隨著工業(yè)社會的不斷發(fā)展,電動機已經(jīng)成為當(dāng)前社會不可或缺的工具。但是,如果電動機出現(xiàn)故障,將會大大影響工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量以及電網(wǎng)的正常運行,甚至造成人員傷亡。所以,研究能夠自動監(jiān)控和保護電動機的裝置是十分必要的。在各類電動機中,以異步電動機應(yīng)用最為廣泛,因此本文的研究對象是異步電動機的測控保護裝置。針對目前一些測控保護裝置故障類型判別準確度不高,存在保護配合不合理等問題,本文分析了對稱故障和不對稱故障的特征量,研究了各類保護的工作原理,設(shè)計了保護判據(jù)的整定值和保護動作原理框圖。本文采用全波傅里葉算法提取電壓、電流、負序電流和零序電流的基波幅值,設(shè)計了保護判據(jù)的算法,針對算法運算精度和速度之間的矛盾,研究了遞推傅里葉算法,理論上,遞推傅里葉算法在保證計算精度的前提下提高了響應(yīng)速度。針對目前測控保護裝置存在的硬件缺陷,本文設(shè)計了測控保護裝置的硬件的電路,主要包括處理器電路、信號采集電路、電源電路、開關(guān)量輸入/輸出電路和人機交互模塊等。設(shè)計了處理器需要的時鐘電路、電源電路、外擴EEPROM等,選擇DS1305芯片作為實時時鐘電路,保證系統(tǒng)時間的準確性同時可以存儲重要數(shù)據(jù);設(shè)計了7路信號采集電路分別... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 測控保護裝置研究背景及意義
    1.2 測控保護裝置的國內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電動機保護裝置的發(fā)展歷程
        1.2.2 測控保護裝置的國外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 測控保護裝置的國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 現(xiàn)有保護裝置存在的問題
    1.3 本文的主要工作
2 電動機故障及保護原理分析
    2.1 異步電動機對稱性故障分析
        2.1.1 過載故障
        2.1.2 堵轉(zhuǎn)故障
        2.1.3 三相短路故障
    2.2 異步電動機不對稱故障分析
        2.2.1 對稱分量法
        2.2.2 斷相故障
        2.2.3 相間短路故障
        2.2.4 接地故障
    2.3 異步電動機其它故障
    2.4 異步電動機保護原理
        2.4.1 兩段式電流保護
        2.4.2 零序電流保護
        2.4.3 反時限過流保護
        2.4.4 電動機啟動時間過長保護
        2.4.5 負序過電流保護
        2.4.6 過負荷保護
        2.4.7 低電壓保護
    2.5 本章小結(jié)
3 測控保護裝置的信號處理算法
    3.1 傅里葉算法
        3.1.1 全波傅里葉算法
        3.1.2 半波傅里葉算法
        3.1.3 兩種傅里葉算法比較
    3.2 故障保護的算法實現(xiàn)
        3.2.1 低壓保護的算法實現(xiàn)
        3.2.2 電流保護的算法實現(xiàn)
        3.2.3 負序過電流幅值算法
        3.2.4 零序電流幅值算法
    3.3 遞推全波傅里葉算法
    3.4 本章小結(jié)
4 測控保護裝置的硬件電路設(shè)計
    4.1 硬件電路整體設(shè)計思路
    4.2 處理器模塊設(shè)計
        4.2.1 處理器的設(shè)計
        4.2.2 系統(tǒng)時鐘電路
        4.2.3 復(fù)位電路
        4.2.4 外擴存儲器電路
        4.2.5 系統(tǒng)電源電路
        4.2.6 RTC電路
    4.3 數(shù)據(jù)采集模塊硬件設(shè)計
        4.3.1 互感器電路
        4.3.2 信號調(diào)理電路
        4.3.3 A/D轉(zhuǎn)換電路
    4.4 開關(guān)量輸入/輸出模塊硬件設(shè)計
        4.4.1 開關(guān)量輸出電路
        4.4.2 開關(guān)量輸入電路
    4.5 通訊電路設(shè)計
    4.6 人機交互模塊設(shè)計
        4.6.1 按鍵電路
        4.6.2 顯示屏
    4.7 LED報警電路
    4.8 DSP的I/O分配表
    4.9 本章小結(jié)
5 測控保護裝置的軟件設(shè)計
    5.1 操作系統(tǒng)的選擇
    5.2 主程序設(shè)計
    5.3 多任務(wù)設(shè)計
        5.3.1 故障保護任務(wù)
        5.3.2 信號采樣任務(wù)
        5.3.3 信號處理任務(wù)
        5.3.4 啟動判據(jù)任務(wù)
        5.3.5 數(shù)據(jù)通訊任務(wù)
        5.3.6 按鍵輸入任務(wù)
        5.3.7 顯示任務(wù)
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于STM32智能家居系統(tǒng)的無線網(wǎng)關(guān)設(shè)計[J]. 魯玉軍,馮燕.  工業(yè)控制計算機. 2017(08)
[2]反時限過電流保護原理分析及測試方案研究[J]. 韓昱,韓仁義,段璞真,劉云飛,史新華.  電工文摘. 2017(04)
[3]礦用三相異步電動機故障仿真分析[J]. 張景杰.  電氣工程學(xué)報. 2017(07)
[4]零序電流互感器的安裝接線分析[J]. 田成鳳,杜志敏,陳曉旭.  電工技術(shù). 2015(05)
[5]基于DSP的三相組合互感器校驗儀的設(shè)計[J]. 海志華,張旭飛,錢輝敏.  自動化與儀器儀表. 2015(01)
[6]永磁同步電機不對稱運行負序分量特性分析[J]. 張志艷,馬宏忠,鐘欽,趙利軍.  電測與儀表. 2014(16)
[7]基于二階不對稱矩陣的異步電動機定子匝間短路故障建模與分析[J]. 唐守杰,鄒海榮,王朋,劉婉.  上海電機學(xué)院學(xué)報. 2014(04)
[8]關(guān)于微機型小電流接地選線裝置誤動作的原因探究[J]. 白濤.  科技資訊. 2014(07)
[9]基于ARM7與uClinux嵌入式智能終端系統(tǒng)[J]. 艾紅.  自動化與儀表. 2014(02)
[10]基于AD7606的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計[J]. 陶海軍,張一鳴,曾志輝.  工礦自動化. 2013(12)

碩士論文
[1]11kW三相異步電動機故障保護裝置的研究[D]. 孫磊.湖北工業(yè)大學(xué) 2015
[2]交流電動機起動及不平衡保護原理研究及建模[D]. 劉海軍.黑龍江大學(xué) 2013
[3]獨立電力系統(tǒng)異步電動機仿真與保護研究[D]. 張仲瑋.華北電力大學(xué)（河北） 2009
[4]太陽能光伏發(fā)電雙模式逆變器控制策略研究[D]. 王彥.山東大學(xué) 2009
[5]基于DSP和uC/OS-Ⅱ的消弧過電壓保護裝置控制器研制[D]. 李本春.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[6]基于虛擬儀器的微機保護實驗系統(tǒng)開發(fā)[D]. 趙文靜.燕山大學(xué) 2009
[7]基于DSP的異步電動機微機保護及故障診斷裝置的研究與開發(fā)[D]. 黃媛芳.西安理工大學(xué) 2009



本文編號：3717439