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1、n指導 教 師：王金莉n 學生：劉 濤n 學 號：071340614n 專 業(yè)：電 氣工程及其自動化 1、 選 題 目 的 與 意 義 2、 研 究 現(xiàn) 狀 及 存 在 問 題 3、 主 要 研 究 內(nèi) 容 4、 研 究 方 法 、 步 驟 與 措 施 5、 預 期 成 果 在 實 際 的 生 產(chǎn) 環(huán) 境 中 ， 由 于 電 網(wǎng) 波 動 ， 負 載 沖 擊 以 及 外 界 環(huán) 境 高 溫 、 高濕 、 粉 塵 等 的 影 響 ， 導 致 電 動 機 的 安 全 運 行 受 到 很 大 的 威 脅 。 電 動 機 的 故 障或 不 正 常 運 行 輕 則 影 響 設 備 功 能 則 造 成 設
2、備 損 壞 和 其 它 安 全 事 故 ， 引 起 重 大的 經(jīng) 濟 損 失 ， 電 動 機 保 護 器 的 研 究 就 顯 得 十 分 必 要 。 據(jù) 有 關(guān) 方 面 統(tǒng) 計 ， 全 國每 年 電 動 機 損 毀 數(shù) 量 在 300萬 臺 以 上 ， 僅 電 動 機 的 維 修 費 用 就 在 百 億 元 以 上 ，因 電 動 機 不 正 常 工 作 所 造 成 的 耗 電 量 高 達 數(shù) 十 億 KWh， 間 接 經(jīng) 濟 損 失 更 是 數(shù) 目驚 人 。 而 且 這 一 數(shù) 字 還 在 不 斷 增 長 。 另 外 ， 由 于 現(xiàn) 代 電 動 機 設 計 、 生 產(chǎn) 技 術(shù) 的 提 高 ，
3、電 動 機 的 體 積 越 來 越 小 ， 導 致 電 機 內(nèi) 部 電 流 密 度 顯 著 增 加 ； 再 加 上 現(xiàn) 代 化 的 生 產(chǎn) 工 藝 往 往 要 求 電 動 機 經(jīng) 常 在 頻 繁 的 啟 動 、 制 動 、 正 反 轉(zhuǎn) 以 及 變 負 荷 等 多 種 狀 態(tài) 下 切 換 運 行 ， 電 動 機 出 現(xiàn) 故 障 的 概 率 更 加 難 以 確 定 ， 故 障 后 導 致 的 后 果 也 更 加 嚴 重 。 因 此 ， 無 論 從 安 全 的 角 度 還 是 從 經(jīng) 濟 的 角 度 來 看 ， 電 動 機 保 護 器 的 研 究 有 著 深 遠 的 意 義 。 熱 繼 電 器 是
4、建 國 以 后 從 前 蘇 聯(lián) 引 進 技 術(shù) 開 發(fā) 的 金 屬 片 機 械 式 電 動 機 過 載 保 護 器 ， 是 長 期 以 來 我 國 電 動 機 保 護 器 所 采 取 的 主 要 技 術(shù) 方 法 。 熱 繼 電 器 具 有 反 時 限 特 性 和 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 安 裝 方 便 等 優(yōu) 點 ； 同 時 ， 它 也 有 一 定 的 缺 陷 ， 由 于 材 料 的 熱 滯 后 效 應 導 致 熱 繼 電 器 有 保 護 時 滯 和 對 輕 微 堵 轉(zhuǎn) 、 過 載 保 護 欠 佳 的 缺 點 。 由 于 上 述 缺 點 電 動 機 容 易 長 期 運 行 在 輕 微 過 載 狀
5、態(tài) ， 使 電 動 機 繞 組 產(chǎn) 生 熱 積 累 ， 繞 組 溫 升 超 過 額 定 值 ， 繞 組 絕 緣 老 化 ， 影 響 電 動 機 使 用 壽 命 。 另 外 ， 受 制 造 工 藝 限 制 ， 熱 繼 電 器 的 性 能 有 一 定 的 分 散 性 ， 動 作 曲 線 與 電 動 機 實 際 保 護 曲 線 不 協(xié) 調(diào) ， 使 電 動 機 有 效 功 率 下 降 ， 嚴 重 時 還 會 導 致 誤 動 作 。 正 因 為 如 此 ， 這 種 傳 統(tǒng) 的 電 動 機 保 護 方 法 正 在 被 逐 步 淘 汰 ， 新 設 備 上 已 基 本 看 不 到 它 的 身 影 1.分 析
