异步电机智能综合保护器的设计
刘民富
【摘 要】摘 要:通过对电动机运行中可能出现的各种故障的分析:详细的分析了电动机在运行中可能出现的过载、堵转和起动超时、缺相和相不平衡、接地和短路等故障的特点。完成了以PIC16F877为核心的电动机智能综合保护器硬件电路的设计和软件程序编写工作。 【期刊名称】黑龙江科技信息 【年(卷),期】2011(000)021 【总页数】1
【关键词】关键词:异步电动机；微处理器；保护器
引言
异步电动机因其结构简单、价格低廉、机械特性较好、运行维护方便等优点在国民经济各行业中获得了广泛的应用。我国的电动机总装机容量约占全部用电设备总容量的75%以上，而耗电量约占总发电量的70%以上。其中0.55-100kW的中小型异步电动机的用电量占全国总发电量的40%左右。然而电动机的故障率也居各种电气设备之首。
1 异步电机智能综合保护器结构设计
根据对电动机各种故障运行情况分析及其相应保护方案的设计，确定了异步电机智能综合保护器的整体结构，见图1。
智能型电动机保护器是依据电流大小判断电动机的工作状态。通过互感器CTm将主线路中的电流信号转换成模拟电压信号。此外，当出现较大的短路电流时，独立于单片机的模拟保护电路可立即产生动作信号，控制脱扣器使断路器动作。
CTk是速饱和电流和电流互感器。采用电动机主回路的电流信号为保护系统提供电源，以保证出现严重短路时，由于电源电压消失而导致脱扣失败。在电机尚未启动时，系统由辅助电源供电。
2 异步电机智能综合保护器的硬件电路设计
2.1 单片机(PIC16F877)接口电路设计(见图2) 2.2 测量电路设计 线路电流测量电路设计
电流互感器二次的电流采样信号标称值是1000A/100mV，经过IC12A跟随器和IC12B放大器进入电位提升电路。因为三相电路中每相电流测量电路原理都一样，路原理图如在此只画出A相电路做以说明，如图3。
3 电动机智能综合保护器的软件设计
电动机智能综合保护器是通过检测线路中的电流，经计算、分析来实现各种保护功能。并且要实时显示供电线路的电流和记录故障状态。因此，对系统的实时性要求较高。在程序设计中采样,显示是由定时器中斯来完成的。而初始化、输入参数处理、故障处理、响应中断是由主程序完成。
系统自检通过后，接下来要进行初始化，包括定义各个引脚的输入输出方向，设置各计数器的初始值，读上次运行期间的故障整定值等。然后.开中断准备进行数据采样，在每个周期内采样20点数据后，经过计算可得出本周期电流测量值，然后按照各种故障整定值的大小，逐一比较，若大于某整定值，说明有故障出现，调用相应的子程序进行处理，并且把此故障电流和动作时间存储在E2PROM中以便以后查询，对故障进行分析。如接收到上位机的控制命令，也要做相应处理。
4 结论
本文通过对电动机运行中可能出线问题的研究,利用硬件系统和软件系统的设计，实现了对电动机的智能化保护。
4.1 对电动机在运行中可能出现的过载、堵转和起动超时、缺相和相不平衡、接地和短路等故障进行了初步的分析。 4.2 提出了几种典型故障的判别依据。
4.3 完成了以PIC16F877为核心的电动机智能综合保护器硬件电路的设计和软件程序编写工作。设计电动机智能综合保护器具有如下特点:
电机的保护特性参数可由用户通过键盘输入设定，可适用各种电机。
电动机智能综合保护器不仅设计了单片机化的数字保护，而且设计了模拟保护，对短路故障起到了双重保护。
设计中提取电机工作电流为系统提供电源，即使在严重的短路故障时仍能保证系统可靠的脱扣。 【文献来源】
https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_heilongjiang-science-
technology-information_thesis/0201256380021.html
异步电机智能综合保护器的设计
