ?? ? ? ? S32100321 321O VRRRRRRRRR RRRRV x x ?????? ?? 因為 ATmega16 片內(nèi) A/D 轉(zhuǎn)換器的參考電壓為 ，所以 OV 的值 必須在 0V 與 之間 。 MAX4539 可修正 A/D 轉(zhuǎn)換 中的兩個主要誤差：失調(diào)誤差和增益誤差MAX4539 具有測量、自檢和校準(zhǔn)三種工作模式，不同工作模式可通過控制廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機的高壓電動機保護 15 引腳 CAL 和 地址引腳 A0~A2 進行選擇，另外還具有使能控制和狀態(tài)鎖存。由于其先進的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間， ATmega16 具有 比普通的 CISC 微控制器最高至 10 倍 的數(shù)據(jù)吞吐率，高達 1MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。 微機保護的特點 微機型繼電保護裝置的普遍特點可歸納為：維護調(diào)試方便，具有自動檢測功能 ； 可靠性高，具有極強的綜合 分析和判斷能力，可實現(xiàn)常規(guī)模擬保護很難做到的自動糾錯，即自動識別和排除干擾，防止由于干擾而造成的誤動作，并具有自診斷能力，可自動檢測出保護裝置本身硬件系統(tǒng)的異常部分；保護裝置自身的經(jīng)濟性、可擴展性強，易于獲得附加功能；保護裝置的性能得到很好 的 改善，具有較高的運算和大容量的存儲能力等等。 （ 2）需要自啟動，但為保證人身和設(shè)備安全或由生產(chǎn)工藝等要求，在電源電壓長時間消失后不允許再啟動的電動機也應(yīng)裝設(shè) 低電 壓 保護，但其動作時限應(yīng)足夠大，一般整定為 5~10s，其動作電壓多整定為額定電壓的40%~50%。 另外必須校驗 ? 的值大于 ? 的值 ， 以確保在電動機起動過程中負序電流第一段可靠地不動作。過流保護所針對的故障是各類短路故障及熱過載 ， 保護特性分別為短路速斷和過載反時限。 當(dāng)發(fā)生對稱故障時，電動機繞組電流大 ，電機發(fā)熱嚴(yán)重特別容易燒毀電機。 （ 3） 異常振動。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(dǎo)致的，所以要在故障發(fā)生前 對其 監(jiān) 測并排除。 定子通電后， 轉(zhuǎn)子繞組切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動機旋轉(zhuǎn)。 下面 以三相異步電動機為例說明異步電動機的基本結(jié)構(gòu)。 在第四章， 講述了采用 ATmega16 單片機為核心所 設(shè)計的 高壓電動機 保護裝置及其硬 件構(gòu)成，廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)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(shù)據(jù)采集以及相應(yīng)的信號處理電路。 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(jié)構(gòu)的低功耗 8 位 CMOS 微控制器 。 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 。電磁式電流繼電器具有過載、堵轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)復(fù)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。 由于電 動 機的故障、損壞所造成的間接經(jīng)濟損失更為巨大。 fault diagnosis 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機的高壓電動機保護 III 目 錄 摘 要 ..................................................................................................................... I Abstract................................................................................................................ II 第一章 緒論 .........................................................................................................1 課題背景及意義 .....................................................................................1 高壓電動機保護的歷史及現(xiàn)狀 .............................................................1 微處理器的發(fā)展與特點 .........................................................................3 論文的主要工作 .....................................................................................3 第二章 高壓電動機故障分析 .............................................................................5 異步電動機的運行原理 .........................................................................5 異步電動機的基本結(jié)構(gòu) .........................................................................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(shè)計 .......................................................................................12 微機保護的基本原理及其特點 ...........................................................12 微機保護裝置的構(gòu)成 ...........................................................................12 硬件設(shè)計概述 .......................................................................................13 主系統(tǒng)硬件設(shè)計 ...................................................................................14 ATmega16 微處理器 ..................................................................14 多路模擬開關(guān) .............................................................................14 溫度采集系統(tǒng) .............................................................................16 電壓電流采集系統(tǒng) .....................................................................17 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機的高壓電動機保護 IV 采樣保持電路 ........................................................