计参数调整子程序设计故障处理子程序设计系统菜单式操作界面设计第章电动机保护器实验及可靠性验证电动机保护器测量精度测试实验电动机保护器过流保护实验分段保护电动机保护器电压保护实验电动机保护器轻载保护实验电动机保护器实验总结第章总结及展望参考文献致谢附录电动机保护器原理图附录电动机保护器图届测控技术与仪器专业毕业设计论文第章绪论电动机保护器研究的背景及意义在重要的工矿企业中，交流电动机作为原动力和执行器，得到了广泛应运。

供电系统的电能是通过电动机消耗的。

由于交流电机具有结构简单制造方便运行可靠以及价格低廉等优点，因而被广泛应用。

电动机所带的负载种类繁多，且往往是整个设备中的关键部分，因而，电动机的安全稳定运行具有十分重要的意义。

在实际的生产环境中，由于电网波动，负载冲击以及外界环境高温高湿粉尘等的影响，导致电动机的安全运行受到很大的威胁。

电动机的故障或不正常运行轻则影响设备功能重则造成设备损坏和其它安全事故，引起重大的经济损失，电动机保护器的研究就显得十分必要。

据有关方面统计，全国每年电动机损毁数量在万台以上，仅电动机的维修费用就在百亿元以上，因电动机不正常工作所造成的耗电量高达数十亿，间接经济损失更是数目惊人。

而且这数字还在不断增长。

另外，由于现代电动机设计生产技术的提高，电动机的体积越来越小，导致电机内部电流密度显著增加再加上现代化的生产工艺往往要求电动机经常在频繁的启动制动正反转以及变负荷等多种状态下切换运行，电动机出现故障的概率更加难以确定，故障后导致的后果也更加严重。

因此，无论从安全的角度还是从经济的角度来看，电动机保护器的研究有着深远的意义。

电动机保护器的历史和现状以熔断器热继电器为主的机械式保护方式热继电器是建国以后从前苏联引进技术开发的金属片机械式电动机过载保护器，是长期以来我国电动机保护器所采取的主要技术方法。

届测控技术与仪器专业毕业设计论文这种电动机保护器由熔断器接触器断路器及热继电器组成，控制方式主要分为以下四种熔断器交流接触器热继电器断路器交流接触器热继电器熔断器断路器熔断器断路器交流接触器热继电器。

热继电器是用于保护电动机因过载引起过电流的装置。

热继电器在电子技术尚不发达的时代曾是电机过载保护的首选产品，利用的是双金属片热效应原理双金属片是由两片不同膨胀系数的金属铆合而成，通过的电流使它们产生热量，并向膨胀系数小的边弯曲，弯曲的程度和电流的大小成正比，当电流超过热继电器整定电流的定时间就会启动其中的脱扣装置，从而起到切断主回路达到保护基十单片机控制的电动机保护器设计的目的。

