版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第1頁(yè)共4頁(yè)摘要電機(jī)是一種應(yīng)用最廣泛的動(dòng)力設(shè)備,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著舉足輕重的作用。由于不同產(chǎn)品的技術(shù)水平、制造質(zhì)量、設(shè)計(jì)選用水平特別是組成配電與控制系統(tǒng)后現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中各種因素的影響 ,往往不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的有效保護(hù) ,據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明 , 我國(guó)大中型企業(yè)每年燒壞電動(dòng)機(jī)數(shù)量超過(guò) 20 萬(wàn)臺(tái)次 ,直接損失達(dá)數(shù)十億元 ,間接損失達(dá)數(shù)百億元。 因此,本文圍繞基于單片機(jī)控制的電機(jī)保護(hù)器的研究這一任務(wù)而展開(kāi),開(kāi)發(fā)了適用于各種現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的交流電機(jī)測(cè)量、監(jiān)控、保護(hù)一體化裝置。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理是監(jiān)視電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電壓參數(shù),通過(guò)對(duì)這個(gè)參數(shù)的分析,實(shí)時(shí)的為保護(hù)電機(jī)提供準(zhǔn)確的參考信息
2、, 然后把這些信息發(fā)送到保護(hù)器里然后進(jìn)行跳閘保護(hù),做到可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行過(guò)載、過(guò)壓、堵轉(zhuǎn)、欠壓、不平衡、啟動(dòng)超時(shí)的保護(hù)。本設(shè)計(jì)也是為提高了產(chǎn)品性價(jià)比,避免了同時(shí)采用各單一功能產(chǎn)品所造的浪費(fèi),簡(jiǎn)化和縮小了控制柜上面板尺寸,并且使得安裝、維護(hù)簡(jiǎn)易,使用方便,如此諸多因素使電機(jī)的應(yīng)用成本大為下降。具有良好的實(shí)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞:電機(jī)保護(hù);單片機(jī);故障保護(hù);可靠性,桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第2頁(yè)共4頁(yè)AbstractMotor is a kind of the most widely applied power equipment, plays an important role
3、 in national economic development. Due to the different product technical level,Manufacturing quality ,Design multi-back composed distribution and control level, especially in the on-site application system after the influence of various factors, Often can't realize the effective protection of m
4、otor. According to the statistical data show that large and medium-sized enterprises in China every year, more than 20 million number of burnt motor measurements, cause direct economic loss of billions of dollars, indirect economic loss of tens of billions of dollars. Therefore, the thesis based on
5、single chip microcomputer control motor protector of research on this task, development was suitable for various site environment of ac motor measure, monitor, and protection integration device.The basic principle of the system design is to monitor the motor running time of voltage and current param
6、eters, through the analysis of these parameters, real-time provide accurate reference information,then put these messages to protector and protect the trip on the motor, do can on the motor overload, over-voltage, plugging turn, undervoltage, imbalance, start overtime protection.This design is to en
7、hance product performance, to avoid the adopted various single function products made waste, Simplify and narrowed control cabinet panel size, and makes the installation, maintenance is simple, easy to use, so many factors make motor application cost greatly declined.There is good practical value an
8、d broad prospects for development.Keywords: motor protection; SCM; Fault protection; reliability桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第3頁(yè)共4頁(yè)目錄1緒論. 11.1.11.211.311.3.111.3.2.21.3.3. 21.3.4.31.4.32 電機(jī)保護(hù)器的原理及其故障分析. 42.1.42.1.1. . 42.1.2.52.2.62.2.162.2.2.62.2.3().72.2.4.72.2.5.72.2.6.72.3.83智能電機(jī)保護(hù)器硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)103.1.103.2prote
9、l 99 se.103.2.1PCB.113.2.2PCB.,.113.2.3PCB.113.2.4PCB113.3123.4 A/D.143.4.1 AD.143.4.2ADC0832.15桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第4頁(yè)共4頁(yè)3.5.173.5.1.173.5.2.183.5.3.183.6. 193.7.203.8.203.9. 203.9.1213.9.2.214 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì). . 224.1.224.2.234.2.1.234.3 ADC0832.254.4.264.5.274.5.1. 274.5.2.275結(jié)論. 29致謝.30參考文獻(xiàn).311.322PCB.33
