【正文】 PCLK的下降沿被裝入的, 當最后一位數(shù)據(jù)裝入CC1000 芯片內(nèi)的控制器后,則可由控制器來完成對CC1000 的工作狀態(tài)的設(shè)置。通常情況下, 通過一個10MHz 的時鐘速率完成一個完整的工作狀態(tài)設(shè)置所需時間不高于60μs。 保護電路的設(shè)計為了實現(xiàn)對變壓器的有效保護，以及系統(tǒng)的安全，系統(tǒng)要具有完善的保護功能。通常對電機進行的保護有過流保護、過載保護、缺相保護等。本設(shè)計中的風機為 的小型電動機，為使其正常工作，對其進行過壓、過載、缺相保護。設(shè)計中設(shè)置了過壓、過載、缺相檢測電路，以便主機能實時檢測到風機的運行狀況，并對其進行相應的控制。三相異步電動機綜合保護法采用了一般保護和電子電器綜合保護方式。一般用熱繼電器進行過載保護。調(diào)整過載保護繼電器的RP1 動作值，完成過載保護。用斷相保護繼電器獲取斷相信號，據(jù)輸出電壓變化構(gòu)成斷相保護電路，實現(xiàn)保護。單片機輸出信號，接觸器切斷主電路，完成電機保護。本設(shè)計風機的過壓、過載、缺相信號都要經(jīng)過各自的檢測電路檢測故障信號，將故障信號經(jīng)過處理后送入單片機。強電信號和弱電信號必須隔離，本設(shè)計應用光電隔離技術(shù)。光——電隔離：由于光信號的傳送不受電場，磁場的干擾，可以有效地隔離信號，在開關(guān)量輸出通道的隔離中，最常用的是光——電隔離。光電隔離器的原理：當發(fā)光二極管中通過一定值的電流時，發(fā)出一定的光，被光敏三極管接受，使其導通，而當該電流撤去的時候，發(fā)光二極管熄滅。 用光電隔離器實現(xiàn)開關(guān)量的輸出隔離時，被隔離的通道兩側(cè)必須單獨使用各自的電源，即用于驅(qū)動的發(fā)光管的電源與驅(qū)動光敏管電源不應是共地的電源。對于隔離后的輸出通道，必須單獨供電，如果使用同一電源，外部干擾信號可能通過電源串到系統(tǒng)中來，這樣就失去了隔離的意義。23 過壓檢測與保護電氣或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過正常要求的電壓。在電力系統(tǒng)中，按過電壓產(chǎn)生的原因不同，可分為內(nèi)部過電壓和雷電過電壓。 內(nèi)部過電壓由于電力系統(tǒng)本身的開關(guān)操作、發(fā)生故障或其它原因，使系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變，從而在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)電磁能振蕩而引起的過電壓。內(nèi)部過電壓又分操作過電壓和諧振過電壓等形式。操作過電壓是由于系統(tǒng)中的開關(guān)操作、負荷驟變或由于故障而出現(xiàn)斷續(xù)性電弧而引起的過電壓。諧振過電壓是由于電路參數(shù)（R、L、C）在不利組合時發(fā)生諧振而引起的過電壓，包括電力變壓器鐵心飽和而引起的鐵磁諧振過電壓。 ，運行經(jīng)驗證明，內(nèi)部過電壓一般不會超過系統(tǒng)正常運行時相對地（即單相）額定的 3—4 倍，因此對電力線路和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。本設(shè)計中的過壓保護要用到電壓比較器、電壓互感器、施密特觸發(fā)器等。因而對它們的結(jié)構(gòu)與功能做簡單介紹。電壓比較電路：電壓比較電路在測量、控制、以及波形發(fā)生等許多方面有著廣泛的應用。有簡單的電壓比較電路、滯回比較電路和窗口比較電路，在實際應用中，對這些比較電路的要求是：鑒別要準確、反應要靈敏、狀態(tài)反轉(zhuǎn)快、抗干擾能力強，還應有一定的保護措施，以防止過電壓或過電流造成器件的損壞。