單片機(jī)的交流電機(jī)保護(hù)器設(shè)計(jì)

63頁 3萬余字

全文非常完整，圖表詳盡，敘述到位，是難得的好資料，強(qiáng)烈推薦。

電動(dòng)機(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)動(dòng)力源的寵兒、機(jī)電一體化完美的結(jié)合體，其保護(hù)問題長期困擾著繼電保護(hù)專業(yè)人員和運(yùn)行人員。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國每年由于電動(dòng)機(jī)過載、不平衡、短路、缺相、接地等故障引起電動(dòng)機(jī)損壞的惡性事件數(shù)百起，直接經(jīng)濟(jì)損失上億元。因而設(shè)計(jì)一種性能優(yōu)良的電動(dòng)機(jī)智能保護(hù)裝置將具有很現(xiàn)實(shí)的意義。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微機(jī)式保護(hù)也廣泛用于各種保護(hù)系統(tǒng)之中，它不僅能夠完成繼電保護(hù)所要求完成的計(jì)算和邏輯判斷等性能，同時(shí)，對于每一個(gè)被保護(hù)對象來講，微型計(jì)算機(jī)以其方便，靈活、可靠、節(jié)能等諸多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，為理論研究和應(yīng)用研究提供了更先進(jìn)的手段，與傳統(tǒng)保護(hù)裝置相比，其通用性、人機(jī)對話功能強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)各種非常復(fù)雜的算法和各種保護(hù)原理。所以，微機(jī)型的多功能電動(dòng)機(jī)保護(hù)將是今后發(fā)展的方向。


電動(dòng)機(jī)因具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)各方面被廣泛采用。然而，由于供電狀態(tài)和機(jī)械負(fù)荷的多變性，使得電動(dòng)機(jī)的故障率較高，不僅會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)本身，而且會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行對保證廠礦企業(yè)的正常生產(chǎn)是非常重要的。
本文首先分析了異步電動(dòng)機(jī)的常見故障，以對稱分量法為依據(jù)，采用檢測過流幅值、負(fù)序電流、零序電流的方法，得出了電動(dòng)機(jī)故障的準(zhǔn)確判據(jù)，確定了各種故障的保護(hù)措施，對電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了短路、堵轉(zhuǎn)、過熱、負(fù)序電流、零序電流、低電壓、過電壓、啟動(dòng)時(shí)間過長、頻繁啟動(dòng)、漏電閉鎖等保護(hù)功能。
本文以8位單片機(jī)AT89C51做微處理器，AT89C51單片機(jī)內(nèi)置128字的RAM和4K字的ROM，可以進(jìn)行外部擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，具有性能較好的I/O、運(yùn)算等功能，有合適的指令系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)智能保護(hù)，電路簡單，功能齊全。
為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)分布檢測和控制的要求，控制系統(tǒng)具有便于集中管理和信息共享的特點(diǎn)。


關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)，智能保護(hù)，單片機(jī)AT89C51

Abstract
Motor has many advantages，such as simple structure, being cheap，maintaining
and using conveniently and so on, so it is adopted extensively in the different fields of national economy. However, because of supply power state and mechanical load ge七ting changeable, it makes the malfunction rate of the motor very high.The malfunction will damage the motor, but also influence the whole production,cause the enormous economic losses. So, in order to guarantee the normalproduction of the industrial enterprise, the safe operation of the motor is very important.
This text has analyzed the common malfunction of the asynchronous motor at first. And then it, which is based on symmetrical weight theory, has drawn accurate criterion of the trouble of the motor, confirmed the protective measures of different troubles. Finally, it has realized kinds of protection functions, such as shor....

