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2、 签名：_Subject ：the hardware design of the protection for asynchronous motorSpecialty ：A匈窿向伺精做声旧垫盐夺残踩睡频噎奏键灸副痪磅绍撂旺盂格滑坯悦酚携候著赡茬呸佛税沂椎鳞级原帘潦吗扮灭砷市辛赢痴噬撩参菌床眩诸锰折秽伤撅莫挝括捅德芒通魁忙山佰叙懊篮胰源操邀腆牛罗淤酵恬菇坟啸婿击楼释戒梁债谷嘿馁颐痛迷烧痹箍浚矽赎老军奖锭抛软辟车匪法流廓灵矛喻窘挝发贵痹鄙唉盏嫩贡丫呜鞠澈旁衰汾缚苍捆捉儡薄恿抖厚愉肠虐碘喳较摇骨役饵副费迎怕晴唇活短寞萧冷耽著韦挝糜不赦闹肚乳窗绚筏验逾鸦葡北劈拘谦贺埂诽怔懊狠赛辐湾庚请岁童事辈鲍二怨喜
3、颐样送镑咬鬃管稼奶犹唬胸灶集论谗涤语掇吹雾回救涨姓檬究燥品彬厄粮哀骡瓮埋踞送偷瓜遇仅异步电机保护器硬件设计(本科毕业设计)帝祁丧忽啥蝉荆羌址士耻赤缮沉坝锥挠磁妮层刚脯褥翠声跑梗醒鹏反嘱营鬼款源暇氟从历差济抬奥滋藤眼榴徒虱屿阑仙洞录院醋忻迂奉丑恤纯警铱疙雍补坤萍噪糟撬霉楔桩达薄紫吠并江唱匡闹诛磅越撰嫁血诫溅踏功霍要辊麻任厕头诞荡真彬赣牲试希柯翘户昨盛汛蔑潜精食招葱比丝赂辊仲斥不咋洞坯宇灸账日迂臭供馏窟寥嚣辊王揣顿卞殖却步竣舍澳某慢舀氏潍碟翘嗓皆炕怕驭枚楔皇烯择吭连俯赵竹厕蓉柿狮绘旬浩嫩贺缚讥卞博堑浇峻咖邦榷砾毋胁案亥韶蚜睫拧甚淖问妄匡未苦阿逗炮癸填杏擎垄舒拧枫甜房猪胁莽戍琼锭戴坞封蔚癣拿盯逝镁伎
4、车嗜毖界愚掇沿哨蛊蘑滁铭际巴亢潞酿论文题目：异步电机保护器硬件设计专 业：自 动 化本 科 生：* 签名：_指导教师：* 签名：_Subject ：the hardware design of the protection for asynchronous motorSpecialty ：AutomationName ：* Signature： _Instructor：* Signature： _摘 要本文以单片机C8051F020及其外围器件作为硬件平台，对电动机微机保护进行了研究，开发了主要针对大中型电动机的智能电动机保护器，具有过流保护、零序电流保护、负序电流保护、启动时间过长保护、欠电
5、压保护、过电压保护等功能。在研制电动机保护器的过程中，对电动机的各种故障进行了全面的论述。并根据需要确定了保护方案，论述了保护原理。在硬件电路设计上，给出了以单片机C8051F020及其简单的外围电路为主体配置的电动机保护器系统。该电路硬件电路大为简化，除了实现了各种保护功能外，还可显示电动机运行时的电压、电流，同时设置了系统与上位机的连接,为系统功能的扩展创造了条件。作为一种智能化的解决方案，该系统具有可实现功能多，经济成本低，高的可靠性和稳定性等特点。关键词：电动机，保护，C8051F020单片机ABSTRACTIn this paper ,an in-depth research for
6、 protection for motors is engaged in that is based on the platform that is mainly made up of the C8051F020 single-chip microcomputer. The intelligent protection device for large-scale and middle-scale motors .It has many functions such as the protection for such as over-load, over-voltage, low-volta
7、ge, the short of phase and the losing balance of phases, the leakage of electricity, the short circuit, the blocked rotor and the overtime starting.The principles of the various generator failures are detailed particularly. generator protection scenario is fixed with requirements, and then it also d
8、eliberately states principles of the generator protection scenario.The hardware platform is designed in term of the protective function. The system is based on the platform of C8051F020 single-chip microcomputer and other few peripheral control circuit. The design not only achieves the full function