10、3.34桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第1頁(yè)共37頁(yè)1 緒論1.1引言隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展 , 作為電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的重要工具 , 電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。因此保護(hù)器的可靠運(yùn)行起著舉足輕重的作用。如何能有效的監(jiān)視電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),保護(hù)電機(jī)不被燒壞,提升其運(yùn)行時(shí)間,減少電機(jī)故障,對(duì)工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防等領(lǐng)域的正常運(yùn)行十分重要。由于熱繼電器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,在保護(hù)電動(dòng)機(jī)過(guò)載方面既有反時(shí)性,所以在工業(yè)中用熱繼電是比較普遍的。但是其保護(hù)功能實(shí)非常的少,隨著微機(jī)器技術(shù)、電子技術(shù)的飛快發(fā)展,新型的功能強(qiáng)、體積小、可靠性高的電子式、智能化、可通訊電機(jī)保護(hù)器不斷出現(xiàn),因此熱繼
11、電器逐漸的被淘汰。新型的電機(jī)保護(hù)器不僅節(jié)能、動(dòng)作靈敏、抗干擾能力強(qiáng)、功耗小而且保護(hù)功能非常的齊全,具有過(guò)負(fù)荷保護(hù)、斷相保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、不平衡過(guò)負(fù)荷保護(hù)、短路保護(hù)、低電壓、失壓、過(guò)電壓、接地保護(hù)等可靠性功能。運(yùn)用此功能完善且可靠性高的電機(jī)保護(hù)器, 必定會(huì)給配電控制系統(tǒng)帶來(lái)好處可以帶來(lái)巨大的社會(huì)效益,另一方面也能為產(chǎn)品的制造廠家?guī)?lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。1.2電動(dòng)機(jī)保護(hù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要意義電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)系統(tǒng)中的重要組成部分在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位, 電動(dòng)機(jī)的工作效率較高, 又沒(méi)有煙塵、 氣味,不污染環(huán)境, 噪聲也較小。由于它的一系列優(yōu)點(diǎn),所以在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設(shè)
12、備等各方面廣泛應(yīng)用,是工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國(guó)防建設(shè)及人民生活正常進(jìn)行的重要保證,因而確保電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行就顯得十分重要。 而當(dāng)人們?cè)谑褂弥须姍C(jī)時(shí)由于使用方法不對(duì)而導(dǎo)致電機(jī)燒毀甚至引發(fā)重大安全事故的事件屢見(jiàn)不鮮, 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)我國(guó)大中型企業(yè)每年燒壞電動(dòng)機(jī)數(shù)量超過(guò) 20 萬(wàn)臺(tái)次 , 容量約 0.4 億千瓦,因維修所耗的電磁線約 5000 萬(wàn)公斤,直接損失達(dá)數(shù)十億元 , 間接損失達(dá)數(shù)百億元。 而因停工停產(chǎn)所造成的損失更是一個(gè)無(wú)法估量的巨大數(shù)目。因此做好電動(dòng)機(jī)的保護(hù)具有節(jié)能顯著、提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益及保證安全生產(chǎn)的重要意義。1.3我國(guó)電機(jī)保護(hù)的歷史及其發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置大約經(jīng)歷了全面仿蘇、自行設(shè)計(jì)
13、、更新?lián)Q代、智能化發(fā)展等幾個(gè)階段。值得我們自豪的是由于近年來(lái)微處理器技術(shù)、電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等的不斷完善,為我國(guó)的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器向智能化、多功能化方向發(fā)展提供了豐富的知識(shí)平臺(tái),使得電機(jī)保護(hù)進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的階段。1.3.1 熱繼電器、斷路器在建國(guó)初期,由于我國(guó)電機(jī)保護(hù)處在比較落后的發(fā)展?fàn)顟B(tài),因此我們就引進(jìn)了蘇聯(lián)的 JR 系列熱繼電器, 并且其在中國(guó)電機(jī)保護(hù)行業(yè)中使用很長(zhǎng)的一段時(shí)間,直到 1996 年國(guó)家八部委聯(lián)合發(fā)文強(qiáng)制將其淘汰。由于當(dāng)時(shí)我國(guó)電子業(yè)很不發(fā)達(dá),因此熱繼電器是我國(guó)電機(jī)過(guò)載保護(hù)的首選產(chǎn)品, 熱繼電器是利用雙兩種膨脹系數(shù)不同的金屬扎制成雙金屬桂林電子科技大學(xué)
14、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第2頁(yè)共37頁(yè)片,當(dāng)電流通過(guò)時(shí)便會(huì)產(chǎn)生熱量,受熱后就會(huì)發(fā)生彎曲,當(dāng)通過(guò)熱繼電器的電流超過(guò)其整定電流的一定倍數(shù)時(shí)雙金屬片就會(huì)彎曲, 由彎曲產(chǎn)生的機(jī)械力便帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作達(dá)到保護(hù)的目的。它在保護(hù)電動(dòng)機(jī)過(guò)載方面具有反時(shí)限性能和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但是存在功能少,無(wú)斷相保護(hù),對(duì)電機(jī)發(fā)生通風(fēng)不暢,掃膛、堵轉(zhuǎn)、長(zhǎng)期過(guò)載;頻繁啟動(dòng)等故障不起保護(hù)作用。這主要是因?yàn)闊崂^電器動(dòng)作曲線和電動(dòng)機(jī)實(shí)際保護(hù)曲線不一致,失去了保護(hù)作用。且重復(fù)性能差,大電流過(guò)載或短路故障后不能再次使用,調(diào)整誤差大、易受環(huán)境溫度的影響誤動(dòng)或拒動(dòng),功耗大、耗材多、性能指標(biāo)落后等缺陷。所以不能便不能適合現(xiàn)在越來(lái)越先進(jìn)的技術(shù),便會(huì)會(huì)被
