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(多图) 基于DSP的智能电机保护器设计

来源:微计算机信息/施慧莉 张雪娟?? 2006年08月08日 ?? 收藏0

?????? 前言

?????? 由于生产自动化及各种自动控制、顺序控制设备的出现,要求电机经常运行在频繁的起动、制动、正反传、间歇以及变负荷等各种方式。电机的运行要求越来越高。同时,由于电机与配套机械连在一起,当电机发生故障时,经常波及生产系统。因此,对电机实行有效的保护是保证生产系统正常工作的一项重要任务。

?????? 随着科学技术的发展,电机保护装置中逐渐使用了电子保护装置。在国外,目前电子保护装置已在电力系统和电机保护装置中获得了广泛应用,国内也开始推广[1]。电子保护装置的优点是:基本上由静止元件组成。它动作速度快,不存在机械位移和磨损,精度和寿命一般均比有触点继电器高,耐冲击和振动,可靠性好。另外,电子电路动作功率小,灵敏度高。

?????? 数字信号处理器(DSP)具有流线型操作功能和单周期完成乘法的结构,由其组成的系统能实时

进行频谱分析。高速14位A/D转换器MAX126带多路开关和采样保持器,非常适用电机信号的采集。为了实现对电机的可靠保护,提出了以TMS320LF2407的为核心,对过载、轻载、不平衡、断相、过压和欠压等常见故障具有综合检测保护功能的智能电机保护器

?????? 1 系统基本原理和设计思想

?????? 电机运行中常常会出现不正常的运行状态。这些不正常的运行状态包括:过载、堵转、短路、轻载、不平衡、断相、过压、欠压和漏电。电机保护是在检测三相电压UA、UB、UC,三相电流IA、IB、IC和漏电流IL的基础上做出的。具体过程如下:

?????? (1)? 设置各个参数,由PC机发出控制信号;

?????? (2)? 采样三相电压、三相电流和漏电流,得到实时值;

?????? (3)? 利用FFT算法对数据进行处理和计算,得到三相电压、电流的有效值、有功功率、无功功率以及功率因数;

?????? (4)? 判断电机是否处于不正常的运行状态;

?????? (5)? 通过RS-485接口把数据发送到显示部分,显示在LCD上。

?????? 系统的硬件框图如图1所示。CPU选用TI公司的TMS320LF2407,其丰富的硬件资源在系统中得到了充分的应用,加上少量的外围器件,就构成了一个功能完善、简便适用的系统。

???????????????????????????????? 硬件框图
????????????????????????????????????????????????????????????? 图1 硬件框图


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DSP? 智能? 保护器?

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