电动机智能保护器的研究与设计

论文题目: 电动机智能保护器的研究与设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 魏刚

导师: 陈梅

关键词: 故障保护,对称分量法,真有效值,可靠性

文献来源: 合肥工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本论文主要对电动机的保护部分进行了设计研究。用对称分量法对电动机的各故障进行分析,把电动机的故障分为对称性故障和不对称性故障。指出传统的基于相电流过流作为故障保护判据的不足,而采用电动机定子过流程度和电流的负序、零序分量作为故障判据,能够对电动机的各种类型故障进行有效可靠的保护。基于电动机的特性,建立了拟合电动机温升且具有热记忆的过载保护模型,并给出了基于该模型的数字式算法。数据的采集部分采用的是交流采样。通过两点乘积法和傅氏算法计算真有效值的比较,可以看出傅氏算法计算速度较两点乘积法慢,但由于傅氏算法具有较强的谐波抑制能力,在故障和波形畸变情况下可获得较高的计算精度。软件采用模块化的程序设计,模块化编程使程序开发更有效,小块程序更容易理解和调试。程序采用C和汇编语言混合编写,C编写软件的调度程序及速度要求不高的控制部分;而用汇编语言对速度敏感部分提供最高速度的处理模块,供C调用。这种方法提供了最佳的软件设计方案,做到了兼顾速度和效率。另外,为使保护装置可靠的工作,本系统从软件和硬件两方面进一步考虑系统的抗干扰能力,以便得到更高的可靠性。

论文目录:

第一章绪论

1.1 电动机保护在国民经济和节能事业中的意义

1.2 我国电机保护的发展及研究现状

1.3 课题的内容

第二章保护原理保护及判据

2.1 电动机故障特征分析

2.1.1 对称性分量法

2.1.2 用对称分量法分析电动机的故障

2.2 基于过流、负序和零序电流的故障判据

2.3 各保护的原理与实现方法

2.3.1 速断保护

2.3.2 堵转保护

2.3.3 过负荷保护

2.3.4 起动时间过长保护

2.3.5 负序过流保护

2.3.6 接地保护

2.3.7 低电压保护

2.3.8 频繁起动保护

第三章采样滤波方案的设计及参数的计算

3.1 采样方案的选择

3.2 真有效值的算法

3.2.1 两点乘积算法

3.2.2 傅氏算法

3.3 滤波器的设计

3.4 正、负序电流的计算

3.4.1 正序电流的计算

3.4.2 负序电流的计算

第四章电动机智能保护装置的硬件设计

4.1 保护装置的系统框图

4.2 人机接口电路

4.2.1 按键

4.2.2 显示

4.3 电流电压检测电路

4.4 SPI接口的A／D转换器和E2PROM

4.4.1 串行A／D转换器

4.4.2 看门狗与E2PROM电路

4.5 开关量的输入和控制输出电路

4.6 串口通讯电路

4.7 电源电路的设计

4.7.1 反激变换器的基本原理

4.7.2 UC3844及其组成的开关电源电路

第五章保护装置的软件设计

5.1 软件的模块化设计

5.2 C和汇编语言的混合编程

5.2.1 混合编程的一般方法

5.2.2 C和汇编混编的规则

5.3 主程序及初始化模块

5.4 数据采样中断模块

5.5 人机接口模块

5.6 保护处理模块

5.7 通讯模块

5.7.1 通讯方式

5.7.2 MODBUS协议介绍

5.7.3 CRC(循环冗余码)校验技术

5.7.4 通讯的实现

第六章系统抗干扰处理

6.1 硬件抗干扰的措施

6.2 软件抗干扰措施

参考文献

发布时间: 2005-07-13

参考文献

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