15、更加先進(jìn)的保護(hù)器代替。很多人認(rèn)為可以把熔斷器作為電機(jī)的過(guò)載保護(hù)。但是嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不能,熔斷器應(yīng)用來(lái)做短路保護(hù)如果配備了電氣的相關(guān)保護(hù), 熔斷器應(yīng)該作為保護(hù)據(jù)動(dòng)且嚴(yán)重危及設(shè)備安全和電網(wǎng)穩(wěn)定時(shí)的保護(hù)。 相信誰(shuí)也不想將熔斷器作為過(guò)載保護(hù),那要是電機(jī)經(jīng)常處于過(guò)載狀態(tài),那還不得經(jīng)常更換熔斷器。如果熔斷器規(guī)格選得太大,則達(dá)不到過(guò)載保護(hù)的效果。1.3.2 模擬電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器(電機(jī)保護(hù)器)隨著現(xiàn)代電子工業(yè)的發(fā)展,一批新型的可用性比較強(qiáng)、功能多樣化的電子模擬多功能保護(hù)應(yīng)運(yùn)而生,給電機(jī)的運(yùn)行提供了比較可靠的保障。其中以有自己品牌特色的以韓國(guó)三和技研株式會(huì)社的產(chǎn)品為例,由于其產(chǎn)品品種多樣,規(guī)格齊全,并且具有缺相,過(guò)
16、載,欠流,相失衡,相序,接地,短路,過(guò)欠壓等保護(hù)功能,所以在當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)具有很大影響。但其也是存在整定精度不高、采樣精度不高、無(wú)法實(shí)現(xiàn)具有多種保護(hù)功能于一體的全保護(hù)等缺點(diǎn),所以慢慢的就會(huì)被更為先進(jìn)的產(chǎn)品淘汰。1.3.3數(shù)字電子式電動(dòng)機(jī)保護(hù)器(電機(jī)保護(hù)器)這類電動(dòng)機(jī)保護(hù)器(電機(jī)保護(hù)器)是一款主要以單片機(jī)作為控制器,可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能化綜合保護(hù),有的還具有遠(yuǎn)程通訊功能的智能型電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器,是傳統(tǒng)熱繼電器的升級(jí)換代產(chǎn)品。該產(chǎn)品采用數(shù)字處理技術(shù),液晶顯示,通過(guò)內(nèi)置的電流互感器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的三相負(fù)載電流,可以顯示三相電流并根據(jù)電流判斷是否存在過(guò)載、缺相、三相電流不平衡等故障。當(dāng)發(fā)生上述故障時(shí),內(nèi)部繼電
17、器觸點(diǎn)斷開(kāi),切斷電動(dòng)機(jī)電源。其具有的主要功能:(1)電流顯示:可顯示三相平均電流和A 、B、 C 三相電流。(2)過(guò)載保護(hù):當(dāng)發(fā)生過(guò)載時(shí),切斷電動(dòng)機(jī)電源,有定時(shí)限和反時(shí)限兩種動(dòng)作方式,定時(shí)限時(shí)間可調(diào),提供五條反時(shí)限曲線。(3)缺相保護(hù):當(dāng)檢測(cè)到缺相時(shí),切斷電動(dòng)機(jī)電源,動(dòng)作時(shí)間可調(diào)。(4)三相不平衡保護(hù):當(dāng)檢測(cè)到三相電流不平衡時(shí),切斷電動(dòng)機(jī)電源,不平衡度動(dòng)作點(diǎn)和動(dòng)作時(shí)間可調(diào)。(5)自動(dòng)恢復(fù)功能:因故障切斷電動(dòng)機(jī)電源后,可以自動(dòng)恢復(fù)若干次,次數(shù)和間隔時(shí)間可設(shè)置。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第3頁(yè)共37頁(yè)(6)故障電流鎖定功能:因故障切斷電動(dòng)機(jī)電源后,鎖定顯示發(fā)生故障那一刻的電流,以便于分
18、析故障原因。(7) 時(shí)間繼電器功能:作為附加功能,內(nèi)部集成了一個(gè)時(shí)間繼電器??傊且环N高精度,高可靠智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。1.3.4 電機(jī)保護(hù)的現(xiàn)狀及其趨勢(shì)隨著我國(guó)用戶對(duì)保護(hù)器的了解逐步加深,目前的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器(電機(jī)保護(hù)器)不再是單純的根據(jù)電流的大小來(lái)決定是否需要保護(hù),而是考慮到環(huán)境因素對(duì)電機(jī)的影響。目前我們國(guó)內(nèi)也有很多廠家生產(chǎn)出了與世界先進(jìn)水平接近的產(chǎn)品,例如原南京愛(ài)通自動(dòng)化研究所與寧波振華電器有限公司等,我們這些廠家還需要在產(chǎn)品的性能穩(wěn)定、抗干擾等方面盡快縮短與世界先進(jìn)水平的距離,我們有信心相信在中國(guó)的市場(chǎng)上會(huì)涌現(xiàn)出越來(lái)越多的性能優(yōu)異的電機(jī)保護(hù)器產(chǎn)品。1.4本文的主要研究?jī)?nèi)容概括本課題所研制的
19、電動(dòng)機(jī)智能保護(hù)裝置,主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:(1)分析了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的基本原理、電動(dòng)機(jī)故障特征以及保護(hù)原理。(2)給出了電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置的實(shí)現(xiàn)方案。本裝置可用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)以下故障保護(hù):斷相保護(hù)、短路保護(hù)、不平衡保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、欠壓保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)以及過(guò)熱保護(hù)等功能。(3)以 AT89S51單片機(jī)為核心控制器針對(duì)目前國(guó)內(nèi)電機(jī)保護(hù)裝置保護(hù)功能單一、人機(jī)界面不友好、通信功能不完善、集成度不高等缺點(diǎn)設(shè)計(jì)了電動(dòng)機(jī)保護(hù)單元。(4)在軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上,根據(jù)單 AT89S51片機(jī)的編程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用模塊化的程序設(shè)計(jì),模塊化編程使程序開(kāi)發(fā)更有效,小塊程序更容易理解和調(diào)試以及實(shí)現(xiàn)功能。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)
20、計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第4頁(yè)共37頁(yè)2 電機(jī)保護(hù)器的原理及其故障的分析2.1電機(jī)保護(hù)原理保護(hù)算法是電機(jī)保護(hù)器的中樞神經(jīng), 使保護(hù)系統(tǒng)性能最主要的決定因素之一, 因此,對(duì)電機(jī)保護(hù)原理的研究至關(guān)重要。 傳統(tǒng)的電機(jī)保護(hù)一般采用熱繼電器型或電磁型的過(guò)流保護(hù),其基本保護(hù)原理是以電流幅值的增加作為判斷否發(fā)生故障的依據(jù)。所以,這種過(guò)流保護(hù)的原理只能反映以電流增加為主要特征的對(duì)稱故障和短路故障,如過(guò)載、堵轉(zhuǎn)、嚴(yán)重短路等,不能夠?qū)嘞?、接地、不平衡等不?duì)稱故障進(jìn)行及時(shí)有效的保護(hù)。傳統(tǒng)過(guò)流保護(hù)在電機(jī)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)不能夠進(jìn)行有效保護(hù)的主要原因是 :(1)不對(duì)稱故障一般不會(huì)使電流顯著增加 ;(2)不對(duì)稱故障中出現(xiàn)的負(fù)序電
