【正文】 .....................22 濾波調(diào)理電路 .............................................................................23 AD 轉(zhuǎn)換電路 ..............................................................................23 輸入輸出通道 .............................................................................23 鍵盤與顯示設(shè)計 ...................................................................................25 鍵盤設(shè)計 .....................................................................................25 顯示設(shè)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(shè)計 .......................................................................................29 軟件系統(tǒng)整體設(shè)計 ...............................................................................29 保護(hù)裝置軟件設(shè)計 ...............................................................................30 鍵盤控制設(shè)計 .............................................................................30 LED 顯示設(shè)計 ............................................................................31 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)計 .............................................................................32 數(shù)據(jù)處理設(shè)計 .............................................................................33 軟件開發(fā)環(huán)境 .......................................................................................34 第六章 系統(tǒng)抗干擾技術(shù) ...................................................................................37 干擾的分類及其危害 ...........................................................................37 硬件抗干擾技術(shù) ...................................................................................38 軟件抗干擾技術(shù) ...................................................................................39 總 結(jié) ...................................................................................................................42 參考文獻(xiàn) ...............................................................................................................43 致 謝 ...................................................................................................................45 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機(jī)的高壓電動機(jī)保護(hù) 1 第一章 緒論 課題背景及意義 電動機(jī)是最易于實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備 ，隨著工業(yè)的發(fā)展，高壓電動機(jī)越來越廣泛地應(yīng)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 。 近年來 隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展， 電 動 機(jī)保護(hù) 裝置的發(fā)展趨勢是 微型化、數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，并在性能上向 著 高精確度、高可靠性、高環(huán)境適應(yīng)性方向發(fā)展。 該設(shè)計的軟件部分對系統(tǒng)的主要流程 做出 了說明，講述了單片機(jī)如何對處理得到的數(shù)字信號進(jìn)行監(jiān)視 和 判斷處理，及時發(fā)出報警或跳閘信號， 從 而更好地提高 電動機(jī) 運行的安全性和可靠性 。因此 ， 維持高壓電動機(jī)的安全穩(wěn)定運行顯得十分重要 。這種電機(jī)保護(hù)器由熔斷器、接觸器、斷路器及熱繼電器組成 。 我國電子式保護(hù)器是由晶體管型發(fā)展至集成電路型，裝置功能基本滿足電動機(jī)保護(hù)的要求。 （ 4） 可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸 ， 這對將來企業(yè)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、無人值守是至關(guān)重要的 。 論文的主要工作 論文 全面闡述了高壓電動機(jī)保護(hù)的各種故障和不正常工作狀態(tài)，高壓電動機(jī)保護(hù)的基本要求和配置情況；論述了高壓電動機(jī)保護(hù)的基本原理。 