電壓比較電路的功能是比較兩個電壓（一個輸入信號 Ui 和一個參考電壓 Ur）的 大小，并用輸出的高、低電平表示比較結(jié)果。在簡單比較電路中，使運放輸出電壓發(fā)生跳變的輸入電壓值叫做“閾值電壓” ，分析比較電路，就是要根據(jù)臨界條件 U=U+，求出閾值。簡單比較電路也可以采用同相輸入法，即把輸入電壓接到運放的同相輸入端。在實際的比較電路中，為了防止輸入電壓過大，損壞運放輸入級的晶體管，常在運放輸入端接入兩個反向連接的二極管，以雙向限制輸入的電壓，另外，要想使輸出電壓的幅值受到限制，使其等于我們需要的值，可以在比較電路的輸出加上限幅電路。這時，輸出電壓的幅值等于穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。23 623 6 LM339OP07+5+5+5R29R30VgVo圖 3—9 電壓比較電路該電路由基準電壓電路（OP07）和電壓比較器（LM339）構(gòu)成，OP07 放大器接成電壓跟隨型，給電壓比較器 LM339 提供參考基準電壓，基準電壓的大小由可調(diào)24電阻 R20 調(diào)整，電壓比較電路的功能是將采樣電壓 Vg 與參考基準電壓進行比較，若采樣電壓 Vg 大于設(shè)定的閾值電壓，則比較電路反轉(zhuǎn)，輸出高電平。該信號經(jīng)施密特觸發(fā)器整定后輸出相反的信號。再經(jīng)過光電隔離后送給主機過壓檢測信號輸入端。設(shè)閾值電壓為 4V，取 R21 為 10KΩ，則有 10*5/（10+R2）=4V得 R20=所以 R20 的阻值取為 10KΩ。OP07 超低失調(diào)運算放大器在精密電子儀器、儀表和信號處理方面有著廣泛的應用，它可穩(wěn)定積分，作為閾值電壓檢測，微弱信號的精確放大等。設(shè)計中用來提供閾值電壓。LM339 四電壓比較器一般用于電平檢測、低電平比較讀出等電路中，該 IC 兼容TTL 和 CMOS 電平，故用途較為廣泛。最大工作電壓為 36V。電壓互感器：1）電壓互感器的結(jié)構(gòu)特點是一次繞組匝數(shù)很多，而二次繞組匝數(shù)很少，相當于電壓互感器。工作時，一次繞組并聯(lián)在電路中，而二次繞組并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。由于這些電壓線圈的阻抗很大，所以電壓互感器二次繞組接近于空載狀態(tài)。二次繞組的額定電壓一般為 100V。2）電壓互感器的接線 （1）一個單相電壓互感器的接線（2）兩個電壓互感器 V/V 接線（3）三個單相電壓互感器 Y0/Y0 接線（4）三個單相三繞組電壓互感器或一個三相五心柱三繞組電壓互感器Y0/Y0/▽（開口三角形） 。3）電壓互感器的使用注意事項 ：（1）電壓互感器在工作時二次側(cè)不得短路；（2）電壓互感器的二次側(cè)有一端必須接地；（3）電壓互感器在連接時，要注意其端子的極性。 4）電壓互感器的選用：（1）額定電壓。 電壓互感器一次額定電壓應大于接入的被測電壓的 倍，小于接入的被測電壓的 倍。繞組 二次繞組 接零序電壓濾過器的三次繞組（輔助二次繞組）25高壓側(cè)接法 接入一次線電壓接入一次相電壓在中性點直接接地系統(tǒng)在中性點與地絕緣或經(jīng)消弧繞組接地系統(tǒng)二次電壓（V）100 100/√3 100 100/3電壓互感器二次側(cè)電壓的選擇（2）按準確度等級選用。測量用電壓互感器，一般應選用比所配儀表高 1—2個準確級的電壓互感器。例如， 級或 級儀表可選用 級或 級的電壓互感器。用于功率或電能計量的電壓互感器，則應不低于 級。 一般繼電保護用的電壓互感器選用 級。 由于系統(tǒng)的工作電源為 220V/50HZ 的工頻交流電，為了保證電壓互感器在滿足系統(tǒng)的要求下能安全工作，故本設(shè)計中電壓互感器的選型為：JDG—。其額定電壓為 。