基于P89LPC952单片机的电动机保护装置研究
基于at89s52单片机的电机控制系统设计
基于AT89S52单片机的电机控制系统设计介绍在现代工业领域，电机控制系统是至关重要的一部分。
无论是在生产线上运输原材料，还是在汽车中驱动发动机，都需要一个可靠且精确的电机控制系统。
本文将介绍基于AT89S52单片机的电机控制系统设计，以及如何利用该系统进行电机控制。
AT89S52单片机简介AT89S52是一款由Atmel公司生产的8位单片机。
它基于MCS-51系列体系结构，并且配备了丰富的外设。
这使得它成为设计和开发嵌入式系统的优秀选择之一。
电机控制系统设计概述电机控制系统设计的目标是实现对电机的精确控制。
这需要一个可编程的控制器，如AT89S52单片机，以及一组传感器和执行器。
在本设计中，我们将使用脉冲宽度调制（PWM）技术来控制电机的转速和方向。
系统设计本部分将深入探讨如何设计基于AT89S52单片机的电机控制系统。
硬件设计电机控制系统的硬件设计需要考虑以下几个方面：电机驱动电路电机驱动电路是控制电机转速和方向的关键组成部分。
在本设计中，我们将使用L298N电机驱动模块。
它具有低电压驱动能力，可以提供高电压和高电流，非常适合控制各种电机。
AT89S52单片机连接AT89S52单片机将连接到电机驱动电路。
它将负责生成PWM信号来控制电机的转速和方向。
此外，单片机还将读取传感器数据，并相应地调整电机控制信号。
软件设计电机控制系统的软件设计需要考虑以下几个方面：编写控制程序需要编写控制程序来实现电机控制。
可以使用C语言或汇编语言编写程序，并使用适当的编译器将其编译为可在AT89S52单片机上运行的机器码。
确定PWM参数为了实现对电机的精确控制，需要确定PWM的参数。
这包括占空比、频率等。
可以根据电机的规格和性能需求进行调整。
传感器数据处理在电机控制过程中，传感器将提供有关电机状态的信息。
单片机将读取这些传感器数据，并根据需要调整控制信号。
因此，需要编写适当的代码来处理传感器数据。
系统实现与测试在完成电机控制系统的设计后，需要进行系统实现和测试，以确保其正常工作。
基于STC89C52单片机的步进电机控制技术研究与实现.doc
基于STC89C52单片机的步进电机控制技术研究与实现-【摘要】本文采用以STC89C52单片机为核心，进行了步进电机控制系统的软硬设计，实现了步进电机的起停、正反转、调速等控制，并实现了电机转速的实时显示。
经实验验证，该系统具有软硬件设计合理、运行稳定可靠、抗干扰能力强及实时显示性好等特点。
【关键词】步进电机；STC89C52；调速1.引言随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都具有广泛的应用。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。
应用单片机实现步进电机控制系统的设计，具有成本低、使用灵活的特点，广泛应用于数控机床、机器人、工业自动控制以及各种可控有定位要求的机械工具等应用领域。
本文介绍的步进电机控制系统，采用以STC89C52单片机为核心的低成本、高精度、微型化的硬件电路和软件设计方法。
该步进电机硬件控制电路分为电源模块、按键控制模块、步进电机及驱动模块、测速模块及显示模块等部分组成。
整个系统软件设计采用模块化设计方法，由主程序、预置子程序、正转子程序、反转子程序、加减速和显示子程序等模块组成。
通过向步进电机驱动电路发送控制信号，实现对步进电机的起停、正反转、调速等控制，并实时显示电机转速。
经反复实验证明，本套系统软硬件设计合理、抗干扰能力强、实时显示性能良好。
2.系统总体设计方案根据步进电机控制系统设计要求，整个控制系统电路可以分为电源模块、按键控制模块、步进电机驱动模块、步进电机模块、测速模块、显示模块等部分。
步进电机控制系统方框图如图1所示。
3.系统硬件电路设计根据系统功能需求分析，绘制出系统原理图如图2所示。
3.1 单片机外围控制电路单片机工作的外围控制电路主要包括晶振电路和STC单片机下载电路等，其对应电路如图2中所示。
3.2 按钮控制电路本步进电机控制系统中控制按钮包括启停按钮，正转按钮，反转按钮，加速按钮及减速按钮等。
3.3 驱动电路因为步进电机工作时的驱动电流比单片机端口所能提供的要大得多，单片机要控制电机的运动就不能直接将端口与电机各相相连，必须使用一定的接口电路和驱动电路。
基于P89C51RB2单片机的智能型高压开关综合保护装置
基于P89C51RB2单片机的智能型高压开关综合保护装置张春芝;田柏林;樊利军
【期刊名称】《煤炭工程》
【年(卷),期】2003(000)005
【摘要】概括介绍了P89C51RB2单片机控制的智能型高压开关综合保护装置的特点和基本功能,详细说明了智能型高压开关综保装置的硬件接口电路和软件设计.该装置具有性能可靠、功耗低、体积小、功能强的特点.
