基于单片机控制的三相电保护器的设计.pdf

三相电机保护器是近年来发展起来的新型电子式保护装置，主要负责对电机进行过载、缺相、过压、欠压、堵转、漏电、接地及三相不平衡等多种故障的保护。由于其具备保护精度高、节电、动作灵敏、工作安全可靠等优点，逐渐成为传统热继电器的理想替代品。该保护器通常由电流互感器、比较电路、单片机及出口继电器等部分组成。电流互感器的作用是将电机电流变化线性地反映至采样端口，通过整流、滤波等环节转换成直流电压信号，并与给定保护参数进行比较处理。最终单片机回路处理信号，驱动功率回路的继电器动作，实现对电机的保护。 系统核心是单片机，文中提及使用AT89S52单片机作为控制核心，这一选择考虑到成本与开发的便利性。整个保护器的系统框图清晰展示了单片机与其他主要部件的关系。 相序检测方面，该系统利用特定电路来鉴定电源的相序。在正负相序两种情况下，通过分压电路和光电耦合元件，系统可以区分正负相序并进行相应的控制。 电流取样是通过对电流互感器感应出的交流电压进行检波转换成直流电压，该直流电压信号被单片机用于与设定的阈值电压比较，以检测过载、短路等异常情况。 具体来说，过载检测电路由电压比较器及外围元件构成，根据互感器磁化特性设置的阈值电压，可以在超过设定电流值时调整比较器的输出信号。短路检测电路则是由另外的电阻和电压阈值设定，一旦出现电流超过额定最大值的8倍，短路保护功能会被触发。 缺相检测分为开机前后两种情况，开机前利用相序检测电路进行检测，开机后则通过特定电路实现缺相的检测。系统还包括漏电检测电路，用于保护设备的安全运行。当漏电流达到一定阈值时，电路能够发出保护信号。 显示部分电路包括LED发光二极管，由I/O端口直接驱动。系统设计还包含了软件部分，使用主程序和延时程序的结构简化了程序设计，提升了控制的便利性。 综合来看，这项设计的三相电机保护器能较好地解决传统保护器功能单一的问题，通过对常见电机损害情况的分析，制作了综合的保护电路。在使用时，能够对电机可能出现的多种故障做出快速响应，从而有效保护电机不受损害，保障了电动机的安全运行。保护器的设计同时注重了成本控制和开发便捷性，采用市场上常见的AT89S52单片机作为控制核心，体现了设计的实用性和经济性。