施密特觸發(fā)器： 施密特觸發(fā)器是脈沖波形變換中經(jīng)常使用的一種電路。它在性能上有兩個重要的特點：第一，輸入信號從低電平上升的過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時對應的輸入電平，與輸入信號從高電平下降過程中對應的輸入轉(zhuǎn)換電平不同。第二，在電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，通過電路內(nèi)部的正反饋過程使輸出電壓波形的邊沿變锝很陡。利用這兩個特點不僅能將邊沿變化緩慢的信號波形整定為邊沿陡峭的矩形波，而且可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪聲有效的清除。施密特觸發(fā)器的應用：1）用于波形變換，即利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化緩慢的周期性信號變換為邊沿很陡的矩形脈沖信號。2）用于脈沖整形，即將發(fā)生畸變的矩形脈沖通過施密特觸發(fā)器整形而得到比較理想的矩形脈沖波形。3）用于脈沖鑒幅，即將一系列幅度各異的脈沖信號加到施密特觸發(fā)器的輸入端時，只有那些幅度大于 VT+的脈沖才會在輸出端產(chǎn)生輸出信號。因此，施密特觸發(fā)器能將幅度大于 VT+的脈沖選出，具有脈沖鑒幅的能力。1B圖 3—10 施密特觸發(fā)器的圖形符號本設(shè)計中風機的過壓檢測與保護：在電源進線端電壓互感器采集與變換電壓，將采集到的電壓信號再經(jīng)過單相整流橋及濾波后送入電壓比較器，與設(shè)定的閾值電壓（即基準電壓）進行比較，若采集的電壓值小于閾值電壓，則電壓比較電路輸出低電平，后面的電路不動作，檢測電路輸出高點平信號；若采集的電壓值超過設(shè)定的閾值電壓時，比較電路反轉(zhuǎn)，輸出高電平，送入單片機過壓檢測信號輸入端；當26單片機檢測到過壓信號后，輸出一控制信號，控制電機的繼電器斷開，使風機與電網(wǎng)脫離。但比較電路輸出的邏輯信號的脈沖波形不是邊沿很陡的標準矩形脈沖，所以要加施密特觸發(fā)器，用于整定脈沖波形。整流時用到了整流二極管：其利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動直流電。過壓檢測電路如圖 3—11 所示：C35R19+5 +5 +5PT1PT2PT3L1 L2 L3GY1R20R21GY2GY3LM339623C36R22+5 +5 +5R23R24LM339623C37R25+5 +5R26R27623LM339623OP07623OP07623OP07 741317413174131+5圖 3—11 過壓檢測與保護電路電壓互感器 PTPTPT3 分別采集三相電壓信號，將采集到的的電壓信號經(jīng)過整流橋全波整流，并濾波后，送入比較器 LM339 的同相輸入端，與 OP—07 提供的閾值電壓進行比較。施密特觸發(fā)器將電壓比較器輸出的電壓脈沖信號整定后送給主機。 過載檢測與保護電動機在實際運行中，常常遇到過載的情況，若過載電流不太大且過載的時間較短，電動機繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但過載時間長，過載電流大，電動機繞組的溫升就會超過允許值，使電動機繞組老化，縮短電動機的使用壽27命，嚴重時甚至會使電動機繞組燒毀。所以，這種過載是電動機不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應原理，在出現(xiàn)電動機不能承受的過載時切斷電動機電路，為電動機提供過載保護的保護電器。使用熱繼電器對電動機進行過載保護時，將熱元件與電動機的定子繞組串聯(lián)，將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中，并調(diào)節(jié)整定電流調(diào)節(jié)旋鈕，使人字形撥桿與推桿相距一適當距離。