【正文】 從分析電動機的各類故障入手， 找出各種故障的故障判據(jù)，進而推出相應的保護算法。允許多種啟動方式，如直接啟動、降壓啟動、軟啟動、星 /角啟動等。具有兩組開關輸出接口，用于切斷故障電動機電源。八個故障指示燈 ，提示故障原 因，便于排除故障。參數(shù)設定按鍵操作，掉電后永久保存，不需重新設定。裝置充分利用了TMS320F2812 芯片高集成度的特點，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)裙?能的主要芯片，附帶信號變換和調(diào)理電路，不需外擴外圍功能芯片，這使得裝置整體電路規(guī)模大大精簡，不論是集成度還是可靠性都有質(zhì)的提高 采用單片機數(shù)字處理技術 ,通過采樣 5A（ 1A）電流，得到電測量的基本參量；保護功能可通過設定，有選擇地關閉，可作為電流監(jiān)控儀表使用。微機保護還可以擴大數(shù)據(jù)的應用范圍，如為中心調(diào)度所提供電壓和功率等運行數(shù)據(jù)，也可以進一步將保護、控制和監(jiān)視等 功能統(tǒng)一設計、協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)監(jiān)視、控制、保護的綜合自動化，進一步實現(xiàn)電力系統(tǒng)計 算機網(wǎng)絡控制。 多功能化和綜合應用 微機保護很容易實現(xiàn)保護以外的其他功能。隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展和微機的廣泛應用，微機硬件價格不斷下降，而傳統(tǒng)的繼電器價格卻在同期內(nèi)上升。再者，微機保護具有自診斷功能，能對硬件和軟件進行自檢，一旦發(fā)現(xiàn)異常就會發(fā)出報 警。而微機保護幾乎不用調(diào)試。當系統(tǒng)發(fā)展需要改變保護原理或性能時，則只需將程序加以修改，這種靈活性是傳統(tǒng)保護不可比擬的。 靈活性強 各種類型的微機保護所使用的硬件和外圍設備可通用，不同原理、特性和功能的微機保護主要取決于軟件。在抗干擾方面，微機保護除在硬件上采取電磁屏蔽、光電隔離、加退禍電容等一系列抗干擾措施外，還采取數(shù)據(jù)有效性分析，多次重復計算、自動校核等軟件措施，使微機保護能自動糾錯，即能自動地識別干擾和排除干擾，防止干擾引起微機保護誤動作。此外，微機保護的軟件不受電源波動、周圍環(huán)境溫度變化及元件老化的影響，因此微機保護的性能比較穩(wěn)定。 微機保護裝置的 特點 性能優(yōu)越 微機具有高速運算、邏輯判斷和記憶能力，微機保護是通過軟件程序?qū)崿F(xiàn)的，因而微機保護可以實現(xiàn)很復雜的保護功能，也可以實現(xiàn)許多傳統(tǒng)保護無法實現(xiàn)的新功能。 6)應具有高速的可靠性和穩(wěn)定性 。 2 4)應有完善的保護特性和互換性 。 2)追尋理論上的突破，逐步由定性描述到定量分析 。在電動機控制裝置實現(xiàn)各項保護功能的同時，各種保護信息也由裝置生成并經(jīng)通信接口上送至計算機管理系統(tǒng)。當電動機運行參數(shù)達到預置的預警值時，保護裝置僅進行預警，不觸發(fā)脫扣；但當越限值達到預置的脫扣值時，保護裝置進入脫扣觸發(fā)延時。本保護器 還可以通過數(shù)據(jù)信息通訊，實現(xiàn)電動機運行狀況的詳細信息在上位機上進行實時監(jiān)測，并經(jīng)計算機數(shù)據(jù)處理提供管理信息。 完善的電動機保護器是對電動機運行過程中的各種運行信息數(shù)據(jù)進行采集、運算、分析、監(jiān)控、報警、控制的綜合性裝置。與此相比，本文采用的 ARM 單片機由于采用了新型的 32 位 ARM 核處理器，使其在指令系統(tǒng)、總線結構、調(diào)試技術、功耗以及性價比等方面遠遠超過了傳統(tǒng)的 8/16 位單片機。如果要進一步提高電動機保護裝置的性能，則需要通過添加相應的芯片進行擴展。因此 ,電動機保護裝置的開發(fā)與研制勢在必行。因而確保電動機的正常運行就顯得十分重要。目 錄 1 緒 論 ............................................................ 1 三相異步電動機保護發(fā)展現(xiàn)狀 ..................................... 1 電動機保護的發(fā)展趨勢 ....................................... 1 微機保護裝置的特點 ......................................... 2 性能優(yōu)越 .............................................. 2 可靠性高 .............................................. 2 靈活性強 .............................................. 2 調(diào)試維護工作量小 ...................................... 2 經(jīng)濟性好 .............................................. 3 多功能化和綜合應用 .................................... 3 2 硬件總體設計及各部分說明 ......................................... 4 方案論證 ................................................... 4 電機保護原理 ............................................... 4 電動機故障情況分析 .................................... 4 電動機綜合保護分析 ..................................... 