目 錄

引言 …………………………………………………………………………………………6
第1章 緒論……………………………………………………………………………………7
1.1 智能儀器的特點(diǎn)……………………………………………………………………………7
1.2 智能儀器的組成 …………………………………………………………………………7
1.3 智能儀器的發(fā)展趨勢………………………………………………………………………8
1.4 電動(dòng)機(jī)的故障特征及保護(hù)方法研究………………………………………………………9
第2章 保護(hù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………15
2.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………15
2.2 AT89C51芯片介紹………………………………………………………………………15
2.3 電流電壓和溫度檢測電路 ………………………………………………………………18
2.4 A/D轉(zhuǎn)換和選通電路設(shè)計(jì) ………………………………………………………………24
2.5 人機(jī)接口界面設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………28
2.6 看門狗電路的設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………31
2.7 繼電輸出電路 ……………………………………………………………………………32
第3章 智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的軟件設(shè)計(jì) …………………………………………………33
3.1 系統(tǒng)程序流程………………………………………………………………………………33
3.2 初始化部分…………………………………………………………………………………33
3.3 自檢部分……………………………………………………………………………………35
3.4 A/D信號采集部分 ………………………………………………………………………35
3.5 數(shù)據(jù)處理部分………………………………………………………………………………37
3.6 保護(hù)模塊……………………………………………………………………………………38
3.7 鍵盤顯示和報(bào)警子程序設(shè)計(jì)………………………………………………………………39
3.8 A/D轉(zhuǎn)換子程序設(shè)計(jì) ……………………………………………………………………40
3.9 T0中斷程序設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………41
3.10 看門狗程序設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………41
結(jié)論與展望…………………………………………………………………………43 致謝 …………………………………………………………………………………………………44
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………45
附錄A 基于交流電機(jī)保護(hù)器的電氣原理圖………………………………………………46
附錄 B 外文文獻(xiàn)及譯文………………………………………………………………………47
附錄C 主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要………………………………………………………52
附錄D 程序清單…………………………………………………………………………55





插圖清單
圖 1-1 智能儀器的基本組成…………………………………………………………………7
圖 1-2 電動(dòng)機(jī)溫升特性曲線…………………………………………………………………10
圖 2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖…………………………………………………………………………14
圖 2-2 AT89C51引腳圖………………………………………………………………………15
圖 2-3本設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路………………………………………………………………………16
圖 2-4 電流變流器的硬件原理圖……………………………………………………………17
圖 2-5 零序電流檢測的硬件原理圖…………………………………………………………17
圖 2-6 電流互感器的硬件原理圖……………………………………………………………18
圖 2-7 電壓偏置原理圖………………………………………………………………………18
圖 2-8 DS18B20引腳圖………………………………………………………………………19
圖 2-9 寫“0”和寫“1”時(shí)隙………………………………………………………………22
圖 2-10 讀“0”和讀“1”時(shí)隙 ……………………………………………………………22
圖 2-11 DS18B20與單片機(jī)的接口電路………………………………………………………23
圖 2-12 TLC549引腳排列 ……………………………………………………………………24
圖 2-13 TLC549方式1的時(shí)序圖 ……………………………………………………………24
圖 2-14 TLC549與單片機(jī)AT89C51的連接圖………………………………………………25
圖 2-15 CD4051原理圖 ………………………………………………………………………26
圖 2-16 CD4051芯片引腳圖 …………………………………………………………………26
圖 2-17 CD4051在本設(shè)計(jì)中的接法 …………………………………………………………27
圖 2-18 鍵盤接口電路 ………………………………………………………………………28
圖 2-19 74LS164引腳圖………………………………………………………………………29
圖 2-20 顯示電路的連接 ……………………………………………………………………29
圖 2-21 報(bào)警電路 ……………………………………………………………………………30
圖 2-22 X5045管腳圖…………………………………………………………………………30
圖 2-23 看門狗電路的連接 …………………………………………………………………31
圖 3-1 系統(tǒng)主程序流程圖……………………………………………………………………32
圖 3-2 初始化部分流程圖……………………………………………………………………33
圖 3-3 自檢部分流程圖………………………………………………………………………34
圖 3-4 T1中斷子程序流程圖…………………………………………………………………36
圖 3-5 數(shù)據(jù)處理部分流程圖…………………………………………………………………37
圖 3-6 保護(hù)部分流程圖………………………………………………………………………38
圖 3-7 鍵盤掃描流程圖………………………………………………………………………39
圖 3-8 LED動(dòng)態(tài)掃描程序流程圖……………………………………………………………39
圖 3-9 報(bào)警子程序流程圖……………………………………………………………………40
圖 3-10 A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖………………………………………………………………40
圖 3-11 T0中斷程序流程圖…………………………………………………………………41
圖3-12 X5045讀寫程序的流程圖……………………………………………………………42




表格清單

表2-1 溫度和數(shù)量關(guān)系……………………………………………………………………20
表2-2 DS18B20內(nèi)部存儲(chǔ)器…………………………………………………………………20
表2-3 溫度存儲(chǔ)器格式與配置………………………………………………………………20
表2-4 存儲(chǔ)器中邏輯地址定義………………………………………………………………21
表2-5 CD4051通道選擇表………………………………………………………………21



主要參考文獻(xiàn)的題錄及摘要...
[12]李華 MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2001-5-1
本書全面、系統(tǒng)地介紹了MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用
[13]楊振江. 流行單片機(jī)實(shí)用子程序及應(yīng)用實(shí)例[M] . 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002.7