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1、2009年6月机床与液压Jun12009第37卷第6期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol137No16基于PIC单片机为内核的电机保护器的研制李松涛,李俊,林锦国(南京工业大学自动化学院,江苏南京210009)摘要:介绍以单片机PIC18F4515控制模块为核心的电动机保护器的设计。分析了电机常见故障的特征以及采样算法;设计了硬件电路,编写了相应的软件程序;保护器实现了过载、堵转、短路、相失衡、缺相等电机故障保护;该保护器能最大限度地保证设备的可靠性和安全性,且具有体积小、结构紧凑和安装方便的优点。关键词:单片机
2、;保护原理;采样算法;故障判别方法中图分类号:TP271+14文献标识码:B文章编号:1001-3881(2009)6-238-3TheDevelopmentofMotorProtectorBasedonPICCPULISongtao,LIJun,LINJinguo(AutomationCollege,NanjingUniversityofTechnology,NanjingJiangsu210009,China)Abstract:AmotorprotectorbasedonPIC18F4515CPUwasintroduced.
3、Thecommonfaultsinmotorsandsamplingalgorithmwerediscussed,thehardwarecircuitswasdesignedandthesoftwarewasprogrammed.Thedevicecanachievefollowingfunctions,suchasoverloadprotection,blockupprotection,short2circuitprotection,phaseimbalanceprotection,lackedphaseprotectiona
4、ndsoon.Themotorprotectorcanensurereliabilityandsafetyoftheequipmentbythegreatestextent,withsmallvolume,closestructureandconvenientinstallation.Keywords:CPU;Protectionprinciple;Samplingalgorithm;Judgingfaultway0引言目前,已有专用微机化的机电一体化多功能电动电动机是应用最广泛的动力设备,供电系统机保护装置投入市场。与传统产品
5、相比,这类保护器70%的电能都是电动机消耗的。随着国民经济的不断的保护特性和工作可靠性有一定的提高。目前有多种增长,电动机的需求量也不断增加,据全国电工行业微机型电动机保护装置,但实际运行效果并不好,用11统计,2006年全国交流电机产量达到115×10W。户反映一般,主要原因是装置的可靠性较低,保护功由于缺乏可靠和有效的保护,全国每年约20万台次能不完善。因此,以电动机保护“可靠、快速、准电动机因过载、短路、堵转、接地、缺相运行等故障确”为基本原则,开发与研制新型电机综合保护器而烧毁,造成了较大的经济损失,特别是广泛应用于以满
6、足用户的需要。冶金、矿山、化工企业的大型高压电动机。因此,针1电动机常见故障特征分析对电动机常见故障设计保护器具有重要的意义。表1电机的故障类型及其特征故障类型零序负序过流故障特征保护特征过载无无(112～5)I0Ia=Ib=Ic反时限对称故障堵转无无(5～7)I0Ia=Ib=Ic定时限短路无无(8～10)I0Ia=Ib=Ic速断断相无Ic/33I0Ia=0,Ib=-Ic定时限不非逆相无Ia无Ia=Ib=Ic速断接对地不平衡无有无Ia≠Ib≠Ic定时限称相间短路无其值取决于位置Ib=-Ic>Ia速断故障接单相接地∑I/3有取决于
7、位置Ia>Ib=Ic速断地二相接地∑I/3有取决于位置Ib,Ic>Ia=I0速断分析大中型电动机烧毁的原因,多数是因工作环机出现堵转、短路、断相、过负荷等故障。常见的故境恶劣、三相不平衡、过负荷、负荷不均衡而导致电障可分为机械故障和电气故障两大类,而机械故障又收稿日期:2008-06-23作者简介:李松涛,男,在读研究生,研究方向为移动机器人控制。电话:13913899427,E-mail:super_star12009@yahoo1com1cn。第6期李松涛等:基于PIC单片机为内核的电机保护器的研制·239·可通过对电机运行
8、时的各项电气参数进行判断,故可电流一般随起动时间逐渐减少,而发生堵转时,电动利用检测到的各项电机电气参数分析并入到电气故障机的电流一般是呈上升趋势。中。电气故障分为对称故障与不对称故障两大类:对214过电压保护称故障包括过载、堵转和三相短路等,这类故障对电外部电
