三相电动机智能保护器的研究
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摘要
电动机保护装置采用热继电器已有很长的历史，但热继电器在电机的轻过载区存在着“保护死区”，而且对断相保护在许多情况下起不到保护作用。常规电子式保护器，动作稳定性与热继电器相比有了质的飞跃。特别是近年来我国电子式电动机保护器已有了一定的发展，越来越多的用户开始尝试选用电子式热保护器来取代传统的以发热、变形带动机构动作为原理的双金属片式热继电器。但是常规电子式保护器无法实现与电机热过载保护特性曲线相匹配的反时限特性保护，只能实现“单点式”保护，无法保护启动过程中出现的故障。
本文应用集成电路设计以及单片机控制的各种知识，根据电动机的工作特性对三相电动机智能保护器进行了比较深入的研究。利用功能强大的单片机技术，完成智能保护器的硬件电路设计，并编制完整的电动机保护程序，最终实现过压、欠压、过载等多种保护功能，弥补了传统保护器的许多缺陷。
这种产品由于功能完善且可靠性高，必定会给配电控制系统带来好处，可以带来巨大的社会效益，另一方面也能为产品的制造厂家带来可观的经济效益。
The protector of electromotor have used heat relay for a long time, but heat relay not only has a dead area in the light over-loading area, but also can't protect open phase under so much circumstances. The operation stability of routine electronic protector has been improved in essence, especially for the improvement of our electronic protector. More and more users begin to use electronic heat relay to replace routine double sheet metal heat relay which drove the machine through radiation and diatortion. But routine electronic protector can't realize the protection for counter time limit, which is matching with the graph of heat over-loading protect. It can only realize "single point protection" and can't protect the failure happened during
start-up.
According to the working characteristic of electromotor, this paper gives deeper investigation to protector of three phase electromotor, applying knowledge of VLSI design and singlechip control. Using the powerful singlechip technology, completing the hardware design of the intelligentized protector and working out the whole protective program. At last, realizing several protective functions, such as over voltage, lack of voltage and over load, and making up many disadvantages of routine protector.
This kind of product can bring benefit to control system of switchboard owing to the perfect function and high reliability. It can bring not only huge social benefit, but also considerable economic benefit.
本文应用集成电路设计以及单片机控制的各种知识，根据电动机的工作特性对三相电动机智能保护器进行了比较深入的研究。利用功能强大的单片机技术，完成智能保护器的硬件电路设计，并编制完整的电动机保护程序，最终实现过压、欠压、过载等多种保护功能，弥补了传统保护器的许多缺陷。
这种产品由于功能完善且可靠性高，必定会给配电控制系统带来好处，可以带来巨大的社会效益，另一方面也能为产品的制造厂家带来可观的经济效益。
The protector of electromotor have used heat relay for a long time, but heat relay not only has a dead area in the light over-loading area, but also can't protect open phase under so much circumstances. The operation stability of routine electronic protector has been improved in essence, especially for the improvement of our electronic protector. More and more users begin to use electronic heat relay to replace routine double sheet metal heat relay which drove the machine through radiation and diatortion. But routine electronic protector can't realize the protection for counter time limit, which is matching with the graph of heat over-loading protect. It can only realize "single point protection" and can't protect the failure happened during
start-up.
According to the working characteristic of electromotor, this paper gives deeper investigation to protector of three phase electromotor, applying knowledge of VLSI design and singlechip control. Using the powerful singlechip technology, completing the hardware design of the intelligentized protector and working out the whole protective program. At last, realizing several protective functions, such as over voltage, lack of voltage and over load, and making up many disadvantages of routine protector.
This kind of product can bring benefit to control system of switchboard owing to the perfect function and high reliability. It can bring not only huge social benefit, but also considerable economic benefit.
引文
