【正文】 能保證 A/D 變換的可靠性與準(zhǔn)確性 。 為了 同步鎖存兩路模擬信號 ， 兩個(gè)保持器共用一個(gè)邏輯控制信號 [4]。 廣西大學(xué)畢業(yè)生論文 單片機(jī)在電動(dòng)機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用 24 2 RR2RRRRR1D1D2iU oUkU_+A2_+A101U1 0 k1 0 k1 0 k1 0 k2 0 k1 0 k1 0 k 圖 34 全波精密整流電路 在 A1 半波精密整流電路中，當(dāng) Ui0 時(shí)， Uo=－ KUi(K0),當(dāng) Ui0 時(shí)，Uo=0。 采 樣 電 壓1234in 1R 2I1I LR11 /inR V I?22 LV I R? 250LR ?? 圖（ a） 廣西大學(xué)畢業(yè)生論文 單片機(jī)在電動(dòng)機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用 26 1234＋－I CinV 1R1I 2I rR 0C11 /inR V I? 12O U rV I R?0 4 5 0 0 / ( )fC R f???R 圖（ b） 圖 37 TV10131 型電壓互感器 典型應(yīng)用 電路 表 31 TV10131 性能參數(shù) 使用方法 輸入電壓 輸出電壓 相移 非線性度 線性范圍 額定電流 隔離耐壓 圖（ a）法 ≤ 1000Vac ≤ ≤ 30′ ≤ ％ 2mA/2mA ≥ 20xxV 圖（ b）法 ≤ 1000Vac ≤ 1/2 倍 Ic電源電壓 ≤ 5′ ≤ ％ 2 倍額定 2mA/2mA ≥ 20xxV (2)系統(tǒng)電壓的測量電路 如下圖所示， 采集來的交 流電經(jīng)過橋式整流后 變成直流電 ，再經(jīng)電位器調(diào)節(jié)后送到 CPU 的 A/D 口進(jìn)行摸 /數(shù)轉(zhuǎn)換。 AD590 可以 承受 44V 正相電壓和 20V反相電壓，因而器件反接也不會被損壞。 廣西大學(xué)畢業(yè)生論文 單片機(jī)在電動(dòng)機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用 28 ④ 精度高。 廣西大學(xué)畢業(yè)生論文 單片機(jī)在電動(dòng)機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用 27 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12ABCD121110987654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i o nS i z eA1D a t e : 9 J u n 2 00 8 S he e t o f F i l e : H : \蔣春姑畢業(yè)設(shè)計(jì) \ p r ot e l \多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) .d dbD r a w n B y :UANaUBNbUCNcA D I N U BA D I N U AA D I N I AA D I N U CA D I N I CA D I N I BT A 1G C T 2 11 BIN O U TT V 1T V 1 01 3 1R V 15 1K / 1WC W 1C T 8 1 1 03 3 K VU D 11 N 4 14 81 2 3 4 5U N 1J M Z L5VVCCGND1 2 3 4 5U N 2J M Z L5VVCCGNDU D 21 N 4 14 8T A 2G C T 2 11 BIN O U TT V 2T V 1 01 3 1R V 25 1K / 1WC W 3C T 8 1 1 03 3 K VU D 31 N 4 14 81 2 3 4 5U N 3J M Z L5VVCCGND1 2 3 4 5U N 4J M Z L5VVCCGNDU D 41 N 4 14 8T A 3G C T 2 11 BIN O U TT V 3T V 1 01 3 1R V 35 1K / 1WC W 5C T 8 1 1 03 3 K VC W 6C T 8 1 1 03 3 K VU D 51 N 4 14 81 2 3 4 5U N 5J M Z L5VVCCGND1 2 3 4 5U N 6J M Z L5VVCCGNDU D 61 N 4 14 8U U aIaU U bIbU U cIcI N U AI N I AI N U BI N I BI N U CI N I CR N 12 41R N 4 2 41R N 6 2 41R N 22 41R N 32 41R N 52 41C W 2C T 8 1 