基于單片機(jī)的高壓電動機(jī)保護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(留存版)

　　

【正文】 步電動機(jī)為 例闡述電動機(jī)保護(hù)器的設(shè)計(jì)。 智能型電動機(jī)保護(hù)器正以其優(yōu)異的性能取得各大原始設(shè)備生產(chǎn)商的青睞，它將是電動機(jī)保護(hù)器的主要發(fā)展方 向。 熱繼電器是利用雙金屬片熱效應(yīng)工作的，雙金屬片是由不同膨脹系數(shù)的兩片金屬鉚合而成，當(dāng)電流通過時(shí)它將產(chǎn)生熱量，并向膨脹系數(shù)小的一邊彎曲，電流的大小和彎曲的程度成正比，當(dāng)電流超過熱繼電器整定電流的一定倍數(shù)時(shí)就會啟動其中的脫扣裝置從而切斷主回路達(dá)到保護(hù)的目的。 考慮到電動機(jī)保護(hù)裝置 通常 安裝在較惡劣的現(xiàn)場環(huán)境中， 為保證單片機(jī)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地工作， 本文 還 對 其 進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì)。 SCM。廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于單片機(jī)的高壓電動機(jī)保護(hù) 2 因?yàn)槭紫仁芷湟?guī)格限制無法按電機(jī)額定電流進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)定，況且如果熔斷器規(guī)格選得太小容易造成斷路，使電機(jī)單相運(yùn)行，如果熔斷器規(guī)格選得太大，則達(dá)不到過載保護(hù)的效果。 今天，微處理器已經(jīng)無處不在，無論是錄像機(jī)、智能 洗衣機(jī) 、移動電話等家電產(chǎn)品，還是汽車引擎控制，以及數(shù)控機(jī)床 、航空 航天 等都要嵌入各類不同的微處理器。 異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，包括定子 和 轉(zhuǎn)子 兩部分 。 運(yùn)轉(zhuǎn)聲音異常 的原因可能是轉(zhuǎn)子損壞、定轉(zhuǎn)子相擦、潤滑油嚴(yán)重缺少等。 高壓電動機(jī)保護(hù)原理分析 電動機(jī)保護(hù)原理的研究決定了電動機(jī)智能保護(hù)器性能的高低，在查閱大量文獻(xiàn)之并經(jīng)過認(rèn)真仔細(xì)的分析對比后發(fā)現(xiàn)對稱分量法可以對交流電動機(jī)的三相電流進(jìn)行詳細(xì)的描述，非常適用于故障診斷。 在電動機(jī)正常運(yùn)行及起動過程中，允許三相電壓之間有持續(xù)性的 5%以內(nèi)的誤差，此時(shí)會出現(xiàn)較長時(shí)間的負(fù)序電流 I2，應(yīng)保證負(fù)序電流保護(hù)第二段可靠地不動作，為此 ? =（ ~） Ie，延時(shí) t2一般 可 整定 為 3s。在微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中，輸入量的電氣量經(jīng)過采樣和模數(shù) 轉(zhuǎn)換 所形成的離散數(shù)字信號傳送到 中央處理器 ，根據(jù)該保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具有的功能進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值分析、運(yùn)算和判斷，最終輸出跳閘與否的命令，或同時(shí)輸出計(jì)算結(jié)果，以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能。綜合考慮 本系統(tǒng)采用 帶有校準(zhǔn)功能的新型 8 通道 CMOS 模擬開關(guān) MAX4539。C ，最低溫度 5176。C ,不低于 5176。 采樣保持電路 模擬信號在進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 時(shí) ， 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(shí)間。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。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。 鍵盤 設(shè)計(jì) 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(xiàng) 以及返回 。這就要求對信號 進(jìn)行濾波處理。 4） 絕緣耐熱等級： B 級（ 130176。 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(jì)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。 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。 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(shí)現(xiàn)用戶 程序的加密 ； 具有獨(dú)立鎖定位的可選 Boot 代碼區(qū) ，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)讀寫。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。 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。 高壓電動機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，它的可靠運(yùn) 行對工廠的 生產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)效益具有重大意義。 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(yùn)行狀態(tài) 高壓電動機(jī)的 故障類型和不正常運(yùn)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。 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)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(yùn)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(yùn)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 。 （ 4） 可實(shí)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 。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 。 該設(shè)計(jì)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(shí)發(fā)出報(bào)警或跳閘信號， 從 而更好地提高 電動機(jī) 運(yùn)行的安全性和可靠性 。 fault diagnosis 廣西大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于單片機(jī)的高壓電動機(jī)保護(hù) 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(jī)保護(hù)的歷史及現(xiàn)狀 .............................................................1 微處理器的發(fā)展與特點(diǎn) .........................................................................3 論文的主要工作 .....................................................................................3 第二章 高壓電動機(jī)故障分析 .............................................................................5 異步電動機(jī)的運(yùn)行原理 .........................................................................5 異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu) .........................................................................5 高壓電動機(jī)故障類型及不正常運(yùn)行狀態(tài) .............................................6 第三章 高壓電動機(jī)保護(hù)原理分析 .....................................................................7 高壓電動機(jī)保護(hù)的基本要求 .................................................................7 高壓電動機(jī)保護(hù)原理分析 .....................................................................7 過流保護(hù) .......................................................................................9 負(fù)序 電流保護(hù) ...............................................................................9 零序電流保護(hù) .............................................................................10 電壓保護(hù) .....................................................................................10 過熱保護(hù) ..................................................................................... 11 第四章 硬件電路設(shè)計(jì) .......................................................................................12 微機(jī)保護(hù)的基本原理及其特點(diǎn) ...........................................................12 微機(jī)保護(hù)裝置的構(gòu)成 ...........................................................................12 硬件設(shè)計(jì)概述 .......................................................................................13 主系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ...................................................................................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(jì)論文 基于單片機(jī)的高壓電動機(jī)保護(hù) IV 采樣保持電路 .............................................................................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(jì) ...................................................................................25 鍵盤設(shè)計(jì) .....................................................................................25 顯示設(shè)計(jì) .................................................................