基于單片機(jī)的智能化斷路器設(shè)計(jì)

1、基于單片機(jī)的智能化斷路器設(shè)計(jì)Design of Intelligent Circuit Breaker Based on MCU學(xué)生姓名：所在學(xué)院：所在專業(yè)：指導(dǎo)教師：職 稱：所在單位：論文提交日期：論文答辯日期：學(xué)位授予單位：目 錄摘 要IABSTRACTII第1章 緒 論11.1 課題背景11.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢11.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀11.2.2 發(fā)展趨勢21.3 智能斷路器的基本原理21.4 本文的主要內(nèi)容3第2章 控制器的硬件設(shè)計(jì)42.1 單片機(jī)系統(tǒng)42.2 電壓、電流互感器62.3 AD轉(zhuǎn)換模塊62.3 人機(jī)交互模塊72.4 溫度檢測與時(shí)鐘電路82.5 通信模塊92.6 本章小

2、結(jié)9第3章 控制器的軟件設(shè)計(jì)103.1 主程序103.2 保護(hù)模塊軟件設(shè)計(jì)113.2.1 三段電流保護(hù)軟件設(shè)計(jì)113.2.2 接地故障保護(hù)軟件設(shè)計(jì)133.2.3 過電壓、欠電壓保護(hù)設(shè)計(jì)143.3 通信模塊軟件設(shè)計(jì)143.4 本章小結(jié)15第4章 控制器的仿真及分析164.1 基于Proteus的保護(hù)仿真模塊164.2 過載長延時(shí)保護(hù)性能測試194.3 短路延時(shí)保護(hù)性能測試194.3 單相接地保護(hù)性能測試204.3 過壓保護(hù)性能測試204.4 本章小結(jié)21結(jié) 論22參考文獻(xiàn)23致 謝25摘 要低壓斷路器是供配電系統(tǒng)中的一種控制與安保裝置，對供電系統(tǒng)起著舉足輕重的作用。本文在斷路器智能功能實(shí)現(xiàn)的基本

3、原理上，對主控制單元進(jìn)行了硬件和軟件的研究與設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)斷路器的智能保護(hù)功能。在學(xué)習(xí)和總結(jié)國內(nèi)外文獻(xiàn)和資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了以Atmel公司的AT89C51芯片作為系統(tǒng)的控制核心，對現(xiàn)場的狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)讀取和判斷，以實(shí)現(xiàn)故障判斷及保護(hù)功能。硬件設(shè)計(jì)主要包括：CPU系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、人機(jī)交互模塊、通信模塊、溫度檢測與時(shí)鐘電路；軟件設(shè)計(jì)包括：三段電流保護(hù)、接地保護(hù)、過電壓和欠電壓保護(hù)、通信模塊等軟件的設(shè)計(jì)。最后，為了驗(yàn)控制器的智能保護(hù)效果，在proteus仿真環(huán)境下搭建了仿真模型，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析，數(shù)據(jù)表明控制器達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：斷路器；智能控制；單片機(jī)；proteu

4、s ABSTRACTLow voltage circuit breakers is a distribution network control and protection devices for safe and reliable operation of the entire power grid plays a vital role. In this paper, the basic principle of intelligent circuit breaker, intelligent control unit hardware and software design, intel

5、ligent circuit breaker protection.On the basis of studying abroad and summary information on the design with Atmels microcontroller AT89C51 bit control core, on-site data collection and real-time judge, in order to achieve fault protection. Hardware design includes: CPU system, data acquisition modu

6、le, AD converter module, human-computer interaction module, communication module, temperature detection and clock circuit; software design includes: three sections designed current protection, ground fault protection design, overvoltage and undervoltage voltage protection design, communication modul

7、e software design. Finally, in order to verify that the protective effect of the controller in proteus simulation software to build a simulation model, and the simulation results are analyzed, the data indicate that the function controllers meet the design requirements.Key words: Breaker；Intelligent