6、了 電 動 機 的 基 本 原 理 、 電 動 機 故 障 特 征 以 及 保 護 原 理 。 2.給 出 了 電 動 機 保 護 裝 置 的 實 現(xiàn) 方 案 。 本 裝 置 可 用 單 片 機 控 制 實 現(xiàn) 以 下 故 障保 護 ： 斷 相 保 護 、 短 路 保 護 、 不 平 衡 保 護 、 過 壓 保 護 、 過 流 保 護 、 欠 壓 保 護 、堵 轉(zhuǎn) 保 護 以 及 過 熱 保 護 等 功 能 。 3.以 AT89S51單 片 機 為 核 心 控 制 器 針 對 目 前 國 內(nèi) 電 機 保 護 裝 置 保 護 功 能 單 一 、人 機 界 面 不 友 好 、 通 信 功 能 不
7、完 善 、 集 成 度 不 高 等 缺 點 設 計 了 電 動 機 保 護 單元 。 4.在 軟 件 系 統(tǒng) 設 計 上 ， 根 據(jù) AT89C52單 片 機 的 編 程 結(jié) 構(gòu) 特 點 采 用 模 塊 化 的 程 序設 計 ， 模 塊 化 編 程 使 程 序 開 發(fā) 更 有 效 ， 小 塊 程 序 更 容 易 理 解 和 調(diào) 試 以 及 實 現(xiàn)功 能 。 1.主 程 序 部 分 完 成 的 工 作 主 要 有 系 統(tǒng) 初 始 狀 態(tài) 的 設 計 、 系 統(tǒng) 狀 態(tài) 的 顯 示 以 及各 種 開 關(guān) 狀 態(tài) 的 判 斷 等 。 2.數(shù) 據(jù) 采 集 ： 在 實 現(xiàn) 自 動 化 的 過 程 中 ，
8、 最 關(guān) 鍵 的 環(huán) 節(jié) 是 數(shù) 據(jù) 采 集 。 交 流 采 樣是 將 二 次 側(cè) 得 的 電 壓 、 電 流 經(jīng) 高 精 度 的 CT、 PT變 成 計 算 機 可 測 量 的 交 流 小 信號 ， 然 后 再 送 入 計 算 機 進 行 處 理 。 3.電 壓 、 電 流 顯 示 部 分 ： 采 用 了 74LS164這 個 串 入 并 出 的 移 位 寄 存 器 ， 很 好 地解 決 了 AT89C52與 LED的 顯 示 接 口 電 路 4.故 障 類 型 、 時 間 顯 示 部 分 ： 主 程 序 中 進 行 數(shù) 據(jù) 比 較 判 斷 是 否 有 故 障 ， 若 有故 障 發(fā) 生 則
9、發(fā) 送 相 應 的 數(shù) 據(jù) 表 示 故 障 類 型 通 過 電 流 互 感 器 ， 電 壓 互 感 器 和 零 序 電 流 互 感 器 得 到 每 相 電 路 的 電 流 電壓 信 號 ， 在 通 過 電 壓 變 換 器 和 電 流 變 換 器 將 所 得 信 號 轉(zhuǎn) 換 成 5V的 電 壓 信 號 。經(jīng) 過 二 階 RC濾 波 電 路 后 ， 模 擬 信 號 通 過 采 樣 保 持 器 ， 多 路 轉(zhuǎn) 換 開 關(guān) ， A/D轉(zhuǎn) 換器 變 成 數(shù) 字 信 號 唄 單 片 機 所 接 收 。 單 片 機 通 過 參 數(shù) 判 斷 ， 若 有 故 障 則 發(fā) 出 信號 使 繼 電 器 動 作 ， 斷
10、 開 電 路 保 護 電 機 ， 同 時 顯 示 故 障 的 類 型 和 發(fā) 生 時 間 ； 若沒 有 故 障 電 機 繼 續(xù) 工 作 。 大 學 本 科 的 學 習 生 活 即 將 結(jié) 束 。 在 此 ， 我 要 感 謝所 有 曾 經(jīng) 教 導 過 我 的 老 師 和 關(guān) 心 過 我 的 同 學 ， 他們 在 我 成 長 過 程 中 給 予 了 我 很 大 的 幫 助 。 本 文 能夠 順 利 完 成 ， 要 特 別 感 謝 我 的 導 師 *老 師 ， 感 謝各 位 系 的 老 師 的 關(guān) 心 和 幫 助 。 最 后 向 所 有 關(guān) 心 和 幫 助 過 我 的 人 表 示 真 心 的 感 謝 。
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