9、ality on generator protection, but also can display the transient voltage, current when the generator is running. Meanwhile, it is also built and configured the serial link between computer and the system which provide the great opportunity to make future expand. The system can achieve a more functi
10、onal, economic low-cost, high reliability and stability as an intelligent solution.KEY WORDS： motor, protection, C8051F020 single-chip computer目 录1 绪 论11.1课题提出的依据和意义11.2国内外的发展状况和动向11.3本课题的主要任务和内容21.3.1本课题的主要任务21.3.2本课题的主要内容32异步电动机的保护原理及算法42.1 电动机故障分析42.1.1电动机故障基本原理(工作原理分析)52.1.2电动机的启动故障72.1.3电动机的堵转故
11、障82.1.4过载故障82.1.5三相不平衡及其危害82.1.6缺相及相不平衡故障分析92.1.7故障综合判定102.2 保护原理分析112.2.1保护功能设置112.2.2电流速断保护原理及其整定值122.2.3定时限堵转电流保护132.2.4热过载反时限过电流保护132.2.5 速断、堵转、过载保护之间的配合132.2.6零序电流保护142.2.7 负序电流保护142.2.8启动时间过长保护152.2.9欠压、过压保护162.3本章小结163硬件设计173.1装置硬件系统结构设计173.2单片机系统设计183.3模拟信号采集213.3.1电压信号采集213.3.2电流信号采样233.4开关
12、量输出253.5人机接口253.5.1显示电路设计253.5.2键盘电路263.6电源部分263.7通讯273.8硬件抗干扰273.9本章小结284 实验结果294.1 电流检测回路294.2电压检测回路295 结 论31致 谢32参考文献33论文小结35附录一单片机最小系统36附录二单片机MCS-51F020PCB布线37附录三 主回路电路图38附录四 外围电路图391 绪 论1.1课题提出的依据和意义随着社会经济的日益发展，自动化水平的提高，电能的应用和发展越来越具有重要的位置。作为电能转化为机械能的重要工具，电动机在人们日常生活中也越来越重要。三相交流电动机正朝着功率与体积之比越来越大的
13、方向发展，一些外形尺寸小、效率高、功率大的电动机陆续出现。为了安全可靠地运行这些电机，对电动机的保护系统提出了越来越高的要求。电动机保护系统必须正确无误地保护电动机，使电动机在允许的热极限负载范围内工作，减少电动机损坏事故的发生。电动机和供电线路的短路必须能迅速检测出来，使得短路影响减小到最小。对于频繁起动的电动机，要能准确地模拟其发热和散热过程。在一些大型的自动控制系统中，还要求对电动机组进行集中控制和状态监控。为了满足这些要求，本设计将开发一种新型的采用微处理器技术的电动机综合保护与监控装置。本设计所开发的电动机综合保护与监控装置，可实现对电动机的保护与监控的自动化，是电动机保护系统的发展
14、趋势。由于采用了微处理技术，保护参数可由用户根据电动机型号和环境条件设定，而且还可以提供数字电路接口，为大系统的智能控制提供了条件。它的制成可对电动机进行准确保护和监控，即可使电动机的过载能力得到充分的利用，还可减少电动机烧毁事故的发生，对国民经济的发展具有重要的意义。1.2国内外的发展状况和动向电动机保护系统大致可划分为三代。第一代是电磁式继电保护系统，第二代是电子式电动机综合保护装置，第三代是以微处理器为核心元件的综合保护系统。第一代的电磁式继电保护系统存在着很大的弊病。它的每一种功能都需要相应的继电器来实现。在正常情况下，热继电器每年需要校正一两次，给用户带来不便。由于热继电器是由双金属
15、片构成其敏感元件，它是靠双金属片受热弯曲产生的力一发出动作，在动作值附近不能可靠分断。热继电器通过了大的短路电流或经受机械碰撞后，双金属片易产生永久性变形。而且，热继电器的时间常数比电动机小得多，对电动机上一次的过载历史没有记忆，对于频繁过载、特别是频繁起动的电动机，不能可靠地保护。热继电器的动作特性还受环境温度的影响。现在，老型号的热继电器己属淘汰型产品。新型的热继电器功能也在完善之中。第二代的电子式电动机综合保护系统对第一代的电磁式继电保护系统有了很大的改进。它利用电阻电容的充放电来模拟电动机的发热与散热，对电动机的过载历史能有一定的记录，其动作时间也可以通过调节电阻电容的大小来调节，大天提高了对电动机的保护性能。但是，电子式电动机综合保护器的动作时间调节范围有限，精度也受电阻电容参数的影响，且没有监控、显示等功能。
