基于ARM的电动机综合保护装置设计
摘要
本文分析了国内外电动机保护的发展,针对当前电动机保护的现状,介绍了一种嵌入式综合电动机保护装置。该保护装置设计基于ARM嵌入式微处理器,相比于传统的保护装置具有体积小、功耗低、性能高、实时性好等优点,具有较强的实用价值。保护装置可以实时采集电动机的三相输入电压、电流信号,对采样数据进行保护算法计算,监视电动机的工作状态,一旦有故障发生,则进行相应保护动作,及时切断电动机电源。课题完成了基本的硬件系统设计和软件开发。
硬件设计采用S3C2410作为处理器组成电动机综合保护装置,使用S3C2410自带的A/D转换器采集电动机的三相输入电流、电压信号,并通过键盘和LCD显示器完成人机交互。
软件的开发分为开发环境的建立和应用软件设计两个部分。开发环境的建立包含ARM平台的BootLoader和嵌入式Linux的移植,交叉编译环境的建立;应用软件方面包含驱动程序,Qt界面程序,智能保护程序等几个部分。
论文的最后对系统设计所完成的内容进行了总结,并提出了改进方法。
By analyzing the situations of the motor protecting system home and abroad, aiming at today's situation of motor protecting, this thesis shows an embedded motor protecting system. The system based on ARM microprocessor. Comparing to traditional protecting system, this scheme has the characteristics of small volume, low cost, high stability and etc, therefore, it has good applied and development outlook. t.This equipment is able to collect the signals of voltage, current, to make protection algorithm with the sample data, to monitor the motor status, to switch off the motor immediately once there's any troubles. The thesis completed both hardware design and software development.
Hardware aspect, by using S3C2410 as its CPU ,the motor protecting system use the A/D converter of S3C2410 to acquire the input three-phase alternating current and voltage of motor. The human-computer interaction is realized by 4*4 keyboard and LCD screen.
The thesis divides software aspect into two parts: build developing environment and develop applied software. Developing environment includes the replant of BootLoader and embedded Linux to ARM platform, the building of cross compile environment.Applied software includes drivers,Qt interface program and intelligentialized protecting program.
At the end, the thesis summarized the completed works, and gives the method of further improves.
硬件设计采用S3C2410作为处理器组成电动机综合保护装置,使用S3C2410自带的A/D转换器采集电动机的三相输入电流、电压信号,并通过键盘和LCD显示器完成人机交互。
软件的开发分为开发环境的建立和应用软件设计两个部分。开发环境的建立包含ARM平台的BootLoader和嵌入式Linux的移植,交叉编译环境的建立;应用软件方面包含驱动程序,Qt界面程序,智能保护程序等几个部分。
论文的最后对系统设计所完成的内容进行了总结,并提出了改进方法。
By analyzing the situations of the motor protecting system home and abroad, aiming at today's situation of motor protecting, this thesis shows an embedded motor protecting system. The system based on ARM microprocessor. Comparing to traditional protecting system, this scheme has the characteristics of small volume, low cost, high stability and etc, therefore, it has good applied and development outlook. t.This equipment is able to collect the signals of voltage, current, to make protection algorithm with the sample data, to monitor the motor status, to switch off the motor immediately once there's any troubles. The thesis completed both hardware design and software development.
Hardware aspect, by using S3C2410 as its CPU ,the motor protecting system use the A/D converter of S3C2410 to acquire the input three-phase alternating current and voltage of motor. The human-computer interaction is realized by 4*4 keyboard and LCD screen.
The thesis divides software aspect into two parts: build developing environment and develop applied software. Developing environment includes the replant of BootLoader and embedded Linux to ARM platform, the building of cross compile environment.Applied software includes drivers,Qt interface program and intelligentialized protecting program.
At the end, the thesis summarized the completed works, and gives the method of further improves.
