| 【中文题名】 | 基于PROFIBUS通信的电机综合保护 |
| 【英文题名】 | Comprehensive Protection of Motor Based on PROFIBUS Communication |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-9-20 |
| 【中关键词】 | 电机保护,PROFIBUS总线,SPC3,故障诊断,对称分量法, |
| 【英关键词】 | Motor protection,PROFIBUS bus,SPC3,Fault diagnosis,Symmetrical components method, |
| 【分类导航】 | 工业技术>电工技术>电机>交流电机>感应电机> |
| 【论文摘要】 |
感应电动机作为一种应用广泛的动力设备,其保护问题长期以来受到人们的关注。近年来,随着计算机技术与自动控制理论的不断发展,出现了以微处理器为核心的微机综合保护系统。这种新型保护系统与传统的保护系统相比,具有强大的逻辑分析与处理功能、可兼有故障记录与故障分析功能、易于实现网络化管理等显著的优点,成为当前电机保护装置的主要发展方向。本文正是在这一背景下开展对电机综合保护系统的研制和开发工作的。
本文首先采用对称分量法理论分析了电机的各种对称性故障和不对称性故障,在应用中采用了负序和零序电流的检测方法,特别在过载保护上进行了深入的研究。在此基础上实现了针对过载、堵转、短路、断相、逆相、相不平衡等故障的保护。在对多种采样算法进行了深入研究的基础上,采用了半波傅氏算法与Mann-Morrison算法相结合的一种新型快速算法,这就保证了整个电机综合保护系统在运行中的实时性和可靠性。
本文设计的电机综合保护系统以80C196KC 16位单片机为核心,充分利用其强大的信号处理能力,结合电机保护理论完成了具有故障诊断与保护功能的新型电机综合保护系统的设计。
电机综合保护系统用总线芯片SPC3与8... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1章 绪论 |
10-18 |
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1.1 电机的保护方式的发展 |
10-12 |
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1.2 国内外电机保护理论的发展 |
12-14 |
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1.3 PROFIBUS 总线介绍 |
14-16 |
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1.3.1 现场总线概念 |
14 |
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1.3.2 现场总线的优点 |
14 |
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1.3.3 现场总线的发展 |
14-15 |
|
1.3.4 PROFIBUS 概述 |
15-16 |
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1.4 本课题研究的意义与主要内容 |
16-18 |
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第2章 电机保护原理 |
18-36 |
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2.1 保护原理 |
18-29 |
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2.1.1 对称分量法 |
18-19 |
|
2.1.2 负序、零序电流分量的检测 |
19-21 |
|
2.1.2.1 负序电流检测 |
19-20 |
|
2.1.2.2 零序电流检测 |
20-21 |
|
2.1.3 常见故障保护 |
21 |
|
2.1.4 交流感应电机的过负荷保护 |
21-29 |
|
2.1.4.1 电机的发热与温升 |
21-23 |
|
2.1.4.2 传统反时限过负荷保护及其存在的问题 |
23-24 |
|
2.1.4.3 基于解微分方程的导体温升特性 |
24-25 |
|
2.1.4.4 异步电机过负荷保护的数学模型 |
25-27 |
|
2.1.4.5 过负荷保护的动作方程及其比较 |
27-28 |
|
2.1.4.6 异步电机过负荷保护的等效电流 |
28-29 |
|
2.2 采样算法 |
29-36 |
|
2.2.1 常见微机保护交流采样算法 |
29-33 |
|
2.2.2 傅氏算法及改进半波傅氏算法原理 |
33-36 |
|
第3章 综合电机保护装置设计 |
36-49 |
|
3.1 系统总体设计 |
36-37 |
|
3.2 保护模块设计 |
37-41 |
|
3.2.1 输入输出模块的设计 |
38-39 |
|
3.2.1.1 输入模块 |
38 |
|
3.2.1.2 输出模块 |
38-39 |
|
3.2.2 16 位微控制器80C196KC |
39-40 |
|
3.2.3 实时时钟模块 |
40-41 |
|
3.3 人机界面模块 |
41-44 |
|
3.3.1 液晶模块 |
42-43 |
|
3.3.2 键盘模块 |
43-44 |
|
3.4 电机综合保护系统软件设计 |
44-49 |
|
3.4.1 主程序的设计 |
44 |
|
3.4.2 定时器T0 中断服务程序 |
44-48 |
|
3.4.3 自检模块 |
48-49 |
|
第4章 PROFIBUS总线接口设计 |
49-62 |
|
4.1 SPC3 接口芯片简介 |
49-53 |
|
4.2 PROFIBUS 总线接口硬件设计 |
53-55 |
|
4.3 PROFIBUS 总线接口软件设计 |
55-62 |
|
4.3.1 PROFIBUS 总线接口软件整体结构 |
55-56 |
|
4.3.2 SPC3 初始化 |
56-60 |
|
4.3.3 来自主站的输出数据的接收 |
60 |
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4.3.4 输入数据的发送 |
60 |
|
4.3.5 诊断数据的发送 |
60-62 |
|
第5章 实验及结果分析 |
62-67 |
|
5.1 短路实验 |
62 |
|
5.2 缺相及相不平衡实验 |
62-63 |
|
5.3 过载保护实验 |
63-64 |
|
5.4 堵转和起动超时保护试验 |
64 |
|
5.5 过压和欠压保护实验 |
64-65 |
|
5.6 漏电保护实验 |
65 |
|
5.7 误差分析 |
65-67 |
|
结论 |
67-69 |
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参考文献 |
69-72 |
|
致谢 |
72-73 |
|
附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录) |
73-74 |
|
附录B(攻读学位期间所参与的科研项目) |
74-75 |
|
附录C(电路原理图) |
75 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.136885 |