8、 control；MCU；proteus第1章 緒 論第1章 1.1 課題背景隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的迅猛增長，各種高精度電子設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用，對電網(wǎng)的供電質(zhì)量提出了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，這就要求電力行業(yè)不斷更新完善供電技術(shù)，使整個(gè)電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠、高效的運(yùn)行1。斷路器是保護(hù)電網(wǎng)和負(fù)載發(fā)生故障的低壓開關(guān)設(shè)備，對整個(gè)供電系統(tǒng)起到至關(guān)重要的保護(hù)作用。傳統(tǒng)斷路器的保護(hù)功能是通過電磁部件實(shí)現(xiàn)的，其保護(hù)精度差，抗干擾能力低，可靠性不高，若器件故障，容易引起誤動作2。隨著自動化和智能化水平的逐漸提升，早期的斷路器已不能滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的要求。在電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)以及傳感器的發(fā)展推動下，提出了可

9、智能化的斷路器使，使其在性能上得到了質(zhì)的飛躍和發(fā)展。智能斷路器采用高性能的微處理器為主控制芯片，可對電壓、電流、頻率、溫度等各種現(xiàn)場信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣、顯示和處理，其內(nèi)部具有電流保護(hù)、接地保護(hù)、過電壓及欠電壓等保護(hù)功能3。此外，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)置整定值，通常具有故障診斷、故障信息查詢、報(bào)警及實(shí)驗(yàn)等功能。本文主要是基于單片機(jī)的智能斷路器的控制與研究。第2章 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀 國外對電力自動化保護(hù)的研究起步相對較早，在年代中期，由英美等發(fā)達(dá)國家率先提出使用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)電力自動化保護(hù)的概念，但受到當(dāng)時(shí)微處理技術(shù)的制約，該概念在實(shí)驗(yàn)初期就擱置了4。在年代初期，隨著

10、集成電路技術(shù)的不斷成熟，使功能較完備的斷路器得以實(shí)現(xiàn)。到上世紀(jì)末期，電力系統(tǒng)自動化保術(shù)得到了快速的發(fā)展，已經(jīng)在全世圍內(nèi)逐漸推廣。目前，在國外產(chǎn)具有代表性的主要有施耐德公司的系列、公司的系列、梅蘭日蘭的系列、三菱公司的系列、西門子公司的系列。國內(nèi)對于這方面的研究起步較晚，可追上世紀(jì)七、八十年代。目前國內(nèi)的產(chǎn)分為三代：第一代以、等系列產(chǎn)品為代表，由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)功能不完善，所以沒有在市場上得到推廣。第二代主要包括自開發(fā)產(chǎn)品和引進(jìn)產(chǎn)品兩種系列，自開發(fā)系列以、為代表，引進(jìn)技術(shù)系列主要以、系列為代表，其性能較第一代產(chǎn)品得到了相對的提升5。第三代產(chǎn)品則以、等系列為主，其性能與國外年代產(chǎn)品類似。目前，智能化的

11、斷路器在國內(nèi)得到泛的使用，并提出了可通信的智能功能，其主要是在智能化的基礎(chǔ)上加入了總線通信功能，可使斷路器和微控制器進(jìn)行雙據(jù)通信，從而實(shí)現(xiàn)遙控、遙測、遙遙訊的功能6。1.2.2 發(fā)展趨勢根據(jù)國內(nèi)外的產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展方向，目前斷路器的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：1、 智能化及功能多樣化智能化就是在斷路器用微處理器技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)自身的保護(hù)功能，還可對現(xiàn)場的各種信息進(jìn)行采樣和處理，并對其進(jìn)行顯示7。此外，一部分?jǐn)嗦菲鬟€具有診斷、實(shí)驗(yàn)和監(jiān)控等功能；有的斷路器還可對供電質(zhì)量進(jìn)行分析；高級的斷路器還實(shí)現(xiàn)了無線通信的功能。2、可通信化將微處理技術(shù)和總線技術(shù)應(yīng)用到斷路器中，使智能斷路器的工作狀況和現(xiàn)場參數(shù)通

12、過總線與其它設(shè)備進(jìn)行通訊，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，以適應(yīng)電氣設(shè)備逐能化的趨勢。3、模塊化和通用性 將智能斷路器的控制系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)等主要功能部件分開設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際的需求選擇相應(yīng)的模塊進(jìn)行組裝8。模塊化設(shè)計(jì)降低了產(chǎn)品的開發(fā)成本，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，有利于斷路器的維護(hù)和功能拓展。同時(shí)，其各個(gè)模塊部件具有通用性，用戶可根據(jù)需要選擇不同廠家的功能模塊，實(shí)現(xiàn)滿足功能的最優(yōu)組合。第3章 1.3 智能斷路器的基本原理智能斷路器的控制原理圖如圖1.1所示，圖中虛線部分為斷路器的控制中。控制器主要由智能識別、數(shù)據(jù)采集和調(diào)節(jié)三個(gè)功能模塊構(gòu)成。數(shù)據(jù)模塊將采集到的電網(wǎng)模擬信號通過模塊轉(zhuǎn)換為供識別的數(shù)字信號，然后傳