热继电器具有反时限特性和结构简单安装方便等优点同时，它也有定的缺陷，由于材料的热滞后效应导致热继电器有保护时滞和对轻微堵转过载保护欠佳的缺点。

由于上述缺点电动机容易长期运行在轻微过载状态，使电动机绕组产生热积累，绕组温升超过额定值，绕组绝缘老化，影响电动机使用寿命。

另外，受制造工艺限制，热继电器的性能有定的分散性，动作曲线与电动机实际保护曲线不协调，使电动机有效功率下降，严重时还会导致误动作。

正因为如此，这种传统的电动机保护方法正在被逐步淘汰，新设备上已基本看不到它的身影。

普通电子式电动机保护器从上个世纪七八十年代开始，随着半导体技术电子技术的发展及广泛应用，批的基于分立电子元件和中小规模集成电路的新型电动机保护产品应运而生。

此类保护器从保护取样方式上大致分为电压取样型和电流取样型。

电压取样型电动机保护器主要针对电动机工作电压进行相应的检测来对电动机进行保护电流取样型电动机保护器通过对电动机的线电流的变化检测来对电动机进行保护。

我国电子式保护器是由晶体管型发展至集成电路型，装置功能基本满足电动机保护的要求。

但是设计思路的限制导致这些电动机保护器仍有些难以克服的缺陷，这主要表现在届测控技术与仪器专业毕业设计论文精度不高。

由于整个保护器是由众多分立元件集合而成，任何个元件的性能都回对整个系统产生很大影响。

各个元器件之间连线繁杂，在复杂电磁环境中极易受到干扰，对温度的敏感性也很高，这常常导致保护器不能正常工作。

无法实现参数存储通信等功能。

受器件功能影响，在由分立元件构成的电动机保护器上无法实现像参数记录，实时通信这样的高端功能，这也限制了这类保护器的应用范围。

另外，整个保护装置中的元件节点众多，大大增加了系统的故障点，导致保护器调试困难。

智能型电动机保护器目前，微机化的智能电机保护器开始逐渐取代传统的保护器，成为电机保护器的主流。

智能电机保护器作为种实时控制装置，要求系统必须在明确的有界时间范围内，对故障信号做出响应，及时准确地实施保护。

实时性是保护器系统的关键性能，它决定了对电动机故障的检测灵敏度以及输出保护信号的准时性，直接影响了电动机的安全运行。

随着微电子技术的深入发展，大规模乃至超大规模集成电路成果同新月异。

以微控制器数字信号处理器可编程逻辑控制器等为代表的智能型控制器不断进步，在国民经济的各个领域都取得了重大成果。

基于智能型控制器的电动机保护器与前两种保护方式相比具有先天的优势。

这种智能化电动机保护装置具有处理速度快智能化程度高等优点，可以实施各种非常复杂的算法和各种保护功能由于能够方便地实现自检测试功能从而减少了装置的维修工作量，避免了因装置缺陷引起的保护不正确动本次运行参数时间信息故障类型存入故障信息记录区将故障信息送液晶显示器显示关软件定时器中断，停止采样返回置短路故障标记短路故障启动计时届测控技术与仪器专业毕业设计论文图系统菜单式操作界面监控信息显示界面事件报告显示界面参数设置事件报告产品信息故障故障故障故障保护参数设置电机参数设置故障故障类型动作值短路倍数堵转倍数过压倍数欠压倍数额定电压额定电流额定功率绕组接法显示产品型号显示软件版本号显示制造商显示出厂日期过流反时限保护过载倍数动作时限增加数据点主菜单产品信息显示界面保护参数设置界面电机参数设置界面参数设置菜单届测控技术与仪器专业毕业设计论文故障处理子程序设计故障处理子程序主要任务是根据最近采集到的数据按下列顺序依次进行故障判断。

故障判断顺序依次为短路堵转断相过压欠压过载。

故障处理子程序流程图如图所示系统菜单式操作界面设计本系统的显示接口采用点阵的液晶显示模块，满屏共可显示个汉字点阵或个字符，为系统的设计菜单式操作界面提供了硬件基础。

本系统菜单式操作界面设计如图所示图中仅列部分界面。

当系统开机稳定后显示主菜单，当按下确定键后，系统进入监控保护状态，显示界面以监控信息显示界面格式显示当系统出现故障后以事件报告显示界面格式报告故障。

菜单项的识别主要是通过菜单页面标记以及该菜单的子菜单标记和扫描到的键值这三个要素来确定。

届测控技术与仪器专业毕业设计论文第章电动机保护器实验及可靠性验证电动机保护器整体设计制作完成之后，为验证其保护实际性能是否达到设计要求，在实验室条件下对其进行了系列的性能测试。

电动机保护器测量精度测试实验试验通过标准电源给电动机保护装置输入不同的电压电流模拟电动机运行的各种工况。

然后测试电动机保护装置的测量精度和灵敏度。

实验数据如表所示。

表电动机保护器测量精度测试实验数据标准源设定参量实际测量值误差电动机保护器过流保护实验分段保护电动机保护器整定值与整定时间设定段定值，段延时段定值，段延时，过流保护实验数据如表所示。

届测控技术与仪器专业毕业设计论文表电动机过流保护实验数据设定参量过流保护延时时间现象段，段保护都不动作。

无动作。

段，段保护都不动作。

段保护继电器动作，显示并报警。

无动作。

段保护继电器动作，显示并报警。

段保护继电器动作，显示并报警。

无动作。

电动机保护器电压保护实验电动机保护器电压保护整定值，整定时间设定欠压定值，过压定值电压延时额定电压。

表电动机保护器电压保护实验数据设定参量电压保护延时时间现象无动作。

过压显示报警，继电器动作。

无动作。

欠压显示报警，继电器动作无动作。

届测控技术与仪器专业毕业设计论文电动机保护器轻载保护实验设定额定电流设定整定电流。

实验数据如表所示。

表电动机保护器轻载保护实验数据设定参量轻载保护动作时间现象无动作轻载显示报警，保护继电器动作无动作电动机保护器实验总结本实验是在实验室，通过标准电源给电动机保护装置输入不同的电压电流模拟电动机运行的各种工况，对电动机保护器测量的精度，以及过流保护电压保护轻载保护等性能进行检测。

由保护器精度测试实验可以看出保护器的测量精度比较高，误差范围非常小，灵敏度比较高。

由保护器保护性能测试实验可以看出保护器保护动作正确率达到。

本电动机保护器的实际效果达到了本论文设计的要求。

届测控技术与仪器专业毕业设计论文第章总结及展望电动机在工农业生产中被广泛应用，但是其高故障率对工农业生产造成巨大的经济损失，因此在分析传统电动机保护装置不尽完善的基础上，研制功能完善可靠性高的电动机保护装置己经成为必要。

本论文以微控制器为核心的电动机智能保护器为研究对象，在查阅了大量数据资料的基础上对电动机智能保护器的软件硬件系统做了详细的设计，做了大量的工作，主要取得以下成果查阅大量的文献数据以及其它资料，在此基础上对国内外电动机智能保护器的发展现状作出了合理的分析，提出了以单片机为核心处理器的电动机智能保护器解决方案。

通过对电动机基本运行原理的深入分析，得到三相异步电动机的等效电路，从等效电路入手分析了电动机的常见故障及其判断方法。

结合单片机的特点，对系统的采样方案及其实现方法进行了反复的研究。

在以上成果的基础上，设计了以单片机为控制核心的电动机保护装置硬件电路。

给出了基于单片机的系统软件的完整实现方案。

本文所设计的电动机智能保护装置还有许多需要改进之处，以进步提高性能。

具体有以下几个方面深入挖掘