电机智能保护系统设计采集电路设计电机智能保护系统设计采集电路设计-word文档网

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摘要

三相异步电动机在工农业生产和日常生活中被广泛应用，然而异步电动机的故障率也居各种电气设备之首。随着电动机保护理论的发展，现在的电动机保护系统的功能己经比较完善、全面，但是大都是独立运行，保护整定值的修改必须到现场进行，很不方便，而且无法进行远程集中监控。本设计在查阅了大量文献资料的基础上，以三相异步电动机为研究对象，设计了以Intel 8位单片微处理器8051为核心的智能型电动机保护装置及监控系统。

首先介绍三相电流、电压、电机温度、环境温度和电机转速的采集电路设计，然后根据采集的数据对电动机的温升、堵转、断相、过载、过压和欠压等常见电气故障进行了详细分析，并结合单片机的功能特点，提出了可靠性高、实施性强的故障保护实现方法。根据文中提出的各类故障保护实现方法，设计并实现了以8051为控制核心的电动机保护装置完整的硬件电路，给出了保护装置完整的系统软件实现方案以及基于RS-232总线的远程监控实现方案，并用VlsualBasic6.0设计了PC机远程监控软件。

关键词 AT89S52 三相异步电动机串口通信 RS-232

1 绪论 ………………………………………………………………………………1

1.1 电动机保护在国民经济中的意义………………………………………………1

1.2 电动机保护的发展及其研究现状………………………………………………1

1.3 本课题研究的主要内容…………………………………………………………2

2 电动机保护原理及常见故障特征分析 …………………………………………4

2.1 电动机故障分类概述……………………………………………………………4

2.2 电动机故障特征分析及保护判据………………………………………………4

3 方案论证 …………………………………………………………………………7

3.1 控制芯片的选择…………………………………………………………………7

3.2 信号采样测量方法的比较………………………………………………………8

3.3 模数转换参考电源方案比较……………………………………………………8

3.4 信号滤波方案比较 ……………………………………………………………9

4 电动机保护装置的硬件电路设计 ………………………………………………10

4.1 电动机保护装置硬件系统基本组成……………………………………………10

4.2 单片机主系统基本接口设计……………………………………………………11

4.3 电压/电流采样及其调理电路设计 ……………………………………………12

4.4 电机温升采集电路设计…………………………………………………………16

4.5 电机速度采集电路设计…………………………………………………………19

4.6 模数转换电路设计………………………………………………………………20

4.7 故障报警和保护动作执行电路设计……………………………………………24

4.8 外存储器电路设计………………………………………………………………25

4.9 系统时间日历接口电路设计……………………………………………………26

4.10 系统供电电源设计 ……………………………………………………………27

4.11 RS-232 通信接口电路设计……………………………………………………28

5 电动机保护装置的软件设计 ……………………………………………………30

5.1 系统初始化及主程序设计………………………………………………………30

5.2 采集主程序………………………………………………………………………31

5.3 下位机通讯模块…………………………………………………………………36

5.4 PC 机监控软件的设计 …………………………………………………………36

6 系统抗干扰设计 …………………………………………………………………41

6.1 硬件抗干扰设计…………………………………………………………………41

6.2 软件抗干扰设计…………………………………………………………………42

结论……………………………………………………………………………………44

致谢 …………………………………………………………………………………45

参考文献 ………………………………………………………………………………46

附录 A 电机保护原理图 ……………………………………………………………47

附录 B 材料清单 ……………………………………………………………………48

附录 C PCB 图 ………………………………………………………………………49

附录 D 实物图 ………………………………………………………………………50