5 3 硬件設計 ......................................................... 6 裝置硬件的總體結構 ......................................... 6 硬件電路設計 ............................................... 7 80C196MC 單片機 ...................................... 7 系統(tǒng)時鐘的選擇 ........................................ 8 傳統(tǒng)的反時限過負荷保護 ................................ 9 存儲器的擴展 .......................................... 9 數(shù)據(jù)采集 .............................................. 9 硬件電路各模塊的分析 ....................................... 11 通訊模塊 .............................................. 12 負序反時限保護模塊 .................................... 12 4 軟件系統(tǒng)設計 .................................................... 14 系統(tǒng)軟件設計 .............................................. 14 感應電動機微機保護方案 .................................... 15 起動時間過長保護 ..................................... 15 堵轉(zhuǎn)保護 ............................................. 15 短路 保護 ............................................. 15 低電壓保護 ........................................... 15 采樣數(shù)據(jù)的處理 ............................................ 15 有效值的計算 ......................................... 16 正序電流和負序電流的獲取及計算 ....................... 16 參數(shù)設定模塊 .............................................. 18 程序代碼 .................................................. 20 系統(tǒng)軟件抗干擾設計 ........................................ 20 結 論 ............................................................. 22 結束語 ............................................. 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 ........................................................... 23 致 謝 ............................................................. 24 附 錄 ............................................................. 25 1 1 緒 論 三相異步電動機保護發(fā)展 現(xiàn)狀 隨著我國電力工業(yè)迅猛發(fā)展，電動機的使 用幾乎滲透到了各行各業(yè)，是工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防建設及人民生活正常進行的重要保證。由于電網(wǎng)、電動機本身質(zhì)量及工作環(huán)境等多種因素，電動機會出現(xiàn)過壓、欠壓、電流不平衡、欠載及過流等故障，并由此帶來了巨大的經(jīng)濟損失。目前多數(shù)電動機保護裝置仍在使用 8/16 位的單片機，由于此類單片機大部分缺少 SPI 接口、 I2C 總線及 A/D 轉(zhuǎn)換口等功能模塊。這無形中增加了系統(tǒng)制造成本，降低 了系統(tǒng)的可靠性，同時產(chǎn)品的體積將隨著芯片的增加而增加。同時 ARM 單片機在芯片內(nèi)部集成了大量的片內(nèi)外設 , 使其功能和可靠性大大提高。裝置通過對故障報警，保護動（保護脫扣）以及利用動作延時時間的設定來實現(xiàn)及時準確的保護，保證生產(chǎn)的安全。在設備可能產(chǎn)生重大故障前，越限報警可及時提醒管理人員進行處理，避免了不必要的停機而對正常生產(chǎn)造成影響，最大限度地保證設備運行和控制的有效性。在預置脫扣延時時間內(nèi)若設備恢復正常運行，則取消脫扣執(zhí)行；而如果超過延時時限，則保護裝置發(fā)出脫扣信號，驅(qū)動執(zhí)行元件動作，斷開電源停止電動機運行 。 電動機保護的發(fā)展趨勢 我國電動機保護的發(fā)展趨勢大致有以下幾點 : 1)研制在線監(jiān)控系統(tǒng) 。 3)應具有較寬的連續(xù)可調(diào)整范圍、方便、準確 。 5)發(fā)展小型、質(zhì)優(yōu)價廉的保護裝置 。 7)應具有很強的抗干擾能力、環(huán)境適應能力、電壓使用能力和長時間連續(xù)工作 能力 。微機保護還具有故障參數(shù)記憶、故障錄波等功能，可以自動打印記錄故障前后各電氣參數(shù)的數(shù)值、波形以及各種保護的動作情況等，供故障分析用。 可靠性高 微機保護具有自診斷功能，能不斷地對裝