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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能三相電網(wǎng)缺相保護(hù)器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本系統(tǒng)結(jié)合模擬電子式與數(shù)字電子式電機(jī)保護(hù)器優(yōu)點(diǎn)，在模擬電子式穩(wěn)定的基礎(chǔ)上。響應(yīng)迅速的基礎(chǔ)上結(jié)合電子式的高精度、智能化特性。在信號(hào)采集精度、智能化等方面進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。使其在重復(fù)性與可靠性上達(dá)到目前應(yīng)用要求等級(jí)。滿足目前社會(huì)對(duì)新一代電機(jī)缺相保護(hù)器的需要。
- 詳細(xì)介紹：
- 三項(xiàng)交流電機(jī)保護(hù)器已經(jīng)多種形式的產(chǎn)品在應(yīng)用。本系統(tǒng)介紹一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低成本的單片機(jī)智能缺相保護(hù)器。其主要特點(diǎn)為：控制電源直接從監(jiān)測(cè)回路獲取，利用單片機(jī)對(duì)三相電網(wǎng)安全運(yùn)行情況進(jìn)行采集，交流電量的采集利用統(tǒng)計(jì)算法計(jì)算，直接給單片機(jī)輸入交流信號(hào)，電路簡(jiǎn)便。本系統(tǒng)的簡(jiǎn)單廉價(jià)互感器可以應(yīng)用在功率在132W-1320W的三相電機(jī)上。通過(guò)對(duì)其輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的建模，確定其低通濾波模型，進(jìn)而設(shè)計(jì)基于傅里葉變換的低通濾波程序。 在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行處理，判斷電網(wǎng)供電狀況。利用三相不平衡度公式計(jì)算三相不平衡度，經(jīng)過(guò)與國(guó)家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，實(shí)時(shí)對(duì)三相電網(wǎng)工作參數(shù)進(jìn)行判斷輸出。最終實(shí)現(xiàn)模擬電子與數(shù)字電子相結(jié)合，達(dá)到高精度、穩(wěn)定、智能的保護(hù)器。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 三項(xiàng)交流電機(jī)保護(hù)器已經(jīng)多種形式的產(chǎn)品在應(yīng)用。本系統(tǒng)介紹一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低成本的單片機(jī)智能缺相保護(hù)器。其主要特點(diǎn)為：控制電源直接從監(jiān)測(cè)回路獲取，利用單片機(jī)對(duì)三相電網(wǎng)安全運(yùn)行情況進(jìn)行采集，交流電量的采集利用統(tǒng)計(jì)算法計(jì)算，直接給單片機(jī)輸入交流信號(hào)，電路簡(jiǎn)便。本系統(tǒng)的簡(jiǎn)單廉價(jià)互感器可以應(yīng)用在功率在132W-1320W的三相電機(jī)上。通過(guò)對(duì)其輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的建模，確定其低通濾波模型，進(jìn)而設(shè)計(jì)基于傅里葉變換的低通濾波程序。 在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行處理，判斷電網(wǎng)供電狀況。利用三相不平衡度公式計(jì)算三相不平衡度，經(jīng)過(guò)與國(guó)家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，實(shí)時(shí)對(duì)三相電網(wǎng)工作參數(shù)進(jìn)行判斷輸出。最終實(shí)現(xiàn)模擬電子與數(shù)字電子相結(jié)合，達(dá)到高精度、穩(wěn)定、智能的保護(hù)器。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本系統(tǒng)結(jié)合模擬電子式與數(shù)字電子式電機(jī)保護(hù)器優(yōu)點(diǎn)，在模擬電子式穩(wěn)定的基礎(chǔ)上。響應(yīng)迅速的基礎(chǔ)上結(jié)合電子式的高精度、智能化特性。在信號(hào)采集精度、智能化等方面進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。使其在重復(fù)性與可靠性上達(dá)到目前應(yīng)用要求等級(jí)。滿足目前社會(huì)對(duì)新一代電機(jī)缺相保護(hù)器的需要。 利用硬件濾波與軟件濾波相結(jié)合的方式。在模擬電路供電基礎(chǔ)上解決了信號(hào)干擾大，采集精度低等難題。