引文
[1]孔惠.智能综合保护器的研究.煤炭科学技术,1997.4:24-27
[2]沈标正.电机故障诊断技术.机械工业出版社,1997.5:1-58
[3]刘阐词.煤矿电机烧毁的原因与防止对策.河北煤炭,2002.5:57-58
[4]J.J.Kumm.M,S.Weber,E.O.Schweiter.Predicting the optimum routine test interval for protective relays.IEEE Transaction On Power Delivery,1995,10(2):659-664
[5]S.C.Bell,S.D.J.McArthur,J.R.McDonald.Model-based analysis of protective system performance.IEEProc-Gener.Transm.Distrib,1998,145(5):547-551
[6]彭涛,曹卫全,柳树林.三相异步电动机的故障与保护.电器开关,2006.5:1-6
[7]刘一江,易理刚.高压异步电动机微机型综合保护研究.中小型电机,2000,27(2):30-31
[8]孙纪坤,张小全.嵌入式Linux系统开发技术详解——基于ARM.人民邮电出版社,2006.7:18-19
[9]Samsung Electronics S3C2410X 32-Bit RISC Microprocessor User's Manual,Revision 1.1
[10]张绮文,谢建雄,谢劲心.ARM嵌入式常用模块与综合系统设计——实例精讲.电子工业出版社,2007.5:220-223
[11]优龙公司.ST2410使用手册.2003
[12]李驹光.ARM应用系统开发详解.清华大学出版社,2003
[13]赵炯.Linux内核完全注释.机械工业出版社,2004
[14]倪继利.Linux内核分析及编程.电子工业出版社,2005
[15]李善平.Linux内核2.4版源代码分析大全.机械工业出版社,2002
[16]毛德操,胡希明.LINUX内核源代码情景分析.浙江大学出版社,2001
[17]Wookey,Tak-Shing.Porting the Linux Kernel to a New ARM Platform.
[18]孙天泽,袁文菊,张海峰.嵌入式设计及Linux驱动开发指南-基于ARM9处理器.电子工业出版社,2005
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[21]Xteam(中国)软件技术有限公司.Qt程序设计.清华大学出版社,2002.3
[22]徐英慧.ARM9嵌入式系统设计.北京航空航天大学出版社,2007
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[24]王进德.嵌入式Linux程序设计与应用案例.中国电力出版社,2007
[25]林晓飞,刘彬,张辉。基于ARM嵌入式Linux应用开发与实例教程.清华大学出版社,2007
[26]罗苑棠,杨宗德.嵌入式Linux应用系统开发实例精讲.电子工业出版社,2007
[27]锐极电子科技有限公司.ARM&Linux嵌入式系统开发详解.北京航空航天大学出版社,2007
[28]田泽.ARM9嵌入式Linux开发实验与实践.北京航空航天大学出版社,2006
[29]倪继利.Qt及Linux操作系统窗口设计.电子工业出版社,2006
[30]Jonatban Corbet.Alessandro Rubini&Greg Kroab-Hartman.LINUX设备驱动程序.中国电力出版社,2006
[31]周立功,陈明计,陈渝著.ARM嵌入式Linux系统构建与驱动开发范例.北京航空航天大学出版社,2006
[32]陈赜.ARM 9嵌入式技术及Linux高级实践教程.北京航空航天大学出版社,2005
[33]李善平,刘文峰,王焕龙.Linux与嵌入式系统.清华大学出版社,2003
[34]马忠梅.ARM&Linux嵌入式系统教程.北京航空航天大学出版社,2004
[35]徐千洋.Linux C函数库参考手册.中国青年出版社,2002
[36](美)霍拉鲍夫(Craig Hollabaugh).嵌入式Linux:硬件、软件与接口.电子工业出版社,2003
[37](加拿大)Jasmin Blanchette,(英)Mark Summerfield.C++GUI Qt 3编程。北京航空航天大学出版社,2006
[38]黄国伟.三相异步电动机的故障和修理.水利电力出版社,1978
[39]赵家礼.电动机故障诊断与修理.机械工业出版社,1993.12
[40]李玉波,朱自强,郭军.Linux C编程.清华大学出版社,2005
[41]许海燕,付炎.嵌入式系统技术与应用.机械工业出版社,2002
[42][美]巴耳(Michad Barr).C/C++嵌入式系统编程.中国电力出版社,2001
[43][美]Michael J.Pont.C语言嵌入式系统开发.中国电力出版社,2003
[44]符意德,陆阳.嵌入式系统原理及接口技术.清华大学出版社,2007
[45]苏东.主流ARM嵌入式系统设计技术与实例精解.电子工业出版社,2007
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