21、流分量所引起的負(fù)序電流效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)端部發(fā)熱、轉(zhuǎn)子振動(dòng)、減小起動(dòng)力矩等一系列問(wèn)題 ;(3)起動(dòng)電流瞬間值有時(shí)會(huì)高于電機(jī)的故障電流,要對(duì)起動(dòng)電流和故障電流進(jìn)行分辨,使過(guò)流繼電器的整定困難。針對(duì)傳統(tǒng)故障檢測(cè)方法的不足,本文引入了對(duì)稱分量法作為電機(jī)保護(hù)的基本理論以檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行中的不對(duì)稱故障。以下介紹對(duì)稱分量法和負(fù)序、零序電流的檢測(cè)方法。2.1.1 對(duì)稱分量法對(duì)稱分量法是電工中分析對(duì)稱系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)的一種基本方法。廣泛應(yīng)用三相交流系統(tǒng)參數(shù)對(duì)稱、運(yùn)行工況不對(duì)稱的電氣量計(jì)算。對(duì)稱分量法任何故障點(diǎn)的電流可以分為正序、負(fù)序、零序3 個(gè)相序分量其如圖2.1I c1I b2I a0I a1I b0I a2I
22、c0I b1I c2(a)正序分量(b)負(fù)序分量(c)零序分量圖 2.1每一組的對(duì)稱分量都符合:大小相等,彼此之間的相位差也相等。正序分量的三電流大小相等,彼此之間的相位差為120°,達(dá)到最大值的先后順序是A-B-C-A;負(fù)序分量的三相電流大小也是相等,彼此之間的相位差也為120°,但達(dá)到最大值的先后順序是 A-C-B-A, ;零序分量的三相電流大小也相等, 但是相位是相同的。 對(duì)稱分量法的簡(jiǎn)單計(jì)算入下:當(dāng)選擇 A 項(xiàng)作為基準(zhǔn)相時(shí),三相向量和他對(duì)稱分量之間的電流關(guān)系是I A=I a1+I a2+I a0(1)桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第5頁(yè)共37頁(yè)I B=I b
23、1+I b2+I b0= a 2I a1+aI a2+I a0(2)I C=Ic1 +I c2+I c0 = aI a1+a2I a2+I a0(3)對(duì)于正序分量: I b1= a 2I a1Ic1= aI a1對(duì)于負(fù)序分量: I b2= aIa2I c2= a 2 I a2對(duì)于零序分量: I = Ib0= Ic0a0式中, a 為運(yùn)算子, a=1 120°,有 a2 =1240, a 3=1, a+a 2 +1=0有各項(xiàng)電流求電流序分量:I 1=I a1=1/3(I A+aI B+a2I C)I 2=I a2=1/3(I A+a2I B+aI C)I 0=I a0=1/3(I A+
24、I B+I C)2.1.2 負(fù)序、零序電流的檢測(cè)方法根據(jù)上面的所說(shuō)的對(duì)稱分量法可知,當(dāng)電動(dòng)發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí),其定子電流可以分為正序、負(fù)序、和零序電流。在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)零序、負(fù)序電流是不存在的,或者是非常的小。一旦電機(jī)發(fā)生不對(duì)稱故障,零序、負(fù)序電流就會(huì)有電流值。所以判斷電機(jī)運(yùn)行中是否發(fā)生不對(duì)稱故障主要是針對(duì)負(fù)序、零序電流的監(jiān)測(cè)。對(duì)于負(fù)序電流的監(jiān)測(cè)我們采用了坐標(biāo)變換法來(lái)監(jiān)測(cè)。設(shè)電網(wǎng)電壓三相對(duì)稱,且只考慮基波情形,將三相不對(duì)稱負(fù)載電流分解為序分量表示為 i a+=A+cos( t+ +)i b+=A+cos( t+ +-120 °)i c+=A+cos(t+ +-240 °)-
25、)i a=Acos( t+ i b-=A-cos( t+ -+120°)i c- =A-cos(t+ - +240°)i a0 =i 0b=i c0=(i a+i b+i c)3將 i a 、i b、i c 經(jīng)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換到dq 坐標(biāo)系下有i dcoswt sinwt1-1/2 -1/2i=X- 3/2-3ii a-sinwt coswt0iabc(1)(2)(3)(4)/2(4)式中,t 為同步旋轉(zhuǎn)角,經(jīng)由PLL電路捕獲,能實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)電壓頻率的變化。這種變換的原理是將三相電流投影到與 t 同頻率旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系下,由于 t 實(shí)時(shí)跟蹤電網(wǎng)電壓基波正序分量頻率的變化, 因而
26、使得三相電流的基波正序分量在該坐標(biāo)系下保持相對(duì)靜止從而變?yōu)橹绷鞣至浚?基波負(fù)序分量在該坐標(biāo)系下變?yōu)?2 次負(fù)序諧波分量; 0 序分量變換為 0,不起作用,即桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第6頁(yè)共37頁(yè)其中電流基波正序分量經(jīng) dq 變換后得到的直流分量; 為基波負(fù)序分量經(jīng) dq 變換后得到的 2 次諧波分量,如果考慮負(fù)載電流含有諧波的情況,則還包括各次諧波電流經(jīng)變換后所得的正弦分量。將i d、i q 通過(guò)一個(gè)低通濾波器濾除交流分量,然后采用dqabc反變換可以得到負(fù)載電流的基波正序分量,將總的負(fù)載電流減去基波正序電流就可得到基波負(fù)序電流。求零序分量:把三個(gè)向量相加求和。即A 相不動(dòng),B
27、相的原點(diǎn)平移到A 相的頂端(箭頭處),注意 B 相只是平移,不能轉(zhuǎn)動(dòng)。同方法把 C 相的平移到 B 相的頂端。此時(shí)作 A 相原點(diǎn)到 C 相頂端的向量(些時(shí)是箭頭對(duì)箭頭),這個(gè)向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一,這就是零序分量的幅值,方向與此向量是一樣的。22各種保護(hù)的原理和實(shí)現(xiàn)方法2.2.1 過(guò)載保護(hù)過(guò)載就是負(fù)荷過(guò)大,超過(guò)了設(shè)備本身的額定負(fù)載,產(chǎn)生的現(xiàn)象是電流過(guò)大,用電設(shè)備發(fā)熱,線路長(zhǎng)期過(guò)載會(huì)降低線路絕緣水平,甚至燒毀設(shè)備或線路;但是如果過(guò)載時(shí)間間隔很短,并且負(fù)荷量不是很大,而且很快散發(fā)出去,所有有時(shí)電動(dòng)機(jī)暫時(shí)還可以承受的住,即低倍的過(guò)負(fù)荷又允許一定的時(shí)限,所以有時(shí)電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷特
