IC693PWR330CA 1．分析了電動機運行的基本原理、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。本裝置可實現(xiàn)以下故障保護：短路保護、堵轉(zhuǎn)保護、過流保護、不平衡保護、斷相保護、過壓保護、欠壓保護、漏電保護以及過熱保護等功能。
3．以80C196KC單片機為核心控制器設(shè)計了電動機保護硬件單元，并配以液晶顯示器等外圍設(shè)備構(gòu)成電動機保護系統(tǒng)。
1 保護方法
1.1 國內(nèi)外研究的狀況
隨著微電子技術(shù)和單片機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，以微處理器為核心的智能型多功能電動機保護器應(yīng)運而生?；谖⑻幚砥鞯碾妱訖C保護裝置具有優(yōu)異的保護特性、完善的功能擴展和智能化的監(jiān)測與控制。經(jīng)過多年的發(fā)展，國外一些著名的電器公司紛紛推出以微處理器為核心的智能化電機保護器。如：德國SIEMENS公司的3UBI系列繼電器、日本FUJI公司的QA系列繼電器、美國ABB公司的SPEM繼電器、英國GEC—ALSHOW公司的GEMSTART智能控制繼電器。國內(nèi)也有許多單位在進行研制(如上海電器科學(xué)研究所，南京自動化研究所等)。各類產(chǎn)品除基本的保護功能外，一般還具有自檢、自診斷、故障參數(shù)(如故障值、故障類型等)的記憶、保護參數(shù)的整定等多種功能。進入20世紀90年代以來，由于微機通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，國外一些公司又提出了兼有監(jiān)控、保護功能的智能化保護器。它能與中央控制系統(tǒng)進行雙向通訊，形成監(jiān)控、保護信息網(wǎng)絡(luò)；也能監(jiān)視電動機各種運行參數(shù)，不但能測量當前數(shù)據(jù)，并能對過去的運行參數(shù)及故障情況做出統(tǒng)計，幫助操作人員做出決策，以減少線路和設(shè)備的停機和維修時間，大大提高了整個系統(tǒng)的可靠性。
**2 **三相異步電動機常見故障及分析
2. 1 ** 短路故障特征分析及保護判據(jù)**
電動機的短路故障是比較嚴重的一種故障，危害性很大。短路故障包括定子繞組的相間短路和一相繞組匝間短路。定子繞組的相間短路是電動機最嚴重的故障，它會引起電動機本身的嚴重損壞，使供電網(wǎng)絡(luò)的電壓顯著下降，影響其它用電設(shè)備的正常工作。一相匝間短路是較常見的短路故障，該故障初期僅表現(xiàn)為三相電流不對稱，使故障相的相電流增大，嚴重的情況會導(dǎo)致匝間線圈絕緣全部燒毀，使電動機的一相繞組全部短接。此時，負載星形聯(lián)接的非故障相將承受線電壓，負載三角形聯(lián)接的將產(chǎn)生相間短路，這會使電動機遭受嚴重損壞。
電動機相間短路故障最明顯的特征是三相供電線路的故障相會出現(xiàn)大電流，危害性很大，應(yīng)進行速斷保護。短路保護的整定值應(yīng)大于電動機最大穩(wěn)定啟動電流，一般取電動機額定電流的8～lO倍。在進行短路保護時，通過檢測電動機A，B，C三相線電流來實現(xiàn)，超過整定值后，直接進行斷電保護。短路保護的原則是，當在一定時限(當然很短)內(nèi)檢測到三相最大電流超過電動機額定線電流K倍時（K為短路過流倍數(shù)，一般取8～10)，就認為電動機有短路故障，應(yīng)進行速斷保護。
3.1 電機保護裝置總體框圖
電動機保護器實現(xiàn)的功能主要包括：三相電流顯示、聲音報警、故障脫扣、故障記憶、過載保護、短路保護、漏電保護、缺相保護、相失衡保護、相序保護、過欠壓保護等。用傳統(tǒng)的模擬線路要實現(xiàn)如此綜合的功能，其線路將會變得非常復(fù)雜，整個裝置的體積也會非常龐大。目前一些模擬電子式電動機保護器能實現(xiàn)的功能都比較單一，例如：過流保護器、缺相保護器、漏電保護器等，而單片機的出現(xiàn)，使得電動機保護器的發(fā)展有了質(zhì)的飛躍，在智能化、功能多樣化、小型化、模塊化、性能可靠性等方面達到的水平。
用單片機系統(tǒng)實現(xiàn)電動機保護的功能，在硬件方面主要由三相電流信號采樣、漏電流采樣、電壓信號采樣、鍵盤接口、顯示部分、控制輸出、報警輸出、通信接口等幾部分構(gòu)成。
硬件系統(tǒng)基本工作原理是：由電流、電壓互感器實時檢測電動機的三相線電壓和線電流，并經(jīng)信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)換后輸入單片機A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入通道，根據(jù)一定的算法，計算出信號的有效值，將計算出來的信號有效值與預(yù)先設(shè)定的相應(yīng)整定值進行比較判斷，若在一定時限內(nèi)，采樣到的信號有效值都在設(shè)定的故障范圍值之內(nèi)，則認為有故障產(chǎn)生，并由單片機發(fā)出故障控制信號對電動機進行跳閘斷電和報警。若無故障產(chǎn)生，則循環(huán)采樣、顯示和存儲電壓、電流信號。
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