嵌入式电动机多功能保护器的设计与研究

论文摘要

电动机被广泛地用于发电厂及工矿企业,因此,确保电动机正常运行就显得特别的重要,但其保护问题却一直困扰着电机保护的技术人员。我国每年由于电机的过载、短路、缺相和接地等故障所引起的损坏事件日益增多,轻则造成了严重的经济损失,重则威胁工作人员的人身安全。因此对电机保护装置的设计,无论从经济角度还是安全角度,都具有现实和重要的意义。电机也是工业生产活动中最主要的驱动源,有效地监控电机的运行状态、保护电机的回路、提高电机的运行时间、减少电机的故障,对整体电网的运行非常关键。电机保护装置多种多样,曾经比较普遍的是机械式的热继电器,它结构简单,在保护电机过载方面具有反时限特性;但它的保护功能较少,没有断相保护,对电机发生长期过载、通风不畅、扫膛、堵转、频繁启动等故障不能起到保护的作用,此外,热继电器存在重复性差、调整的误差大、大电流时过载和短路故障后不可反复的使用、受环境的温度影响会产生误动作、耗材多、功耗大、性能指标得落后等多种缺陷。随着微电子技术的不断发展,电机保护装置正朝着智能化、综合化、高精度、高可靠性等方向发展。为响应国家节能减排的要求,采用智能型电机保护器替代传统保护器,将具有广阔的市场。本论文的主要目的是基于dsPIC微处理器对电动机的多种故障进行多功能的保护,是一种集智能化、网络化、数字化于一体的电机保护器的设计与实现方法,包括了保护器硬件系统的设计、软件系统的开发调试、可靠性的设计与验证等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及现状
• 1.2 课题目的及意义
• 1.3 本论文的主要工作
• 第二章 电动机故障保护方法及分析
• 2.1 电动机各故障类型分析
• 2.2 对称分量检测
• 2.3 热保护方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 硬件系统设计
• 3.1 微处理单元
• 3.2 电信号采样单元
• 3.3 显示操作单元
• 3.3.1 电源模块
• 3.3.2 液晶显示模块
• 3.3.3 按键输入模块
• 3.3.4 报警模块
• 3.3.5 控制单元模块
• 3.3.6 通信单元
• 3.4 本章小结
• 第四章 交流采样算法
• 4.1 交流采样法
• 4.1.1 同步采样法
• 4.1.2 准同步采样
• 4.2 交流采样算法原理及分析
• 4.2.1 算法原理和计算公式分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统软件设计
• 5.1 程序设计语言选择
• 5.2 软件系统整体设计
• 5.3 主程序设计
• 5.4 人机接口模块
• 5.5 数据采样模块
• 5.6 参数调整子程序模块
• 5.7 本章小结
• 第六章 系统抗干扰设计
• 6.1 系统抗干扰设计的概述
• 6.1.1 干扰的分类
• 6.1.2 干扰造成的危害
• 6.2 硬件抗干扰设计
• 6.3 软件抗干扰设计
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 附录A 电动机保护装置实物图
• 在学研究成果
• 致谢