28、性要呈現(xiàn)良好的反時(shí)限特性起(見(jiàn)圖 2.2 )。過(guò)載保護(hù)主要作用的就是熱繼電器 FR。當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生過(guò)載時(shí),它的發(fā)熱元件就會(huì)發(fā)熱從而促使其常閉觸頭斷開(kāi),因此接觸器線圈斷電,主觸頭斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。為了有效的保護(hù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行,常常把兩個(gè)發(fā)熱元件分別串聯(lián)在任意兩相電源線中。這樣可以做到即使三相電路中任意一相的熔斷器熔斷后 ( 這種情況一般不會(huì)輕易覺(jué)察到,所以此時(shí)運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)按單相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,不僅還在轉(zhuǎn)動(dòng),而且電流也增大了 ) ,但是仍可以保證有一個(gè)或者兩個(gè)發(fā)熱元件還在起作用,電動(dòng)機(jī)還可以得到有效的保護(hù)。圖 2.2反時(shí)限特性2.2.2 堵轉(zhuǎn)保護(hù)桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第7頁(yè)共37頁(yè)堵
29、轉(zhuǎn)保護(hù)是電動(dòng)機(jī)特有的一種保護(hù),堵轉(zhuǎn)就是一般的電動(dòng)機(jī)在其運(yùn)行過(guò)程中,如果由于負(fù)荷過(guò)大或自身機(jī)械原因,造成電機(jī)軸被卡住從而不能運(yùn)轉(zhuǎn)。如果電動(dòng)機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí),電流就會(huì)變得很大, 而且散熱條件差的話就會(huì)造成溫升急劇惡化,在這種情況下就會(huì)特別容易燒毀電動(dòng)機(jī)。我們可以通過(guò)檢測(cè)電流的變化,當(dāng)電流超過(guò)堵轉(zhuǎn)電流整定值Id:并且電流超過(guò)電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)時(shí)的最小電流時(shí),電動(dòng)機(jī)就保護(hù)開(kāi)關(guān)就跳閘起到保護(hù)的作用。堵轉(zhuǎn)保護(hù)一般作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中短路保護(hù)的后備保護(hù)。2.2.3 不平衡保護(hù)電機(jī)損壞可以分為平衡故障和不平衡故障, 不平衡故障又可以分為電壓不平衡和電流不平衡。如果三相電壓不平衡時(shí),電機(jī)內(nèi)就有逆序電流和逆序磁場(chǎng)存在,因此
30、,就會(huì)產(chǎn)生較大的逆序轉(zhuǎn)矩,從而造成電動(dòng)機(jī)三相電流分配不平衡,就會(huì)使某相繞組電流逐漸增大。當(dāng)三相電壓不平衡度達(dá)5時(shí),可以使電動(dòng)機(jī)相電流超過(guò)正常值的20以上。三相電流的不平衡可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的絕緣被擊穿,可以根據(jù)電機(jī)繞組中的電流的大小來(lái)判斷擊穿當(dāng)電機(jī)剛開(kāi)始啟動(dòng)的時(shí)候啟動(dòng)沖擊電流是很大的,在這個(gè)時(shí)候發(fā)生擊穿的可能性是很大的。但是也不是絕對(duì)的,可以根據(jù)電流的大小、絕緣等級(jí)來(lái)衡量。這種兩種情況下,我們也可以利用檢測(cè)電流的變化來(lái)進(jìn)行判斷是不是不平衡,從而也根據(jù)這種電流檢測(cè)的方法來(lái)進(jìn)行有效的保護(hù)。2.2.4 失壓 / 欠壓保護(hù)所謂失壓和欠壓保護(hù)就是當(dāng)電源停電或者由于某種原因電源電壓降低過(guò)多(欠壓)時(shí),保護(hù)裝置
31、能使電動(dòng)機(jī)自動(dòng)從電源上切除。因?yàn)楫?dāng)失壓或欠壓時(shí),接觸器線圈電流將消失或減小,失去電磁力或電磁力不足以吸住動(dòng)鐵心,因而能斷開(kāi)主觸頭,切斷電源。失壓保護(hù)的好處是,當(dāng)電源電壓恢復(fù)時(shí),如不重新按下啟動(dòng)按鈕,電動(dòng)機(jī)就不會(huì)自行轉(zhuǎn)動(dòng) ( 因自鎖觸頭也是斷開(kāi)的 ) ,避免了發(fā)生事故。如果不是采用繼電接觸控制,而是直接用閘刀開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制,由于在停電時(shí)往往忽視拉開(kāi)電源開(kāi)關(guān),電源電壓恢復(fù)時(shí),電動(dòng)機(jī)就會(huì)自行啟動(dòng),會(huì)發(fā)事故。欠壓保護(hù)的好處是,可以保證異步電動(dòng)機(jī)不在電壓過(guò)低的情況下運(yùn)行。2.2.5 過(guò)壓保護(hù)當(dāng)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)器原理應(yīng)用產(chǎn)生工頻過(guò)電壓的主要原因是:空載長(zhǎng)線路的電容效應(yīng),不對(duì)稱接地引起的正序、負(fù)序和零序電壓分量
32、作用,系統(tǒng)突然甩負(fù)荷使發(fā)電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)等。對(duì)電源模塊的輸出電壓進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)輸出的電壓超過(guò)電機(jī)的整定電壓時(shí)就會(huì)產(chǎn)生過(guò)壓信號(hào);將所述過(guò)壓信號(hào)反饋至保護(hù)器中,保護(hù)器就會(huì)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)進(jìn)行跳閘,不再輸出電壓了,電動(dòng)機(jī)就會(huì)停止工作。2.2.6 啟動(dòng)超時(shí)保護(hù)由于負(fù)載過(guò)重或供電電壓太低導(dǎo)致沒(méi)有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速稱為電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。正常的啟動(dòng)啟動(dòng)后電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的電流會(huì)小于其額定的電流或者和其而定電流是非常的接近,但是啟動(dòng)時(shí)間超過(guò)規(guī)定的啟動(dòng)時(shí)間時(shí),那時(shí)的電機(jī)電流值還是非常的桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第8頁(yè)共37頁(yè)大。當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間超過(guò)規(guī)定的啟動(dòng)時(shí)間, 并且此時(shí)的電機(jī)的電流還大于電機(jī)的整定電流時(shí),啟動(dòng)超時(shí)