13、輸給智能模塊進(jìn)行分析，智能識別模塊是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，其內(nèi)部為一個(gè)或個(gè)微處理器，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)和當(dāng)前采集的數(shù)據(jù)來識別和判斷當(dāng)前電網(wǎng)的工作狀態(tài)9。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故，微處理器對其進(jìn)行判斷，若滿足需要切斷供電的條件時(shí)，則發(fā)出斷電信號，驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行部件完成斷電工作。調(diào)節(jié)模塊由人機(jī)界面和通訊端口構(gòu)成，通過交互界面可以根據(jù)實(shí)際要求來設(shè)置保護(hù)動作觸發(fā)的條件10。上位機(jī)可通過通訊端口對當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，還可以通過通信接調(diào)整保護(hù)功能動作的條件和其它系統(tǒng)參數(shù)。圖1.1 智能控制器的原理圖智能控制相對于傳統(tǒng)的斷路保護(hù)具有可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)、保護(hù)性好、體積小等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了越來越泛的應(yīng)用。第4章 1

14、.4 本文的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是基于單片機(jī)控制的智能斷路器設(shè)計(jì)，主要包括硬件和軟件兩方面的設(shè)計(jì)。通過硬件和軟件的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)斷路器的智能保護(hù)功能。本文的結(jié)構(gòu)如下：第一章為緒論，闡述了課題背景、國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、智能斷路器的基本原理；第二章為控制單元的硬件設(shè)計(jì)；第三章為控制單元的軟件設(shè)計(jì)；第四章為控制器系統(tǒng)保護(hù)功能的仿真及分析。第2章 控制器的硬件設(shè)計(jì) 本文設(shè)計(jì)的控制器應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能如下所示：1、 測量功能對現(xiàn)場的三相電壓和電流、中線電流與接地電流、現(xiàn)場溫度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。2、 保護(hù)功能該功能包括：三段電流保護(hù)，其主要由過載延時(shí)保護(hù)、短路延時(shí)保護(hù)及短路瞬時(shí)保護(hù)三部分組成；接地故障保護(hù)；溫度

15、保護(hù)；過電壓及欠電壓保護(hù)11。3、 顯示功能顯示現(xiàn)場的接地電流、三相電壓及電流等參數(shù)，以及顯示場溫度及時(shí)間和日期的功能。4、 自診斷功能控制器可對斷路器的工作狀態(tài)進(jìn)行自診斷，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)如故障、采樣錯誤、參數(shù)丟失、或出錯等問題時(shí)，顯示模塊均可對其進(jìn)行顯示，并提示報(bào)警信息12。5、 通信功能支持協(xié)議，上位機(jī)可通過接口與控制單元實(shí)現(xiàn)通訊功能。綜上所述，智能控制部分主要括以下幾個(gè)模塊：單片機(jī)控制模塊、數(shù)據(jù)采集模、人機(jī)交互模塊、通信模塊及電源模塊，如圖2.1所示。圖2.1 控制器的結(jié)構(gòu)框圖第5章 2.1 單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)是斷路器控制單元的中央處理器，所以單片機(jī)的性能對整個(gè)控制系統(tǒng)產(chǎn)生直接的影響。本文選用

16、公司的系列單片機(jī)作為制單元的。單片機(jī)是一款低功耗、高性能的位微控制器，與產(chǎn)指令和引腳完全兼容。片內(nèi)存儲器可在線重新編程，從而使功能更完善，應(yīng)用更加活，在控制系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前，其引封裝圖如圖2.2所示13。圖2.2 引腳封裝圖單片機(jī)的主要性能如下：1、與單片機(jī)產(chǎn)品完全兼容；2、字節(jié)在系統(tǒng)可編程存儲器，可在線程，擦寫次不少于次；3、具有字節(jié)的片內(nèi)；4、全靜態(tài)工作模式：；5、具有三級程序鎖定；6、根可編程口線（、和口）；7、個(gè)位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，和，一個(gè)看門狗定時(shí)；8、個(gè)中斷源、個(gè)中斷矢量、級優(yōu)先權(quán)的中結(jié)構(gòu)；9、個(gè)全雙工串行通道；10、種低功耗節(jié)電工方式：空閑模式和電模式；11、雙數(shù)據(jù)指針和；1