軟件濾波方面，利用傅里葉變換將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)變成頻率信號(hào)。根據(jù)要求進(jìn)行濾波，提取純凈信號(hào)。方便數(shù)據(jù)處理與判斷。集合三相不平衡度算法，提高了系統(tǒng)的智能性。依靠三極管組合開(kāi)關(guān)控制繼電器輸出，使單片機(jī)低電壓輸出控制高功率消耗負(fù)載。保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。提高檢測(cè)系統(tǒng)可靠性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 一次性轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 在三相電網(wǎng)中，本儀器利用電控自鎖原理對(duì)三相電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。在電機(jī)工作開(kāi)啟時(shí)，合上三相常開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，控制回路閉合，電機(jī)運(yùn)行。智能三相電網(wǎng)缺相保護(hù)器利用互感器采集三相電源并啟動(dòng)工作。通過(guò)數(shù)據(jù)采集、處理、判斷，控制繼電器KM1線圈輸出。若電網(wǎng)穩(wěn)定正常工作KM1三相開(kāi)關(guān)閉合，并保持吸合狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生缺相或三相不平衡時(shí)，保護(hù)器控制繼電器KM1斷開(kāi), 繼電器KM1三相開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電機(jī)停止運(yùn)行。該技術(shù)具有響應(yīng)時(shí)間短、精度高、智能化等優(yōu)點(diǎn)。在132W-1320W電機(jī)電路中，均能穩(wěn)定工作。在電機(jī)安全保護(hù)具有廣泛的應(yīng)用。
同類課題研究水平概述
- 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)、更新?lián)Q代、智能化發(fā)展等幾個(gè)階段。值得一提的是由于近年來(lái)微處理器技術(shù)的發(fā)展，給電動(dòng)機(jī)保護(hù)器向智能化、多功能化方向發(fā)展提供了硬件平臺(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 熱繼電器、熔斷器和電磁式電流繼電器 熱繼電器利用雙金屬片熱效應(yīng)工作的，雙金屬片是由不同膨脹系數(shù)的兩片金屬鉚合而成，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)它將產(chǎn)生熱量，并向膨脹系數(shù)小的一邊彎曲，電流的大小和彎曲的程度成正比，當(dāng)電流超過(guò)熱繼電器整定電流的一定倍數(shù)時(shí)就會(huì)啟動(dòng)其中的脫扣裝置從而切斷主回路達(dá)到保護(hù)的目的。但熱繼電器存在致命的缺陷，包括整定粗糙、受環(huán)境影響大、重復(fù)性差、誤差大及功能單一等。 2 模擬電子式電機(jī)保護(hù)器 在上個(gè)世紀(jì)七八十年代，隨著半導(dǎo)體模擬器件的興起及普及，涌現(xiàn)出了一批性能比較可靠、功能多樣化的電子式電機(jī)保護(hù)器。其中得到公眾認(rèn)可且具有自己品牌特色的以韓國(guó)三和技研株式會(huì)社的產(chǎn)品為代表，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)具有一定影響，他們的產(chǎn)品品種多樣，規(guī)格齊全。但這類產(chǎn)品仍存在一些無(wú)法克服的缺陷，包括整定精度不高、采樣精度不高等幾個(gè)方面。 3 數(shù)字電子式電機(jī)保護(hù)器 這類電機(jī)保護(hù)器主要以單片機(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，在采樣和整定精度方面有質(zhì)的飛躍。可對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行軟件非線性校正，從而極大地降低了被測(cè)信號(hào)波形畸變的影響，真正實(shí)現(xiàn)了高精度采樣。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)保護(hù)器正朝著智能化，綜合化，高精度，高可靠方向發(fā)展。 本系統(tǒng)結(jié)合模擬電子式與數(shù)字電子式電機(jī)保護(hù)器優(yōu)點(diǎn)，在模擬電子式穩(wěn)定的基礎(chǔ)上。響應(yīng)迅速的基礎(chǔ)上結(jié)合電子式的高精度、智能化特性。在信號(hào)采集精度、智能化等方面進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。使其在重復(fù)性與可靠性上達(dá)到目前應(yīng)用要求等級(jí)。滿足目前社會(huì)對(duì)新一代電機(jī)缺相保護(hù)器的需要。