1 03 3 K VC W 4C T 8 1 1 03 3 K VR D 11KR D 21KR D 31KR D 41KR D 51KR D 61KA D I N U BA D I N U AA D I N I AA D I N U CA D I N I CA D I N I BL C DL C DL C DA V C CR E SC31 04K Y 1K Y 2K Y 3K Y 4A G N D28X18X27R E S E T4P D 2 ( I N T 0)11P D 3 ( I N T 1)12P D 4 ( O C 1 B )13P D 5 ( O C 1 A )14P B 0 ( T 0)40P B 1 ( T 1)41P B 2 ( A I N 0)42P B 3 ( A I N 1)43P B 4 ( S S )44P B 5 ( M O S I )1P B 6 ( M I S O )2P B 7 ( S C K )3( A D C 0 ) P A 037( A D C 1 ) P A 136( A D C 2 ) P A 235( A D C 3 ) P A 334( A D C 4 ) P A 433( A D C 5 ) P A 532( A D C 6 ) P A 631( A D C 7 ) P A 730P C 019P C 120P C 221P C 322P C 423P C 524( T O S C 1) P C 625( T O S C 2) P C 726P D 7 ( T O S C 2)16P D 6 ( I C P )15A V C C27A R E F29P D 1 ( T X D )10P D 0 ( R X D )9GND39VCC38GND6GND18VCC5VCC17A T M E G A 16 _T Q F P 44A R E FC Y 22 0PC Y 12 0PY18MC P U V C C 圖 38 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集原理圖 AD590 進(jìn)行溫度信號采集 （ 1） AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源，流過器件的電流 （ mA） 等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù) [4]，即： 1TIT? /AK? （ 3 .4） 式中： IT——流過器件（ AD590）的電流，單位為 181。 分析 ： 由 A2 所組成的反相求和運(yùn)算電路可知，輸出電壓： )( 01UUU io ??? （ ） 當(dāng) 0?iU 時(shí)， iUU 201 ?? ， ( 2 )o i iU U U? ? ? ? 當(dāng) 0?iU 時(shí)， 001?U ， oiUU?? ；所以 io UU ? （ ） 經(jīng) 整流電路后，調(diào)整的交流電壓、電流變成 ADC 可以接受的單向脈動(dòng)電 量 ，且幅值為正， Ui、 Uo 的波形如圖 35 所示。 在 ATmega16L 單片機(jī)中， 有一個(gè) 10 位的逐次逼近型 ADC，對電機(jī)保護(hù)裝置而言使用 ATmega16L 片內(nèi) A/D 轉(zhuǎn)換器能夠滿足要求。 NSC 公司（美國國家半導(dǎo)體公司）生產(chǎn)的 集成采樣保持器 LF298， 因 其價(jià)格低廉 ， 性能優(yōu)越，為工業(yè)所廣泛應(yīng)用 。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能是采集由被保護(hù)設(shè)備的電流電壓互感器輸入的模擬信號，經(jīng)過預(yù)處理后轉(zhuǎn)化為所需數(shù)字量；計(jì)算機(jī)主系統(tǒng)以 ATmega16L 微處理器為核心，處理速度可達(dá) 16MIPS，內(nèi)部含硬件乘法器，并自帶 16K 字節(jié)可編程 Flash、 512 字節(jié) EEPROM、 1K 字節(jié)片內(nèi) SRAM；開關(guān)量輸入 /輸出回路由并行口、光電耦合電路及有接觸點(diǎn)的中間繼電器等組成，以完成各種保護(hù)的出口跳閘、信號報(bào)警及外部輸 入等工作；人機(jī)接口部分主要包括打印、顯示、鍵盤、各種面板開關(guān)等，其主要功能用于人機(jī)對話，如調(diào)試、定值調(diào)整、對微機(jī)工作狀態(tài)的干預(yù)等；通信系統(tǒng)可以完成機(jī)間通信及遠(yuǎn)動(dòng)的要求；電源系統(tǒng)提供了整個(gè)裝置所需的直流穩(wěn)壓電源，保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠供電。