33、保護(hù)器就會(huì)跳閘起到保護(hù)電機(jī)的作用。上面所說(shuō)堵轉(zhuǎn)保護(hù)一般作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中短路保護(hù)的后備保護(hù)。 而電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)也可作為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中短路保護(hù)的后備保護(hù), 但是電動(dòng)機(jī)和堵轉(zhuǎn)保護(hù)是有很大的區(qū)別的, 起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)只是針對(duì)于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程時(shí)并且啟動(dòng)時(shí)間超過(guò)規(guī)定的啟動(dòng)時(shí)間時(shí)才動(dòng)作,如果電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)后,此保護(hù)就會(huì)自動(dòng)退出,不再進(jìn)行工作了。當(dāng)電動(dòng)啟動(dòng)超時(shí)時(shí)電流就會(huì)非常的大,很容易燒壞電動(dòng)機(jī),從而就會(huì)影響很多領(lǐng)域的正常運(yùn)行。所以,正確的判斷電動(dòng)機(jī)是否處于起動(dòng)狀態(tài)是一個(gè)很?chē)?yán)肅的事情,不得有一點(diǎn)馬虎。為此,在電機(jī)的整定值中特意加了一個(gè)整定值幾。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電流小于幾時(shí),認(rèn)為電動(dòng)機(jī)處在正常停機(jī)狀
34、態(tài), 而一旦電動(dòng)機(jī)的電流由小于人過(guò)渡到大于人時(shí),則認(rèn)為電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng),將起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)投入。2.3電機(jī)故障分析電氣方面故障有定子繞組缺相運(yùn)行,定子繞組首尾反接,三相電流不平衡,繞組短路和接地,繞組過(guò)熱和轉(zhuǎn)子斷條、斷路等。(1)由于軸承損壞,軸彎曲等原因造成堵轉(zhuǎn)。(2)由于繞組端部較長(zhǎng)或局部受到損傷與端蓋或其它附件相磨擦,導(dǎo)致繞組局部燒壞。(3)由于長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載或過(guò)熱運(yùn)行,繞組絕緣老化加速,加之本身密封不良,環(huán)境跑冒滴漏,使電機(jī)內(nèi)部進(jìn)水或進(jìn)入其它帶有腐蝕性液體或氣體,電機(jī)繞組絕緣受到浸蝕絕緣最薄弱點(diǎn)碳化引起匝間短路、相間短路或?qū)Φ囟搪返痊F(xiàn)象使繞組局部燒毀。(4)電網(wǎng)供電質(zhì)量差,電源電壓三相不平衡
35、、電壓波動(dòng)大、電網(wǎng)電壓波形畸變、高次諧波嚴(yán)重或者電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行。(5)由于導(dǎo)線截面選擇不當(dāng),實(shí)際負(fù)載已超過(guò)了導(dǎo)線的安全電流從而造成過(guò)載。三相電流不平衡的故障,常常由于電動(dòng)機(jī)外部電源電壓不平衡所引起,其內(nèi)部原因主要是繞組匝間短路或在電動(dòng)機(jī)重繞修理時(shí)線圈匝數(shù)錯(cuò)誤或接線錯(cuò)誤。 電動(dòng)機(jī)過(guò)熱溫升的原因,主要有這樣幾種情況,電動(dòng)機(jī)自身內(nèi)在質(zhì)量問(wèn)題,電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于超負(fù)荷工作運(yùn)行狀態(tài) ( 械傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)故障引起電動(dòng)機(jī)負(fù)荷大 ) ,電動(dòng)機(jī)散熱性能很差,電動(dòng)機(jī)繞組局部短路燒毀等一系列情況 。 電動(dòng)機(jī)溫升異常最大的故障原因是繞阻匝間短路,匝間短路是由于繞組漆包線絕緣層性能差而損壞 ; ,從而使相間導(dǎo)線直接碰及,形成了
36、一個(gè)低阻抗的電流回路,使匝間電流增大而使線包發(fā)熱,久之使用使整個(gè)定子繞組產(chǎn)生過(guò)熱,最終因熱量劇升而擊毀繞組,所以此類故障應(yīng)拆開(kāi)機(jī)殼,查繞組故障點(diǎn)。如果線包無(wú)燒毀問(wèn)題,可將定子浸入專用絕緣漆內(nèi)重新進(jìn)行浸漆絕緣處理,然后在烘箱內(nèi)烘烤干燥。若線包有局部燒毀現(xiàn)象,而短路點(diǎn)又在定子槽內(nèi),那只有更換整個(gè)繞 組線包 。各類對(duì)稱情況詳細(xì)如表 2.3.桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第9頁(yè)共37頁(yè)表 2.3 電機(jī)對(duì)稱故障表故障類型對(duì)稱故障非接不地對(duì)故稱障故單相零序負(fù)序過(guò)電流其他特征過(guò)載無(wú)無(wú)(1.2 IAIB IC6)I P堵轉(zhuǎn)無(wú)無(wú)(6 8)I PIA IB IC短路無(wú)無(wú)(8 10)IA IBICI P斷相
37、無(wú)1/ 3 I c3 I pI A=0, IB =-IC不平衡無(wú)有有IAIB IC相間短路無(wú)有(取決于位置)IA -I B>IC單相接地1/3 I有有(取決于I B、I C> I A=IP障接地位置)從表中可以知道,電動(dòng)機(jī)常出現(xiàn)的故障可以分為對(duì)稱故障和不對(duì)稱故障兩大類。對(duì)稱故障主要包括 :短路、堵轉(zhuǎn)和對(duì)稱過(guò)載等 ;不對(duì)稱故障主要包括 :三相不平衡、接地或相間短路。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第 10頁(yè)共37頁(yè)3 智能電機(jī)保護(hù)器硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1概述智能電機(jī)保護(hù)器硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括通道和顯示機(jī)構(gòu)、實(shí)行機(jī)構(gòu)。也就是信號(hào)處理、 A/D 轉(zhuǎn)換、顯示及跳閘電路等幾部分。而 A
38、/D 轉(zhuǎn)換器、顯示電路、通信電路是幾個(gè)關(guān)鍵性的部件,故主主要對(duì)這三個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。從現(xiàn)場(chǎng)采集到的各種信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后,轉(zhuǎn)成數(shù)字量送入單片機(jī)中,與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,如果在允許的范圍之內(nèi),則前向通道正常,否則出現(xiàn)故障。通知數(shù)碼管顯示的電流可以知道是什么類型的故障并跳閘保護(hù)電機(jī)。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 3.1 。AT89顯示電路驅(qū)動(dòng)電路S51單A/D 轉(zhuǎn)片復(fù)位電路換器機(jī)系統(tǒng)晶振電路圖 3.1保護(hù)器的結(jié)構(gòu)框圖3.2 用 protel 99 se繪畫(huà)原理圖的過(guò)程電路原理圖的設(shè)計(jì)主要是protel 99 se的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)( Advanced Schematic )來(lái)繪制一張電路原理圖。在這一過(guò)程中,要充分利用pr
