智能脱扣器课程设计资料

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1、智能电器　　微处理机和计算机技术引入电器设备，一方面使电器设备具有智能化的功能，另一方面使开关电器，包括智能化断路器和智能化电动机控制器实现与中央控制计算机双向通讯。进入20世纪90年代，随着计算机信息网络的发展，配电系统和电动机控制中心已形成了智能化监控、保护与信息网络系统。　　智能化断路器与电动机控制器是开关柜和电动机控制中心实现智能化的主要电器元件。微处理器引入断路器，首先使断路器的保护功能大大增强。诸如：它的三段保护特性中的短延时可设置成I2t特性，以使与后一级保护更好地匹配；接地保护可实现选择性，对断续的电弧接地故障可带记忆功能。　　目前自动化控制中

2、使用大量的软起动器、电力电子调速装置和不间断电源等，这些装置都会使配电系统产生高次谐波，而模拟式电子脱扣器一般反映故障电流的峰值，因而电源的高次谐波会造成断路器的误动作。而带微处理器的智能化断路器的中央处理单元能准确反映负载电流真实的有效值(RMS值)，它的采样和保持电路能消除输入信号中的高次谐波，因而能避免高次谐波造成的误动作。　　智能化过载继电器与传统的双金属热继电器相比，具有一系列的优点，它能保护多种起动条件的电动机，具有很高的动作可靠性。它不但可保护电动机过载与断相，并可保护接地、三相不平衡、反相或低电流等。在智能化电动机保护继电器基础上进一步开发的智

3、能电动机控制器，兼有监控、保护和通讯的功能。　　由智能电器单元与中央控制计算机组成的网络系统与传统的配电系统与电动机控制中心相比有以下优点：实现中央计算机集中控制，提高了配电系统自动化程度；使配电、控制系统的调度和维护达到新的水平。由于采用数字化的新型监控元件，使配电系统和控制中心向上提供信息量大幅度增加；监控元件和传统的指示和指令电器相比较，接线简单、便于安装，提高了工作的可靠性；可以实现数据共享，减少信息重复和信息通道。智能化脱扣器脱扣电路的设计摘要：介绍了智能化脱扣器脱扣电路的设计，设计结合了模拟脱扣电路，增加了抗干扰的脉宽检测电路。关键词：脱扣电路，智

4、能化脱扣器，脉宽检测1引言智能化脱扣器是以现代的微处理器为核心，通过信号采集，数据处理，故障诊断来实现对断路器的智能控制。脱扣电路是智能脱扣器的执行电路，接收单片机发出的脱扣命令，输出驱动磁通变换器动作，使断路器断开。脱扣电路的稳定性和可靠性，关系整个脱扣器的性能。脱扣电路应具有抗干扰、工作可靠的特性。2电路设计智能化脱扣器脱扣电路的结构如图1所示，在微处理器脱扣控制电路的基础上，加入了模拟脱扣电路，作为后备保护。模拟脱扣电路用于系统上电初期的短路电流保护和系统运行期间特大短路电流的保护。微处理器在上电初期要进行上电初始化，无法实现保护。模拟脱扣电路采用硬件比

5、较器电路可以快速判断出断路器接通时出现短路的情况，并做出相应的动作进行保护。在微处理器运行期间，模拟脱扣电路实现特大短路电流的判断，如果出现特大短路电流，微处理器没有来得及反应，则模拟脱扣电路可作出相应的判断和动作。因此数字脱扣和模拟脱扣相结合，两者互补，增加了脱扣器的可靠性。模拟脱扣电路采用比较器鉴幅电路来实现，每一相使用两个比较器来完成。电流信号Ia、Ib、Ic的幅值同参考电平VRE+和VRE—进行比较。比较器采用LM393，其输出是集电极开路的，因此图1中所有电压比较器输出并联起来，通过一个上拉电阻接Vcc实现线与功能。在正常情况下，微处理器没有发出脱扣

6、信号且电流信号的幅值在基准电压范围内，则比较器的并联输出UTRIP被上拉电阻拉高，否则只要任一电压比较器输出为低，则UTRIP被拉低。UTRIP信号接脉宽检测电路，进行抗干扰处理，如果UTRIP的低脉冲维持一定的宽度，则单稳态触发器被触发，UOUT输出一定宽度的脉冲通过驱动电路使磁通变换器打开，从而分断断路器。2.1脉宽检测电路采用上述比较器鉴幅电路，在实际系统运行中由于干扰的存在，比较器的输出会出现一些不必要的窄脉冲，如果直接接单稳态触发电路，会产生误动作。为了消除干扰，在比较器的输出端加了脉宽检测电路，该电路由一个555器件组成，输出接由另一个555器件构

7、成的单稳态触发电路，电路及其工作波形如图2所示。脉宽检测电路的工作原理如下：UTRIP、UTH、UQ、UOUT表示图中各个结点。UTRIP来自电压比较器并联的输出端。在正常情况下，比较器输出高阻，此时图中NPN三极管导通，UTH被三极管嵌位在其饱和电压0.3V以下，UQ输出高电平。当电流越限或单片机发出脱扣指令，比较器输出将把UTRIP拉低，则NPN三极管截止，此时接UTH的电容通过电阻R5、R6开始充电，UTH电压升高。如果UTRIP低脉冲保持一定的宽度，UTH随着电容充电上升并达到2/3Vcc，则UQ输出低电平，触发其后由个555器件构成的单稳态电路，UO

8、UT输出一个一定宽度的脉冲。由电路的工