17、2、具有掉電標(biāo)識符；13、工作電源電壓：V14。第6章 2.2 電壓、電流互感器控制器需要采集電壓和電流信號，所以采用電壓、電流互感器對信號進(jìn)行測量，并將一次側(cè)數(shù)值較大的信號轉(zhuǎn)換為二次側(cè)數(shù)值較小的信號，輸送給微處理器，來實(shí)現(xiàn)測量、保護(hù)等功能。本文采用電壓互感器采集電壓信號，其內(nèi)部為初、次級比為的電流互感器。輸入側(cè)串接限流電阻，將采集到的電壓信號換為以為單位的電流信號，二次側(cè)獲一個(gè)相同的電流信號，經(jīng)運(yùn)放和處理后，將該電流信號換為電壓信號，其原理圖如圖2.3所示，輸入電壓在限流電阻的作用下，使一次側(cè)生電流，初、次級的比為，所以=，經(jīng)采樣電阻后得到輸出電壓。圖2.3 電流型電壓感器原理圖采用電流傳互

18、感器采集電流信號。該互感器量范圍寬、響應(yīng)速率快、精度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有較高的電氣隔離和抗干擾功能，可安全可靠的穩(wěn)定工作15。第7章 2.3 AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換模塊可將現(xiàn)場集到的模擬量換為可供單片機(jī)別的數(shù)字量，本文用美國公司的轉(zhuǎn)換芯片，該芯片用串行信接口，具有多路輸入道、較高的價(jià)比、易于實(shí)現(xiàn)和單片機(jī)信的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場據(jù)采集統(tǒng)中。單片機(jī)與芯片的原理圖如圖2.4所示，其中為個(gè)模擬輸入端，和為基準(zhǔn)正負(fù)信號，為片選信號，通過CS信號的下降沿可復(fù)位計(jì)器及使能、和。為串行數(shù)據(jù)輸入端，其為一個(gè)位的串行地址，可選擇下一個(gè)要被轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)字信號18。為轉(zhuǎn)換完成態(tài)串出端，可與MCU或外圍的串

19、行口進(jìn)行通信。為數(shù)據(jù)輸入/輸出提供同步時(shí)鐘信號，系統(tǒng)時(shí)鐘由片內(nèi)產(chǎn)生。在轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，輸出端變高表明換完成21。圖2.4 芯片與單片機(jī)的接線原理圖第8章 2.3 人機(jī)交互模塊在實(shí)際運(yùn)行過程中，需要對系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)進(jìn)行顯示，所以斷路器應(yīng)具有良好的人機(jī)交互功能及盤接口電路。采用個(gè)數(shù)碼管表示現(xiàn)場的工作狀況，分別是故障、過載、溫度和電源等信息。當(dāng)斷路器因短路、過電壓、欠電壓等錯誤發(fā)生動作時(shí)，故障燈將變亮；當(dāng)過載電流比過載長延時(shí)保護(hù)設(shè)置值大時(shí)，過載燈將變亮；當(dāng)現(xiàn)場工作度在正常范圍時(shí)，溫度為熄滅狀態(tài)，溫度超出正常范圍，溫度LED將變亮；當(dāng)電源正常工作時(shí)，電源燈亮，切斷電源時(shí)，燈將熄滅16。鍵盤模塊采

20、用4個(gè)按鍵，分別為左、右、取消和確認(rèn)功能。單片機(jī)與液晶顯示器、LED指示燈、鍵盤的原理圖如圖2.5所示。圖2.5 人機(jī)交互模塊與單片機(jī)的接線原理圖 第9章 2.4 溫度檢測與時(shí)鐘電路采用高性的溫度傳感器檢測現(xiàn)場的工作溫度，以防止斷路器因溫度過高而發(fā)生錯誤或損壞，該傳感器為數(shù)字式且僅需要一條數(shù)據(jù)線傳輸，易于與連接，可以去除模塊，降低硬件成本，簡化系統(tǒng)電路，具有精度高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)21?；诘臏囟葯z測電路如圖2.6所示。圖2.6 溫度檢測電路是一款高性能、低功耗的流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)部具有時(shí)時(shí)鐘、日歷和字節(jié)的存儲時(shí)間數(shù)據(jù)，通過簡單的I三線串行接口與進(jìn)行同通信，支持單字節(jié)和

