基本信息
- 项目名称：
- 智能三相电网缺相保护器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本系统结合模拟电子式与数字电子式电机保护器优点，在模拟电子式稳定的基础上。响应迅速的基础上结合电子式的高精度、智能化特性。在信号采集精度、智能化等方面进行研究与设计。使其在重复性与可靠性上达到目前应用要求等级。满足目前社会对新一代电机缺相保护器的需要。
- 详细介绍：
- 三项交流电机保护器已经多种形式的产品在应用。本系统介绍一种结构简单，低成本的单片机智能缺相保护器。其主要特点为：控制电源直接从监测回路获取，利用单片机对三相电网安全运行情况进行采集，交流电量的采集利用统计算法计算，直接给单片机输入交流信号，电路简便。本系统的简单廉价互感器可以应用在功率在132W-1320W的三相电机上。通过对其输出标准信号的建模，确定其低通滤波模型，进而设计基于傅里叶变换的低通滤波程序。 在此基础上通过对滤波后的信号进行处理，判断电网供电状况。利用三相不平衡度公式计算三相不平衡度，经过与国家电网标准进行比对，实时对三相电网工作参数进行判断输出。最终实现模拟电子与数字电子相结合，达到高精度、稳定、智能的保护器。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 三项交流电机保护器已经多种形式的产品在应用。本系统介绍一种结构简单，低成本的单片机智能缺相保护器。其主要特点为：控制电源直接从监测回路获取，利用单片机对三相电网安全运行情况进行采集，交流电量的采集利用统计算法计算，直接给单片机输入交流信号，电路简便。本系统的简单廉价互感器可以应用在功率在132W-1320W的三相电机上。通过对其输出标准信号的建模，确定其低通滤波模型，进而设计基于傅里叶变换的低通滤波程序。 在此基础上通过对滤波后的信号进行处理，判断电网供电状况。利用三相不平衡度公式计算三相不平衡度，经过与国家电网标准进行比对，实时对三相电网工作参数进行判断输出。最终实现模拟电子与数字电子相结合，达到高精度、稳定、智能的保护器。
科学性、先进性
- 本系统结合模拟电子式与数字电子式电机保护器优点，在模拟电子式稳定的基础上。响应迅速的基础上结合电子式的高精度、智能化特性。在信号采集精度、智能化等方面进行研究与设计。使其在重复性与可靠性上达到目前应用要求等级。满足目前社会对新一代电机缺相保护器的需要。 利用硬件滤波与软件滤波相结合的方式。在模拟电路供电基础上解决了信号干扰大，采集精度低等难题。软件滤波方面，利用傅里叶变换将时域信号转变成频率信号。根据要求进行滤波，提取纯净信号。方便数据处理与判断。集合三相不平衡度算法，提高了系统的智能性。依靠三极管组合开关控制继电器输出，使单片机低电压输出控制高功率消耗负载。保证系统稳定运行。提高检测系统可靠性。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 一次性转让
作品可展示的形式
- 实物、产品、现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 在三相电网中，本仪器利用电控自锁原理对三相电机进行保护。在电机工作开启时，合上三相常开开关S1，控制回路闭合，电机运行。智能三相电网缺相保护器利用互感器采集三相电源并启动工作。通过数据采集、处理、判断，控制继电器KM1线圈输出。若电网稳定正常工作KM1三相开关闭合，并保持吸合状态。当发生缺相或三相不平衡时，保护器控制继电器KM1断开, 继电器KM1三相开关断开，电机停止运行。该技术具有响应时间短、精度高、智能化等优点。在132W-1320W电机电路中，均能稳定工作。在电机安全保护具有广泛的应用。
同类课题研究水平概述
- 我国的电动机保护装置大约经历了全面仿苏、自行设计、更新换代、智能化发展等几个阶段。值得一提的是由于近年来微处理器技术的发展，给电动机保护器向智能化、多功能化方向发展提供了硬件平台，使得电机保护进入了一个飞速发展的阶段。 1 热继电器、熔断器和电磁式电流继电器 热继电器利用双金属片热效应工作的，双金属片是由不同膨胀系数的两片金属铆合而成，当电流通过时它将产生热量，并向膨胀系数小的一边弯曲，电流的大小和弯曲的程度成正比，当电流超过热继电器整定电流的一定倍数时就会启动其中的脱扣装置从而切断主回路达到保护的目的。但热继电器存在致命的缺陷，包括整定粗糙、受环境影响大、重复性差、误差大及功能单一等。 2 模拟电子式电机保护器 在上个世纪七八十年代，随着半导体模拟器件的兴起及普及，涌现出了一批性能比较可靠、功能多样化的电子式电机保护器。其中得到公众认可且具有自己品牌特色的以韩国三和技研株式会社的产品为代表，在国内市场具有一定影响，他们的产品品种多样，规格齐全。但这类产品仍存在一些无法克服的缺陷，包括整定精度不高、采样精度不高等几个方面。 3 数字电子式电机保护器 这类电机保护器主要以单片机作为控制器，可实现电机的智能化综合保护。有的还具有远程通讯功能，在采样和整定精度方面有质的飞跃。可对采样信号进行软件非线性校正，从而极大地降低了被测信号波形畸变的影响，真正实现了高精度采样。随着微电子技术的发展，电机保护器正朝着智能化，综合化，高精度，高可靠方向发展。 本系统结合模拟电子式与数字电子式电机保护器优点，在模拟电子式稳定的基础上。响应迅速的基础上结合电子式的高精度、智能化特性。在信号采集精度、智能化等方面进行研究与设计。使其在重复性与可靠性上达到目前应用要求等级。满足目前社会对新一代电机缺相保护器的需要。
