胡津津徐欢 Ｈｕ Ｊｉｎｊｉｎ Ｘｕ Ｈｕａｎ （安徽电子信息职业技术学院，安徽蚌埠２３３０３０） （Ａｎｈｕｉ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ａｎｈｕｉ Ｂｅｎｇｂｕ ２３３０３０） 摘要：电动机在运行中经常会由于各种故障，造成电动机损坏，影响经济生产。本文深入分析了电动机在运行中可能出 现的漏电、过载、短路等故障的原因、特征以及各种故障保护的原理，提出了合理的电动机综合保护方案，设计了一种以ＡＲＭ为 核心的电动机智能综合保护装置。 ． 关键词：电动机保护器；微控制器；ＡＲＭ 中图分类号：ＴＭ３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－４７９２－（２００９）１ １—０１９５—０２ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅ ｔｏ Ａｌｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｅｒｒｏｒ ｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｒｕｎｎｉｎｇ，ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｉｓ ｂｒｏｋｅｎ ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｍｏ－ ｔｏｒ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｄａｍａｇｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ａｂｎｏｒｍａｌｌｙ ｒｕｎｎｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｅｆｆｅｃｔ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｕｌｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｃｒｅｅｐａｇｅ，ｏｖｅｒｌｏａｄ。ｇｒｏｕｎｄ， ｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔ ｗｈｉｃｈ ｍａｙ ｈａｐｐｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｏｔｏｒ，ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌ ｍｏｔｏｒ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎ－ ｓｉｖｅ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍｍｅｓ．Ａ ｎｅｗ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｍｏｔｏｒ ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ ｗｈｏｓｅ ｈａｒｄｃｏｒｅ ｉｓ ＡＲＭ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｏｔｏｒ Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ；Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＡＲＭ Ｏ引言 如果某一支路发生了人身触电或单相接地故障，三相电 电动机是将电能转换为机械能的设备，它实现了对人体 网对地的电压之和不再为零，因此在故障点出现了零序电 体力的放大，在国民经济中大量、广泛采用㈣。然而据有关 压，在零序电压的作用下，各个分支线路中都产生零序电流 资料的不完全统计，全国每年仅电动机在烧毁过程中就耗电 （主要是电容电流）。人身触电电流或漏电电流就等于这些零 为数亿万度。因而，研究电动机保护，开发一种可靠、先进、实 序电流总和。利用故障支路和非故障支路零序电流方向的不 用、经济的保护装置，是非常必要的。 同可以做到有选择性的漏电保护。 我国的电动机保护装置大约经历了全面仿苏、自行设 １．２过流及其保护 计、更新换代、智能化发展等几个阶段 。以微处理器及其他 基于＞卫至的电动机综合保护器研究 过流又称为过电流，是指电气设备的实际工作电流大于 由数字电路构成的新型微机保护装置，它与传统的保护装置 额定电流值。常见的过流有短路、过载和断相三种。下面就着 相比具有以下优点：（１）具有巨大的计算、分析、逻辑判断能 重对过载进行分析。 力和存储记忆功能。（２）可以连续不断地对本身的工作情况 电机起动的瞬间，起动电流非常大，高达电机额定电流 实行自检，其数字元件的工作可靠性很高。（３）除了保护功能 的７—８倍。但随着电机转速的增大，电流逐步减小，在额定 外，还兼有故障记忆、故障分析、事件顺序记录和调度计算机 负荷下，电机电流最终稳定在额定电流上，这一过程称为电 交换信息等辅助功能。（４）可通过计算机网络实现与其他设 机的起动过程。在上述起动过程中可以看出，在电机起动的 备之间的数据交换。（５）维护调试方便，缩短维修时间，并且 瞬间，电机实际上处于堵转运行状态，而此后的过程中电机 可依据运行经验，电动机故障现场分析。 一直处于过电流运行状态，但这过程是必须经过的，是正常 １故障原因 现象。如采用常规方法进行堵转、过流故障检测，则必然会产 为保证安全供电，在煤矿井下供电系统中主要采取三大 生误判断，造成电机无法正常起动。为了提高保护器的实用 保护装置的措施，即过流保护、漏电保护和接地保护。 性，采用“起动特性曲线上移法”（如图一所示）来解决这个问 １．１漏电及其保护 题。 一 图一 电机起动特性曲线 ２硬件设计 电动机综合保护器作为电力系统中的保护装置，对故障 的诊断要求快速及时，电动机综合保护器的硬件系统是实现 各种功能的基础。一方面，它既要保证能够实现预期的保护 和其他辅助功能；另一方面，它又要保证装置的可靠性。 本综合保护器集测量、保护、控制、通讯和显示等功能于 一体。通过对电压、电流、电阻等模拟量进行采样，采集各路 开关量，并输出各种控制和报警信号，同时可以和上位机进 行通讯，而且具有良好的人机交互功能。从以上的功能出发， 对整个保护器做了以下设计，整体结构原理如图二所示。 图二结构原理总图 从整体上看，由以下几个部分组成：最小工作系统电路、 模拟信号采集与变换电路、人机界面电路、开关量输入输出 电路、实时时钟电路、工作电源电路和通讯电路 其工作原理是通过对三相电流、电压以及绝缘电阻的测 量，采用软件对几种故障进行判别、分析。当产生故障的时 候，对电动机进行保护，同时实时显示三相电流、电压以及绝 缘电阻、时间、日期，并记录故障的原因。之后可以通过查询 故障记录对故障进行分析。 ３结束语 本装置是采用以ＡＲＭ为核心而制作的电动机保护装置， 在设计上充分考虑了产品化的需要，具有硬件设计简单、速 度快、体积小、可靠性高、反应速度快、实时性好等特点，利于 推广，在许多单位已经使用，实际运行效果良好。 参考文献 ［１］周立功．ＡＲＭ与嵌入式系统基础教程［Ｍ］．广州：广州 周立功单片机发展有限公司，２００４． ［２】许志红，张培铭．智能电动机控制与保护器的研究 ［Ｊ］．继电器，１９９８，２６（６）． ［３］王德胜，李振璧．相敏检测技术在电机磁力起动器中 的应用［Ｊ】．煤矿机械，２００６，（１１）． 作者简介 胡津津（１９８３一），女，本科，２００５年毕业于安徽理工大 学，助教。