39、otel 99 se所提供的各種原理圖繪圖工具、 各種編輯功能, 來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的目的, 即得到一張正確、 精美的電路原理圖。步驟如下:(1)建立原理圖。首先必須新建原理圖,禁屠原理圖編輯器,才能進(jìn)行電路圖設(shè)計(jì)。(2)設(shè)置圖紙信息。設(shè)計(jì)原理圖之前,必須根據(jù)電路的復(fù)雜程度設(shè)置圖紙的大小,以及設(shè)置圖紙的方向、網(wǎng)格大小和標(biāo)題欄等信息。(3)載入元件。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,根據(jù)詩(shī)句電路的需要,需從元件庫(kù)中調(diào)入所需的元件。這時(shí)可以通過(guò)加載元件庫(kù)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)元件的載入。(4)置元件。在加載的元件庫(kù)中取出所需的元件,并將元件放入工作面板中。根據(jù)元件之間的走線,在工作面板上需對(duì)元件進(jìn)行位置的調(diào)整、屬性的設(shè)置等。(5)進(jìn)行
40、原理圖布線。利用 PROTEL 99提供的各種工具和指令進(jìn)行布線,使用具有電氣意義的導(dǎo)線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)、端口標(biāo)號(hào)和電器連接點(diǎn)將工作面板上的元件連接起來(lái),構(gòu)成一個(gè)完整的電路原理圖。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第 11頁(yè)共 37頁(yè)(6)調(diào)整布線。經(jīng)過(guò)原理圖布線后,通過(guò)進(jìn)一步的布線調(diào)整,對(duì)原理圖進(jìn)行修改,使原理圖更加美觀和正確。 該過(guò)程包裹元件的位置的重新調(diào)整,導(dǎo)線位置的刪除、 移動(dòng),更改元件屬性和排列等。(7)注解、修飾。在原理圖上增加一定的注解,使原理圖更易懂、更具有可讀性。(8)檢查修改。利用PROTEL 99提供的各種校驗(yàn)工具,對(duì)原理圖進(jìn)行檢查,并對(duì)原理圖進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整和修改,確保原
41、理圖的準(zhǔn)確無(wú)誤。3.2.1系統(tǒng) PCB板的設(shè)計(jì)電路原理圖設(shè)計(jì)好以后,PCB板的設(shè)計(jì)也是一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。原理圖設(shè)計(jì)的合理,制成電路板后系統(tǒng)卻工作不正常的事情屢見(jiàn)不鮮,究其原因,多半是PCB板的設(shè)計(jì)存在問(wèn)題,特別是頻率較高的電路和數(shù)字模擬混合電路的印刷線路板的設(shè)計(jì)。PCB 板的設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜而又簡(jiǎn)單的過(guò)程。在這次制作印刷板的過(guò)程中,在老師和同學(xué)們的指導(dǎo)下,完成了比較滿意的 PCB板。由于自己親手制作了板子,我得到了很多的經(jīng)驗(yàn)。以后我要想很好地掌握它,還需自己好好去體會(huì)。3.2.2 確定 PCB的大小首先,要考慮 PCB尺寸大小。 PCB尺寸過(guò)大時(shí),印制線條長(zhǎng),阻抗增加,抗噪聲能力下降,成本
42、也增加; 過(guò)小,則散熱不好, 且鄰近線條易受干擾。 在確定 PCB尺寸后再確定特殊元件的位置。最后,根據(jù)電路的功能單元,對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。3.2.3 PCB 布局第一次布局時(shí),為了美觀,把電容、電阻排放在一起,沒(méi)有圍繞核心元件布局,沒(méi)有考慮實(shí)際的元件連接,因此連線復(fù)雜而且本來(lái)可以短線連接的變成長(zhǎng)線連接。經(jīng)過(guò)調(diào)試之后和在同學(xué)的指導(dǎo)下,重新布局如下:(1)按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置,使布局便于信號(hào)流通,并且使信號(hào)盡可能保持一致的方向。(2)以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件均勻、整齊、緊湊地排列在 PCB上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。(3
43、)盡可能使元器件平行排列。這樣,不但美觀,而且裝焊容易。3.2.4PCB 布線在 PCB設(shè)計(jì)中,布線是完成硬件設(shè)計(jì)的重要步驟,可以說(shuō)前面的準(zhǔn)備工作都是為它而做的,在整個(gè) PCB中,以布線的設(shè)計(jì)過(guò)程限定最高,技巧最細(xì)、工作量最大。 PCB布線有單面布線、雙面布線及多層布線。布線的方式也有兩種:自動(dòng)布線及交互式布線,在自動(dòng)布線之前,可以用交互式預(yù)先對(duì)要求比較嚴(yán)格的線進(jìn)行布線,輸入端與輸出端的邊線應(yīng)避免相鄰平行,以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應(yīng)加地線隔離,兩相鄰層的布線要互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。自動(dòng)布線的布通率,依賴于良好的布局,布線規(guī)則可以預(yù)先設(shè)定,包括走線的彎曲次數(shù)、導(dǎo)通孔的數(shù)目、步進(jìn)的數(shù)目等
44、。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線,快速地把短線連通,然后進(jìn)行迷宮式布線,先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第 12頁(yè)共37頁(yè)徑優(yōu)化,它可以根據(jù)需要斷開(kāi)已布的線。并試著重新再布線,以改進(jìn)總體效果。對(duì)目前高密度的 PCB設(shè)計(jì)已感覺(jué)到貫通孔不太適應(yīng)了,它浪費(fèi)了許多寶貴的布線通道,為解決這一矛盾,出現(xiàn)了盲孔和埋孔技術(shù),它不僅完成了導(dǎo)通孔的作用,還省出許多布線通道使布線過(guò)程完成得更加方便,更加流暢,更為完善。一般 PCB布線有以下規(guī)定:(1)輸入輸出端用的導(dǎo)線盡量避免相鄰平,以免產(chǎn)生反射干擾。(2)印制導(dǎo)線拐彎處取圓弧形,因直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。(3)電源和地線
45、的處理。既使在整個(gè) PCB板中的布線完成得都很好,但由于電源、地線的考慮不周到而引起的干擾, 會(huì)使產(chǎn)品的性能下降, 有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對(duì)電、地線的布線要認(rèn)真對(duì)待,把電、地線所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。采取的措施是在電源、地線之間加上去耦電容。由于線寬有以下關(guān)系:地線電源線信號(hào)線,通常信號(hào)線寬為: 0.2 0.3mm,最細(xì)寬度可達(dá) 0.05 0.07mm,電源線為 1.2 2.5 mm,所以,要使地線寬度比電源線寬。(4)數(shù)字電路與模擬電路的共地處理?,F(xiàn)在有許多 PCB不再是單一功能電路(數(shù)字或模擬電路),而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。因此在布線時(shí)就需要考
