本文關(guān)鍵詞：采用PIC單片機的真空斷路器控制器設(shè)計研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：真空斷路器是供配電網(wǎng)絡(luò)中重要的電氣設(shè)備,對配電網(wǎng)的安全運行起著重要的作用。近年來隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展,配電網(wǎng)也逐步開展了智能化進程。然而,真空斷路器的傳統(tǒng)控制多為通過繼電器實現(xiàn)控制,近年來,基于單片機控制的操動機構(gòu)控制器也有所發(fā)展,但功能較少,且由于所處電磁環(huán)境較為復(fù)雜,在實際運行中有時會出現(xiàn)因電磁干擾導(dǎo)致的誤動問題。因此研制功能豐富、抗干擾能力強的真空斷路器操動機構(gòu)控制器對配電網(wǎng)的智能化及電器制造行業(yè),均具有重要的研究意義和工程應(yīng)用價值。本文首先介紹課題的研究背景以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,分析了真空斷路器操動機構(gòu)控制器的功能特點及發(fā)展趨勢,并根據(jù)目前的研究現(xiàn)狀,設(shè)計了一款以PIC16F877A單片機為核心的真空斷路器控制器。在研制時采用了模塊化的設(shè)計思路,不僅使得控制器具有較強的功能擴展能力,同時也簡化了設(shè)計過程。論文針對操動機構(gòu)的控制器進行了功能分析和總體設(shè)計,以此為基礎(chǔ),重點設(shè)計和實現(xiàn)了分合閘執(zhí)行功能模塊、電源供電模塊、濾波模塊、液晶顯示模塊、充電電容電壓檢測和存儲模塊,等。對應(yīng)的軟件設(shè)計方面也采用了模塊化設(shè)計思路,將各功能的軟件控制盡量獨立化,類似于硬件模塊,各軟件模塊也有相對獨立接口,便于今后的功能擴展�；谠撍悸�,論文在軟件設(shè)計方面重點實現(xiàn)了顯示子程序、采樣子程序、信號處理子程序、自檢子程序、存儲和掉電保護子程序等功能模塊。在設(shè)計軟件系統(tǒng)時,針對硬件系統(tǒng)的一些運行方式或者功能特點,軟件系統(tǒng)在設(shè)計時采用的軟件是MPLAB V8.80,重點設(shè)計了顯示、采樣、信號處理、自檢程序和存儲等幾個模塊,將每個模塊的功能進行了分析并采用程序流程圖的方式將各個程序的設(shè)計展示了出來。本文分析了真空斷路器工作時所處的復(fù)雜電磁環(huán)境,研究了控制器的軟件和硬件抗干擾措施。針對該控制器,重點提出并設(shè)計了控制器屏蔽結(jié)構(gòu),并對控制器所處的電磁環(huán)境進行了仿真和優(yōu)化設(shè)計。取得了屏蔽材料、屏蔽厚度和散熱孔孔徑的最優(yōu)值。針對該控制器進行了基本功能實驗和抗干擾實驗。主要對控制器中的濾波器、電源供電、液晶顯示、分合閘執(zhí)行、充電電容電壓檢測模塊進行了實驗,結(jié)果表明各模塊實現(xiàn)了預(yù)期功能。同時對該控制器分別進行了強磁場和強電場環(huán)境下的抗干擾實驗,并進行了對比研究,結(jié)果表明所采用的軟硬件抗干擾措施基本能實現(xiàn)電磁屏蔽功能。
【關(guān)鍵詞】：控制器 單片機 系統(tǒng)設(shè)計 抗干擾 屏蔽罩
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM561.2;TP368.1
【目錄】：

• 摘要11-13
• ABSTRACT13-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 斷路器簡介15-16
• 1.2 國內(nèi)外斷路器的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢16-20
• 1.3 斷路器控制器20-22
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容22-23
• 第二章 控制器硬件設(shè)計23-32
• 2.1 硬件設(shè)計思路23-25
• 2.2 各硬件功能模塊設(shè)計25-30
• 2.2.1 輸入信號調(diào)理模塊25-26
• 2.2.2 電源模塊26-28
• 2.2.3 顯示模塊28
• 2.2.4 分合閘執(zhí)行模塊28-29
• 2.2.5 電容電壓檢測模塊29-30
• 2.2.6 存儲模塊30
• 2.3 PCB電路板設(shè)計原則30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 控制器軟件設(shè)計32-39
• 3.1 軟件設(shè)計概述32
• 3.2 軟件設(shè)計32-38
• 3.2.1 主程序設(shè)計32-33
• 3.2.2 顯示模塊33-34
• 3.2.3 采樣模塊編程34-35
• 3.2.4 信號處理35
• 3.2.5 自檢程序設(shè)計35-36
• 3.2.6 存儲模塊的程序設(shè)計36-37
• 3.2.7 掉電保護設(shè)計37-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第四章 控制器抗干擾設(shè)計39-51
• 4.1 干擾因素39-40
• 4.2 控制器的軟件抗干擾措施40-41
• 4.3 控制器的硬件抗干擾措施41-44
• 4.4 電磁屏蔽仿真44-50
• 4.4.1 屏蔽罩材料選擇45-47
• 4.4.2 屏蔽罩厚度的選擇47-48
• 4.4.3 散熱孔孔徑的選擇48-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第五章 功能及抗干擾實驗51-64
• 5.1 功能實驗51-55
• 5.1.1 電源模塊51-52
• 5.1.2 濾波模塊52
• 5.1.3 顯示模塊52-53
• 5.1.4 直接動作和檢測信號動作53-55
• 5.1.5 電容電壓檢測模塊55
• 5.2 抗干擾實驗55-63
• 5.2.1 在電場環(huán)境下實驗60-61
• 5.2.2 在磁場環(huán)境下實驗61-63
• 5.3 本章小結(jié)與誤差分析63-64
• 5.3.1 本章小結(jié)63
• 5.3.2 誤差分析63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 總結(jié)64
• 6.2 展望64-66
• 附錄66-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果77-78
• 附件78

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