[1]周小方 白炳良．智能三相电机保护器的研制，《漳州师范学院学报》，1999年，第12卷第3期：41—43
[2]陈岱 孙秋波．新型矿用智能化电动机综合保护器．《江苏煤炭》，1998年，第4期：19—20
[3]郭广新 李金宽 魏杰．智能型数字化系列电机保护器的推广及应用．《中国棉花加工》，2000年，第2期：24—25
[4]钱仰德．低压电动机保护器现状与探讨．《农村电气化》，1997年，第8期：18
[5]周明 单永磊 丛林．高性能自动限电保护器的设计．《山东电子》，1997年，第2期：19—20
[6]孔惠．智能综合保护器的研制(煤炭部自然基金资助项目)．《山东矿业学院硕士论文》，1997年
[7]徐树生 赵一秦 蔡亮等．JRD型电动机综合保护器．《煤矿设计》，2000年，第10期：15—16
[8]徐树生 孟坚．JRD22型电动机综合保护器．《石油工程建设》，1999年，第3期：48—50
[9]何杰生．ZLDB电动机保护器性能分析与改进．《机床电器》，1999年，第6期：32—33
[10]安徽巨森电器有限公司．JPB组合式过电压保护器产品简介．《电瓷避雷器》，1999年，第6期：43—45
[11]杨重威．新式电子式电机保护器取代热继电器．《东北电力技术》，1997年，第1期：62—63
[12]高志华 沈小丽．PIC单片机在漏电流保护器中的应用．《中国计量学院学报》，1999年，第1期：84—88
[13]朱桂荣 戴苏明．交流异步电机保护器的可靠性及抗干扰设计．《苏州丝绸工学院学报》，2000年，第20卷第4期：51—54
[14]许志红 张培铭．智能电动机控制与保护器的研究．《继电器》，1998年，第26卷第6期：22—34
[15]樊利军 田柏林 张春芝．插值法在智能电动机过载保护中的应用．《煤矿安全》，2001年，第6期：34—35
[16]刁仁显．JDB系列多功能电动机节电保护器的运用．《节能》，1997年，第4期：26—27
[17]辅阳．巴马格公司在涤纶长丝设备采用的电子继电器简介．《机床电器》，1999年，第6期：34
[18]邱振民 潘文正 毛兴武等．SIDACtor双向瞬态过电压保护器及其应用．《国外电子元器件》，1999年，第12期：8—17
[19]薛金柱 张艳兰 李云亭．高精度增安型电动机保护器．《河南科技》，1997年，第3期：23—24
[20]刘克琦．DDB-X型电动机多功能保护器的设计与应用．《哈尔滨铁道科技》，1999年，第4期：25—26
[21]毛建中．电机保护器的功效．《机床电器》，1998年，第5期：56
[22]袁智勇．增安式电机用电子式保护器．《爆炸性环境电气防爆技术》，1998年，第4期：42
[23]张清．电动机保护及多功能保护器．《机床电器》，1998年，第3期：33—35
[24]赵鹏 李志刚．AD536A的性能及其应用．《自动化与仪表》，2002年，第17卷第6期：24—25
[25]夏天伟 任继武 苏海波．智能脱扣器的研究．《电工技术杂志》，2001年，第4期：23—25
[26]张振荣等．(MCS-51单片机原理及实用技术》．人民邮电出版社，2000年：231—241
[27]王幸之等．(8051／8098单片机原理及接口设计》．兵器工业出版社，1997年：
[28]张积东等．《单片机51／98开发与应用》．电子工业出版社，1994年：
[29] 高海生 杨文焕．《单片机应用技术大全》．西南交通大学出版社，1996年
[30] 王福瑞等．《单片微机测控系统设计大全》．北京航空航天大学出版社，1998年
[31] 潘新民等．《单片微型计算机实用系统设计》．人民邮电出版社，1992年
[32] 杨旭尔等．《实用电子电路精选》．化学工业出版社，1999年
[33] 中国集成电路大全编写委员会．《中国集成电路大全》．国防工业出版社，1990年
[34] 李杰猷主编，《8098单片机原理与应用》．机械工业出版社，1994年
[35] 席颖．可通信限时速切继电器的研究．《河北工业大学硕士论文》，2002年：19—26
[36] 贝能科技SK5279产品说明书，http://www.mcusolution.com/download/softdatum.htm
[37] 张涛 陈红新 徐英．新型的键盘显示芯片—SK5279A的应用．《仪表技术与传感器》，2002年，第7期：32—34
[38] 范逸之．《Visual Basic与分布式监控系统—RS—232／485串行通信》．清华大学出版社，2002年：1—6
[39] 刘涛 马积勋 廉海涛．利用RS—485通讯协议实现PC机与单片机的多点通讯．《现代电子技术》，2002年，第5期总第136期：86—87 90
[40] 姚晴林等．工业PC机和80C196利用RS-485接口实现多机通信．《合肥工业大学学报》，1997年，第20卷第2期：23—27
[41] 李国栋 李永新．RS-485串行通讯接口芯片MAX1480在单片机系统中的应用．《中国仪器仪表》，1998年，第6期：40—42
[42] 唐新平等．最简连接的RS—232与RS—485转换器电路设计．《兵工自动化》，1999年，第4期：55—57
[43] 杨颀 孟志强 彭永进．基于MAX1044和MAX485的RS232—RS485转换器．《湖南大学学报》，2002年，第29卷第3期：84—88
[44] 樊俊峰 尹斌．简易RS—232／RS—485智能转换器．《通信技术》，2002年，第5期总第125期：52—54
[45] J.L.W Kessels. Two Designs of a Fault Tolerant Clocking System. IEEE TRANSACTIONS ON COMPUTERS, Vol. C-33, No. 10, October, 1984.
[46] 龚淑秋 高有华 李忠波等．电子式电动机保护装置反时限特性的研究．《自动化与仪器仪表》，2002 年，第4期：42—44
[47] 王钦．《Visual Basic 6.0入门与提高》．人民邮电出版社，2002年：77—130
[48] 王幸之 王雷 翟成等编著．《单片机应用系统抗干扰技术》．北京航空航天大学出版社，2000年：330—348
[49] 姚胜兴．“看门狗”技术与水泥厂单片机应用系统抗干扰措施．“电工技术杂志”，2000年，第1期：39
[50] 孔惠等．智能综合保护器的研究．《煤炭科学技术》，1997年，第25卷第4期：24—27
[51] A.L. Goel, Software Reliability Models: Limitation and Application, IEEE Transaction on Software Engineering, Vol. SE-11, No. 12, Dec. 1985
[52] F.W. Scholj: Software Reliability Modeling and Analysis, IEEE Transaction on Software Engineering, Vol. SE-12, No. 1, January 1986
[2]陈岱 孙秋波．新型矿用智能化电动机综合保护器．《江苏煤炭》，1998年，第4期：19—20
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[4]钱仰德．低压电动机保护器现状与探讨．《农村电气化》，1997年，第8期：18
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[44] 樊俊峰 尹斌．简易RS—232／RS—485智能转换器．《通信技术》，2002年，第5期总第125期：52—54
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[46] 龚淑秋 高有华 李忠波等．电子式电动机保护装置反时限特性的研究．《自动化与仪器仪表》，2002 年，第4期：42—44
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[50] 孔惠等．智能综合保护器的研究．《煤炭科学技术》，1997年，第25卷第4期：24—27
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[52] F.W. Scholj: Software Reliability Modeling and Analysis, IEEE Transaction on Software Engineering, Vol. SE-12, No. 1, January 1986