21、突發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸模式?？筛鶕?jù)月份和閏年的情況自動整月份的結(jié)束時(shí)間，還可由用戶定時(shí)鐘是以小時(shí)制式還是小時(shí)制式工作。芯片有著VV的供電范圍，在V時(shí)其接口與電平兼并功且耗很低22。時(shí)鐘電路如圖2.7所示，在引腳和引腳之間接Hz的晶振以及pF的電容構(gòu)成穩(wěn)定的自激蕩器，為內(nèi)部時(shí)鐘電路提脈沖，引腳、連接到單片機(jī)的口，此處的個(gè)引腳串接上拉電阻。圖2.7 與單片機(jī)的連接電路第10章 2.5 通信模塊本文的通信模塊采用協(xié)議及通信接口，接口電路采用美國公司的芯片，其引腳圖如圖2.7所示，該芯片具有如下特點(diǎn)：1、片內(nèi)集成個(gè)瞬時(shí)過壓保護(hù)管；2、具有承受高達(dá)W功率的時(shí)電壓脈沖；3、具有穩(wěn)定的輸速率；4、具有自動熱關(guān)斷和保

22、護(hù)功能；5、總線可掛接個(gè)節(jié)點(diǎn)17。圖2.8 芯片第11章 2.6 本章小結(jié)本章介紹了斷路器控制單元的硬件設(shè)計(jì)，主要完成了單片機(jī)系統(tǒng)、電壓電流互感器、轉(zhuǎn)換模塊、人機(jī)交換模塊、溫度檢測與時(shí)鐘電路、通信模塊的設(shè)計(jì)。通過單片機(jī)系統(tǒng)對各個(gè)功能模塊的控制，可實(shí)現(xiàn)所需要的功能。第3章 控制器的軟件設(shè)計(jì)第12章 3.1 主程序圖3.1 主程序流程圖語言是目前單片機(jī)開發(fā)中較用的高級語言，其程序的可讀性、易護(hù)性和移植性都很好，對硬件有較強(qiáng)的控制能力，所以本文選擇語言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)19。編程采用 C這個(gè)集成開發(fā)環(huán)境， C是德國S公司出品的系列兼容單片機(jī)語言軟件發(fā)系統(tǒng)，其可提供豐富的庫數(shù)和功能強(qiáng)大的開發(fā)調(diào)試工具u，現(xiàn)已

23、成為應(yīng)用最為廣泛的單片機(jī)開發(fā)軟件。主程序模塊是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，流程框圖如圖3.1所示。第13章 3.2 保護(hù)模塊軟件設(shè)計(jì)保護(hù)模塊是整個(gè)控制器系統(tǒng)最重要的功能，通過采集電路中的各項(xiàng)參數(shù)，經(jīng)單片機(jī)處理和運(yùn)算后，對現(xiàn)場的情況進(jìn)行判斷和保護(hù)。3.2.1 三段電流保護(hù)軟件設(shè)計(jì)圖3.2 三段電流保護(hù)流程圖過流保護(hù)功能主要由過長延時(shí)保護(hù)、短路短延時(shí)保護(hù)和短路時(shí)保護(hù)三部分構(gòu)成，為對應(yīng)的整電流閾值，以為時(shí)反時(shí)限保護(hù)和定時(shí)限制保護(hù)的分界點(diǎn)。當(dāng)時(shí)，正常運(yùn)行；當(dāng)時(shí)，進(jìn)行過長延時(shí)保護(hù)；當(dāng)時(shí)，進(jìn)行短路短延時(shí)反時(shí)限制保護(hù)；當(dāng)時(shí)，進(jìn)行短路時(shí)保護(hù)。其流程圖如圖3.2所示。過載長延時(shí)反時(shí)限制保護(hù)的流程圖如圖3.3所示，其中為