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機(jī)的高壓電動機(jī)保護(hù) 5 第二章 高壓電動機(jī)故障分析 異步電動機(jī)的運行原理 交流電機(jī)分為異步電動機(jī)和同步電動機(jī)，其中異步電動機(jī)由于 其 結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用、維護(hù)方便，運行可靠，成本 低廉 ， 是 各類電動機(jī)中應(yīng)用最廣 、 需要量最大的一種 。 定子鐵芯是電 動 機(jī)磁路的一部分，其上放置定子繞組。 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機(jī)的高壓電動機(jī)保護(hù) 6 高壓電動機(jī)故障類型及不正常運行狀態(tài) 高壓電動機(jī)的 故障類型和不正常運行狀態(tài)如下： 電動機(jī)故障： 電動機(jī)故障可分為 機(jī)械 故障 和 電氣故障 兩類。 電動機(jī)的不對稱故障 有 斷相、 三相 不平衡、匝間短路、相間短路、接地短路等 。 高壓電動機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)的一個關(guān)鍵設(shè)備，它的可靠運 行對工廠的 生產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。以 A 相為例，對稱分量的計算公式如下： 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機(jī)的高壓電動機(jī)保護(hù) 8 ? ?? ?? ? ??????????????????CBAA0CB2AA2C2BAA131αα31αα31IIIIIIIIIIII???????????? （ 31） 式 （ 31） 中， A1I? ， A2I? ， A0I? 分別是 A 相電流用對稱分量法分解所得的正序電流、負(fù)序電流、零序電流； 復(fù)數(shù) 算子 α=ej120176。 負(fù)序電流保護(hù) 電源電壓不對稱、外部不對稱短路、定子一相斷線等故障均會引起負(fù)序電流 I2。零序電流保護(hù)的短延時可整定為 ~。電動機(jī)的繞組溫度過高還會損壞繞組絕緣，縮短電動機(jī)的壽命。 硬件設(shè)計概述 電動機(jī)的運行環(huán)境及其故障特點 對電動機(jī)智能保護(hù)器提出如下要求： 抗高溫、低溫能力強 保護(hù)器系統(tǒng)電路中元件的性能會隨溫度變化而變化，在較低溫度或較高溫度時有可能發(fā)生誤動作，故保護(hù) 器系統(tǒng)所有的元器件都應(yīng)選用工業(yè)級器件。 片上高達(dá) 16K 字節(jié)的可編程 Flash， 擦寫壽命在 一萬 次以上；集成 可擦寫 十萬 次以上 的 512 字節(jié)的 EEPROM，用于數(shù)據(jù)保存 ； 1K 字節(jié)的片內(nèi)SRAM； 可以對鎖定位進(jìn)行編程以實現(xiàn)用戶 程序的加密 ； 具有獨立鎖定位的可選 Boot 代碼區(qū) ，可實現(xiàn)同時讀寫。鉑熱電阻 的 優(yōu)點是： 精度高 ， 電氣性能穩(wěn)定，溫度和電阻關(guān)系近于線性。 由于 AVR 單片機(jī) 的 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 對采集信號的要求，進(jìn)行 數(shù)據(jù)分析之 前需要對 這些 電壓 信號 整形 ， 將 交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號， 以獲得單片機(jī)能接收的信號，對此可 使用二極管全橋整流裝置將交流電壓值轉(zhuǎn)換成直流電壓值。 2）使用環(huán)境條件： ① 環(huán)境溫度： 40176。 6） 外形圖、安裝尺寸和線圈圖： 圖 45 （ a） 外形圖、安裝尺寸 圖 45 （ b） 線圈圖 7） 性能參數(shù)： 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機(jī)的高壓電動機(jī)保護(hù) 19 TYPT31D是一種電流型電壓變換器，典型應(yīng)用如圖 46（ a） 和圖 46（ b）所示 ，性能參數(shù)見表 43。 4）主要技術(shù)參數(shù)： ① 額定一次電流： 20~3000A； ② 額定二次電流： 5A或 1A； ③ 額定電壓： 10kV； ④ 計量準(zhǔn)確級次： 、 、 、 ； ⑤ 保護(hù)準(zhǔn)確級次： 10P 10P1 10P20； ⑥ 負(fù)荷的功率因 數(shù) ： ? （滯后） 。 4） 絕緣耐熱等級： B 級（ 130176。采樣保持電路就是完成這樣的功能。這就要求對信號 進(jìn)行濾波處理。 RRC CViVo －＋AIiVoR 圖 411（ a） 圖 411（ b） 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 基于單片機(jī)的高壓電動機(jī)保護(hù) 24 （ 2）開關(guān)量輸入通道 開關(guān)量輸入主要顯示各種開關(guān)狀態(tài)，如斷路器的位置，接地刀位置、手動合閘、手動分閘、保護(hù)動作情況以及裝置的各種報警功能。 鍵盤 設(shè)計 鍵盤輸入的功能主要包括設(shè)定溫度、電壓及電流各量的告警值、 選擇要設(shè)定的參量 ， 確 定選項 以及返回 。 這就需要對 8 位段碼以及 5 位位 碼總共 13 個引腳進(jìn)行控制， 直接接 I/O 口會占用太多的 資源 ，因此本電路使用 1 個 8 位移位寄存器 74HC164 實現(xiàn)串行輸入，并行輸出， 從而驅(qū)動數(shù)碼管，這樣便可以節(jié)約 I/O 資源了 。為使電路工作更可靠以及節(jié)約資源，采用動態(tài)掃描方式。開關(guān)量輸入通道電路圖如圖 412所示： A CK ET L P 1 8 01364I / O 口＋ 5 VG N D＋ 2 4 VRx 1C1D1Rx 3開 關(guān) 量 輸 入Rx 2G N D 1 圖 412 開關(guān)量輸入電路 開關(guān)量輸出通道 開關(guān)量輸出通道的任務(wù)是把單片機(jī)輸出的數(shù)字信號傳 送給保護(hù)裝置，控制 控制 保護(hù) 裝置 的跳閘、合閘、 報警 等 。用戶可以通過軟件設(shè)置將 8路中的任何一路設(shè)置為 A/D 轉(zhuǎn)換，不需要作為 A/D 使用的口可以繼續(xù)作為I/O 口使用。 使用 多路 AD582 將同一時刻的 多路 輸入 信號 鎖定 ， 再分時輸入 A/D 轉(zhuǎn)換通道 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 采樣保持電路 模擬信號在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 時 ， 從啟動轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出數(shù)字量，需要一定的轉(zhuǎn)換時間。C ~+85176。C ,不低于 5176。 3）工作頻率范圍： 20 Hz