正常的起動(dòng)完成后電 動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流將在額定值附近，而起動(dòng)時(shí)間超過整定的起動(dòng)時(shí)間后，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電流仍保持較大的數(shù)值，則裝置保護(hù)動(dòng)作，跳開電動(dòng)機(jī)，說明起動(dòng)時(shí)間過長，起動(dòng)不成功。 低電壓保護(hù)應(yīng)當(dāng) 具備以下功能： ① 保證重要電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)。 零 序 電 流 保 護(hù) 投 入A 相 零 序 電 流C 相 零 序 電 流B 相 零 序 電 流≥大 于 定時(shí) 限 整定 值≥t 39。 ① 零序電流保護(hù) 零序電流保護(hù)是作為電動(dòng) 機(jī)定子繞組及引出線接地故障的主保護(hù)，其電流取自機(jī)端專用的零序電流互感器。 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)： Ⅰ 段負(fù)序電流保護(hù)判據(jù)： 222zdzdIITt???? ??? () Ⅱ 段負(fù)序電流保護(hù)判據(jù)： 222zdzdIITt????? ???? () 2I 為電動(dòng)機(jī)負(fù)序電流值； 2zdI? 為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí) Ⅰ 段負(fù)序電流整定值，大小為 ~1 倍的額定電流； 2zdI?? 為 II 段負(fù)序電流整定值，大小為 ~ 倍的額定電流； 2zdt? 為 Ⅰ 段負(fù)序電流保護(hù)時(shí)間整定值，為短延時(shí)； 2zdt?? 為 II 段負(fù)序電流保護(hù)時(shí)間整定值，為長延時(shí)。由于感溫元件埋在電機(jī)內(nèi)部，可消除各種環(huán)境溫度對傳感器的影響。 而 sdt?? 為另一部分熱最散失于冷卻介質(zhì)中 。 引起電動(dòng)機(jī)過負(fù)荷原因： (1)外界原因 引起的堵轉(zhuǎn) ； (2)電動(dòng)機(jī)本 身機(jī)械故障 ； (3)由于供電 系統(tǒng)電壓畸變和電壓不平衡，造成三相電流不完全對稱，在電流中含有一定的負(fù)序分量。速 斷 保 護(hù) 動(dòng) 作 圖 25 電流速斷保護(hù)邏輯框圖 設(shè)置正序定時(shí)限保護(hù) 作為電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)故障的主保護(hù)，過負(fù)荷運(yùn)行的后背保護(hù)。 設(shè)置電流速斷保護(hù)作為電動(dòng)機(jī)的主保護(hù)，用于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部定子繞組以及廣西大學(xué)畢業(yè)生論文 單片機(jī)在電動(dòng)機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用 11 進(jìn)線所發(fā)生 的相間短路故障。當(dāng)任一相差動(dòng)電流大于差動(dòng)速斷整定值時(shí)瞬時(shí)動(dòng)作于出口繼電器。 保護(hù) 判據(jù)如下 ： 差動(dòng)速斷： DZ SDII? () 廣西大學(xué)畢業(yè)生論文 單片機(jī)在電動(dòng)機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用 9 比率差 動(dòng) ： . m i n . m i n. m i n . m i n . m i n()Z D Z D D Z D ZZ D Z D D Z Z D Z D Z D D ZI I I II I I K I I I???? ? ? ? ??當(dāng) 時(shí) ，當(dāng) 時(shí) ， () 式中 ZDK 為 制動(dòng)系數(shù) 。 對于電動(dòng)機(jī)來說，在其一相繞組輸入端和輸出端分別安裝特性和變比完全相同的電流互感器，如圖 21 所示。 電動(dòng)機(jī)保護(hù) 判據(jù) 對于大型異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置而言，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行過程出現(xiàn)故障廣西大學(xué)畢業(yè)生論文 單片機(jī)在電動(dòng)機(jī)保護(hù)中的應(yīng)用 7 時(shí)，