當電動機正常工作時，通過熱元件的電流即為電動機的額定電流，熱元件發(fā)熱，雙金屬片受熱后彎曲，使推桿剛好與人字形撥桿接觸，而又不能推動人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態(tài)，交流接觸器保持吸合，電動機正常運行。若電動機出現(xiàn)過載情況，繞組中電流增大，通過熱繼電器元件中的電流增大使雙金屬片溫度升得更高，彎曲程度加大，推動人字形撥桿，人字形撥桿推動常閉觸頭，使觸頭斷開而斷開交流接觸器線圈電路，使接觸器釋放、切斷電動機的電源，電動機停車而得到保護。熱繼電器其它部分的作用如下：人字形撥桿的左臂也用雙金屬片制成，當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，主電路中的雙金屬片會產(chǎn)生一定的變形彎曲，這時人字形撥桿的左臂也會發(fā)生同方向的變形彎曲，從而使人字形撥桿與推桿之間的距離基本保持不變，保證熱繼電器動作的準確性。這種作用稱溫度補償作用。螺釘是常閉觸頭復位方式調(diào)節(jié)螺釘。當螺釘位置靠左時，電動機過載后，常閉觸頭斷開，電動機停車后，熱繼電器雙金屬片冷卻復位。常閉觸頭的動觸頭在彈簧的作用下會自動復位。此時熱繼電器為自動復位狀態(tài)。將螺釘逆時針旋轉(zhuǎn)向右調(diào)到一定位置時，若這時電動機過載，熱繼電器的常閉觸頭斷開。其動觸頭將擺到右側(cè)一新的平衡位置。電動機斷電停車后，動觸頭不能復位。必須按動復位按鈕后動觸頭方能復位。此時熱繼電器為手動復位狀態(tài)。若電動機過載是故障性的，為了避免再次輕易地起動電動機，熱繼電器宜采用手動復位方式。若要將熱繼電器由手動復位方式調(diào)至自動復位方式，只需將復位調(diào)節(jié)螺釘順時針旋進至適當位置即可。過載檢測與保護電路可采用電流互感器采集電流信號，將采樣值與比較器的設(shè)定閾值作比較，若采樣值超過基準值，則風機出現(xiàn)過載故障，比較器輸出高電平；否則，無過載故障。此方法可以實現(xiàn)過載保護，但設(shè)計中需要的電流互感器較多，成本太高。故設(shè)計不采用此方法。設(shè)計中的過載檢測電路如圖 3—12 所示：28R32R31R30R29R28+5+5+5+5+5R33+5FR3FR4FR5FR6FR1FR2GZ1GZ2GZ3GZ4GZ5GZ6圖 3—12將熱繼電器串接在主電路的每一組回路中。由于熱繼電器正常工作時，常閉觸頭閉合，常開觸頭斷開，所以當某一組回路的風機出現(xiàn)過載時，該回路的三個相應的熱繼電器觸頭斷開，從而斷開回路電源。每一組的過載信號由熱繼電器的常閉觸頭組成一個邏輯電路，只要風機出現(xiàn)過載故障，則熱繼電器的常閉觸頭斷開，檢測電路檢測到某一組風機的故障信號為邏輯高電平，該信號經(jīng)過光電隔離器送給單片機，單片機檢測到過載信號，執(zhí)行相應的動作，進而控制風機?？偣灿辛鶄€回路，就有六個這樣的邏輯電路，也就有六個檢測信號。即； ； ；1Z?2； ； ；456根據(jù)過載保護所用到的元器件及其工作原理進行型號選擇： 熱繼電器的選型 在選用熱繼電器時，根據(jù)被保護對象的額定電流來選擇的主要是熱元件的編號。熱繼電器的額定電流不是熱元件的額定電流，更不是熱繼電器觸頭的額定電流，它只是某一等級熱繼電器的額定電流。對于任何等級的熱繼電器都相應的配有若干個熱元件。對于三角形控制器，選用的熱繼電器電流整定值與被保護電動機的額定電流值相等。星形連接：選用的熱繼電器的整定值應是被保護電動機額定電流值的 1/ 。3291）類型選擇 ：一般情況下，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，但當三相電壓的均衡性較差，工