46、慮它們之間互相干擾問(wèn)題,特別是地線上的噪音干擾。數(shù)字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強(qiáng),對(duì)信號(hào)線來(lái)說(shuō),高頻的信號(hào)線盡可能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件,對(duì)地線來(lái)說(shuō),整個(gè) PCB對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn),所以必須在 PCB內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問(wèn)題,而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開(kāi)的它們之間互不相連, 只是在 PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數(shù)字地與模擬地有一點(diǎn)短接,只有一個(gè)連接點(diǎn)。也有在 PCB上不共地的,這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)決定。在本設(shè)計(jì)的 PCB布線中,本人按照以上的規(guī)定進(jìn)行布線,前幾次布線,結(jié)果不盡人意,后來(lái)查閱了相關(guān)指導(dǎo)性的資料和在同學(xué)的幫助下,讓我終于完成較好的布線。通過(guò)這次布線,我提高了本人
47、的動(dòng)手能力,獲得不少的經(jīng)驗(yàn)。本設(shè)計(jì)PCB圖見(jiàn)附錄。3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)AT89S51單片機(jī)的介紹是標(biāo)準(zhǔn)的 51 單片機(jī),其功能比早期的 51 單片機(jī)更加強(qiáng)大,支持 ISP 在系統(tǒng)編程技術(shù),內(nèi)置硬件看門(mén)口等。(1)AT89S51單片機(jī)引腳介紹AT89S51有 PDIP、PLCC、TQFP三種封裝方式,其中最常見(jiàn)的就是用40Pin 封裝的雙列接 PDIP 封裝,外形結(jié)構(gòu)如圖3.2 。芯片共有 40 個(gè)引腳,引腳的排列順序?yàn)閺目啃酒娜笨冢ㄒ?jiàn)圖 3.3 )左邊那列引腳逆時(shí)針數(shù)起,依次為1、2、3、4,40,其中芯片的1 腳頂上有個(gè)凹點(diǎn)。在單片機(jī)的40個(gè)引腳中,電源引腳2 根,外接晶體振蕩器引腳2 根
48、,控制引腳4 根以及4 組8 位可編程I/O引腳32 根。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第 13頁(yè)共37頁(yè)圖 3.2 AT89S51 單片機(jī)結(jié)構(gòu)1、主電源引腳( 2 根)VCC(Pin40):電源輸入,接 5V 電源GND(Pin20):接地線2、外接晶振引腳( 2 根)XTAL1(Pin19) :片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20) :片內(nèi)振蕩電路的輸出端3、控制引腳( 4 根) RST/VPP(Pin9):復(fù)位引腳,引腳上出現(xiàn)2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG(Pin30):地址鎖存允許信號(hào)PSEN(Pin29):外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP(Pin
49、31) :程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通,接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令,如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。4、可編程輸入 / 輸出引腳( 32 根)AT89S51單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口,分別位 P0、P1、P2、P3 口,每個(gè)口有8位( 8 根引腳),共 32 根。每一根引腳都可以編程,比如用來(lái)控制電機(jī)、交通燈、霓虹燈等,開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)就是利用這些可編程引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)我們想要的功能。PO口( Pin39 Pin32 ): 8 位雙向 I/O 口線,名稱為 P0.0 P0.7P1 口( Pin1 Pin8 ): 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線,名稱為 P1.0 P1.7P2 口( Pin
50、21 Pin28 ): 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線,名稱為 P2.0 P2.7桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)第 14頁(yè)共37頁(yè)P(yáng)3 口( Pin10 Pin17 ): 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線,名稱為 P3.0 P3.7上面就是 AT89S51單片機(jī)引腳的簡(jiǎn)單介紹, 其它 51 系列家族的單片機(jī)8031、8051、89C51等引腳和 89S51兼容,只是個(gè)別引腳功能定義不同。( 2)主要性能參數(shù)介紹AT89S51具有如下特點(diǎn):·與 MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容· 4k 字節(jié)在系統(tǒng)編程( ISP)Flash 閃速存儲(chǔ)器· 1000 次擦寫(xiě)周期· 4.
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2024年設(shè)備采購(gòu)合同設(shè)備安裝調(diào)試要求
- 2024年樓房電氣施工安全防護(hù)合同
- 2024年留學(xué)者監(jiān)護(hù)與咨詢合同3篇
- 2024年股權(quán)質(zhì)權(quán)設(shè)立協(xié)議
- 2024民法典合同編:藝術(shù)品拍賣(mài)預(yù)付借款合同3篇
- 2024施工技術(shù)員聘用合同范本-安全質(zhì)量監(jiān)督專用3篇
- 2024年酒店業(yè)員工培訓(xùn)服務(wù)合同
- 2024年礦區(qū)深水井鉆探及運(yùn)營(yíng)承包協(xié)議版B版
- 2024年規(guī)范化場(chǎng)地承包協(xié)議范例版B版
- 2024年藝術(shù)品銷售合同知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)3篇
- 《落花生》-完整版課件
- 2021年貴安新區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展控股集團(tuán)有限公司招聘筆試試題及答案解析
- 安全文化培訓(xùn) (注冊(cè)安工再培訓(xùn))課件
- 色粉-MSDS物質(zhì)安全技術(shù)資料
- 骨科學(xué)研究生復(fù)試真題匯總版
- 石油化工鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范
- 遼海版六年級(jí)音樂(lè)上冊(cè)第8單元《3. 演唱 姐妹們上場(chǎng)院》教學(xué)設(shè)計(jì)
- 形勢(shì)任務(wù)教育宣講材料第一講——講上情
- 物業(yè)安全員考核實(shí)施細(xì)則
- 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)教育發(fā)展基金會(huì)籌備成立情況報(bào)告
- 第四章破產(chǎn)法(破產(chǎn)法)教學(xué)課件
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論