24、能量累加值，為脫扣能量值。圖3.3 過載長延時(shí)保護(hù)流程圖短路短延時(shí)保分為反時(shí)限和時(shí)限兩種情況，當(dāng)時(shí)，為反時(shí)限情況，扣時(shí)間與電流成反比；當(dāng)時(shí)，為定時(shí)限情況。程序流程圖如圖3.4所示。瞬時(shí)保護(hù)沒有累積能力，可以根據(jù)采樣到的電流與進(jìn)行比較，若連續(xù)兩個(gè)周期的電流均不小于，則發(fā)出脫扣信號。圖3.4 短路短延時(shí)保護(hù)流程圖3.2.2 接地故障保護(hù)軟件設(shè)計(jì)圖3.5 接地故障保護(hù)流程圖 該保護(hù)采取定時(shí)限制保護(hù)特性，當(dāng)接地電流、并超過規(guī)定的時(shí)間時(shí)，則發(fā)出脫扣信號，其保護(hù)流程圖如圖3.5所示。3.2.3 過電壓、欠電壓保護(hù)設(shè)計(jì)圖3.6 過電壓保護(hù)流程圖 圖3.7 欠電壓保護(hù)流程圖過電壓和欠電壓保護(hù)模塊采取定時(shí)限制護(hù)

25、特性，當(dāng)其中任意一相的電壓值大于過電壓保護(hù)的設(shè)置值或低壓保護(hù)的設(shè)置值，且超過規(guī)定時(shí)間，則發(fā)出脫扣信號。第14章 3.3 通信模塊軟件設(shè)計(jì)通信模塊的運(yùn)行如圖3.8所示，其為上層任務(wù)提供串口數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送兩組函數(shù)，分別為接收和發(fā)送緩沖資源服務(wù)，每套資源包括接收環(huán)、環(huán)形緩示、尾指示及調(diào)用接口的命令20。圖3.8 通信模塊流程圖第15章 3.4 本章小結(jié)本章主要對控制器系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的主程序、三段電流保程序、接地故保護(hù)程序、通程序及過電壓、欠電壓保護(hù)程序，通過各個(gè)模塊之間的配合，達(dá)到智能控制的效果。第4章 控制器的仿真及分析第16章 4.1 基于Proteus的保護(hù)仿真模塊為了

26、測試控制器的保護(hù)功能，采用軟件對其進(jìn)行仿真測試，基于的保護(hù)功能仿真模塊如圖4.1所示，在仿真模塊中，采用一個(gè)繼電器來實(shí)現(xiàn)脫扣動作。仿真實(shí)驗(yàn)開始后，繼電器閉合，與之連接的燈亮，當(dāng)單片機(jī)發(fā)出跳指令時(shí)，繼電器斷開，燈滅。圖4.1 保護(hù)功能仿真模塊采用計(jì)數(shù)定時(shí)器來完成對仿真開始到繼電器作時(shí)間的記錄。同時(shí)，為方便起見，將V的交流電壓信號作為轉(zhuǎn)換模塊的輸入信號，并在程序中，也相應(yīng)的將設(shè)定值改為V，通過將計(jì)定時(shí)器計(jì)算得到的動作時(shí)間與設(shè)定值進(jìn)行比較，計(jì)算出相應(yīng)的誤差。模擬電壓輸入信號如圖4.2所示，正弦輸入電壓的值設(shè)置為V，頻率為Hz，通過改滑動變阻器的阻來改變輸入電信號的大小。圖4.2 模擬輸入電壓電路圖4.3 電壓上移波形圖根據(jù)疊加原理，輸入電壓有：圖4.2中，、分別取、。調(diào)節(jié)滑動變阻至直流電壓表示數(shù)為V時(shí)，則有。示波器中輸入電壓和輸出電壓的波形如圖4.3所示。在圖4.2的基礎(chǔ)上，采用信號變路將輸入電流信號轉(zhuǎn)為電壓信號，如圖4.4所示。圖4.4電流/電壓信號變換電路圖4.5電流/電壓信號變換電路輸出電壓波形輸入正弦電流的幅值設(shè)為A，頻率為Hz，電阻為歐姆，則根據(jù)式（4-1）可得到輸出電壓，其波形如圖4.5所示。第17章 4.2 過載長延時(shí)保護(hù)性能測試過載長延時(shí)作電流設(shè)定為