【总页数】3页(P15-17)
【作者】张春芝;田柏林;樊利军
【作者单位】北京工业职业技术学院,北京,100042;北京工业职业技术学院,北京,100042;北京工业职业技术学院,北京,100042
【正文语种】中文
【中图分类】TD6
【相关文献】
1.智能型高压电动机综合保护装置 [J], 李剑峰;包秀春
2.基于ATmega64的高压开关智能综合保护装置的设计 [J], 赵晓娟
3.智能型高压综合保护装置研究成功 [J], 李剑峰
4.智能型高压综合保护装置 [J], 李剑峰
5.智能型高压综合保护装置研究成功 [J], 李剑峰
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一种电动机智能保护装置的设计与开发
一种电动机智能保护装置的设计与开发摘要：介绍了一种电动机智能保护装置。
本装置能对电动机进行全面的保护，对电动机在故障及异常运行状态时其电流的变化情况进行分析，提出了该保护装置的数学模型，并简述了其硬件实现和软件的基本结构。
关键词：电动机；智能保护；单片机伴随电动机使用的日渐频繁，人们对电动机的保护越发重视。
尤其是今年来，随着4C技术的持续发展，人们对电动机保护装饰提出了更高要求。
本文提出了一种电动机智能保护装置的设计，基于电动机单片微机的保护，建立数学模型，通过硬件电路和软件程序，实现对电动机的起动时间过长、过载、短路、断相、反相、欠压、失压、过压及堵转等故障的智能综合保护。
1.电动机的故障判断及其数学模型电动机的异常运行及各种故障状态通常反映为其定子的三相电流变化，根据电动机在不同的运行状态下其过流及正、负和零序电流的不同分布组合与各种故障类型之间的对应关系，建立与其系统相应的数学模型。
并对检测所得的电流加以判断分析，实现对电动机故障的保护。
1.1过载过载保护属于热保护，它与发热的温升有关，但电动机的温升取决于绕组电流与散热的过程。
由于实际供电系统中存在大功率整流负载、单相负载等造成的电网电压畸变和电压不平衡以及电动机绕组不完全对称等原因，电流中含有一定的负序分量。
对于鼠笼型电动机，转子对负序电流和对正序电流所表现出的电阻之比KR=1.25~6，转子发热损耗与其电阻成正比，所以数值相同的负序电流产生的损耗接近于正序电流损耗的KR倍。
对于定子绕组，由于正序电阻与负序电阻相同，故数值相同的正序电流和负序电流产生的定子发热损耗相同。
所以在建立电动机过负载保护模型时必须对负序电流予以足够的重视。
根据以上分析，考虑散热和负序电流效应，电动机发热量与流过绕组的电流应满足图1 特性曲线采用一个周期内采样三相电流12点的全波傅立叶算法，即每隔TS=1.667ms采集一个点，当采完12个点后，计算出一个周期内12个采样点的正、负、零序电流值，从而计算电动机发热量为：1.4短路三相短路可由过电流反映，根据一个正弦波内各采样点计算出有效值Ieq，如果Ieq≥81e，则立即跳闸。
单片机在电动机保护中应用
摘要电动机是自动化生产系统中的一个重要环节，对其进行可靠有效的保护尤为关键。
但是我国的电动机保护在理论研究和设备制造方面相对外国而言还是比较落后，表现在保护装置功效低，可靠性差，经常出现误动作，电动机损坏情况严重，造成的直接和间接的经济损失巨大。
本文介绍了一种基于单片机的高压大型(异步)电动机保护装置。
该保护装置在电动机保护理论上，以检测过电流幅值、零序电流、负序电流等为判据；在故障诊断上，实现了基于差动保护和电流保护的电动机故障诊断；在硬件实现上，以ATmega16L单片机为核心，将采集来的电压、电流及温度等模拟量信号经过A/D转换器转换为数字量信号后送入单片机系统中进行处理，通过处理的结果来判断电动机是否有故障以及故障的类型并进行相应的保护动作，同时通过外接点阵液晶显示器和键盘等外设，对其进行实时监控。
在软件部分，运用C语言编写软件程序，使之能够识别并处理从传感器传来的电信号，并执行相应的保护程序，然后通过LCD显示出来。
关键词：电动机保护单片机差动保护电流保护Motor protection based on SinglechipAbstractThe motor is the import portion in the auto manufacture system. Therefore, it is important to protect the motor reliably and effectively. However, China’s motor protection in theoretical research and manufacturing facilities overseas in terms of relative performance is still relatively, Back ward in the protection of low-efficiency device reliability poor, often mistaken action, motor damage in serious condition, directly or indirectly caused by the enormous economic losses .An based on singlechip protection equipment for the high voltage large asynchronous motor is discussed in this article. The protection equipment is based on over-current value, zero-phase-sequence component, negative-phase- sequence component and other protection criterions; In Protection theory, it realizes the intelligent fault diagnosis based on the differential motion protection and the electric current protection;in hardware system, take the ATmega16L MCU as the core of processor system. Use the gather simulation signal likes voltage, electric current, temperature and so on, to transform after ADC for the digital quantity, and then signal sends in the MCU system to process, will judge the transformer through the processing result whether will include the breakdown , the breakdown type, and making the appropriate action to protect. Simultaneously, the system clot matrix liquid crystal display through an external keyboard and peripherals, such as its real-time monitor and control. In system software, utilizes the C language compilation software procedure, enables it to distinguish and to process the electrical signal which transmits from the sensor, and take the appropriate procedures to protect, then demonstrated through the LCD.Keywords：Motor protection，singlechip，differential motion protection，electrical current protection目录第一章绪论 ----------------------------------------------------------------------------- 1 1.1 论文的选题背景意义 ------------------------------------------------------------- 1 1.2国内外电动机保护发展现状 ----------------------------------------------------- 2 1.3我国电动机保护的发展趋势 ----------------------------------------------------- 4 1.4本论文的主要工作 ----------------------------------------------------------------- 4 第二章电动机保护原理 -------------------------------------------------------------- 5 2.1电动机常见故障分析 -------------------------------------------------------------- 5 2.2电动机综合保护分析 -------------------------------------------------------------- 5 2.3电动机保护判据 -------------------------------------------------------------------- 6 第三章电动机保护装置的硬件设计 ---------------------------------------------- 21 3.1 硬件系统的总体设计 ------------------------------------------------------------ 21 3.2数据采集系统 ---------------------------------------------------------------------- 21 3.3 开关量输入输出设计 ------------------------------------------------------------ 29 3. 4显示模块设计 --------------------------------------------------------------------- 31 第四章电动机保护装置的软件设计 ---------------------------------------------- 32 4.1软件描述 ---------------------------------------------------------------------------- 32 4.2软件设计 ---------------------------------------------------------------------------- 35 第五章提高系统可靠性措施 ------------------------------------------------------- 40 5.1 概述---------------------------------------------------------------------------------- 40 5.2 提高抗干扰措施 ------------------------------------------------------------------ 41 第六章总结 ---------------------------------------------------------------------------- 43 参考文献--------------------------------------------------------------------------------- 44 致谢--------------------------------------------------------------------------------------- 45第一章绪论本章介绍论文选题的背景意义、国内外电动机保护的发展现状、我国电动机保护发展趋势，以及本课题所做的工作。
基于单片机的智能断电保护装置的设计
基于单片机的智能断电保护装置的设计摘要：随着社会的发展和进步，电力和电器给人们的生产生活都带来了极大的方便，但因为人们用电不当而引发的安全事故也越来越多，浪费电或使电路长期过负荷运行的现象也越来越多。
为了更好的解决上述现象，设计一种基于STC89C52单片机的智能断电保护装置，该装置以单片机为控制核心，以相关电子电路及传感器为辅，利用人体红外传感器检测有无人在，并利用相关传感器检测电器是否工作，当办公室、教室、学生寝室内无人，且电器尚未断电时，会自动切断电源，起到节能和断电保护的作用。
关键词：智能；断电保护；STC89C52单片机；红外传感器；电流检测0 引言电能给人们的生产生活都带来了极大的方便，但因为人们用电不当而引发的安全事故也越来越多，在我们大学的宿舍中就常常出现人走灯不灭，插排不拔，空调电扇不关，乱扯电线，随意使用大功率电器等现象，每年仅大学宿舍因用电不当所产生的安全事故就已不在少数，为了节约用电，也为了尽可能地减少这类事故的发生，所以设计制作一个可以便捷使用的智能断电保护装置将会有效的解决这些问题。
1 智能断电装置的发展现状目前国内外的自动断电装置主要是应用于某一种用电器的智能开关，或者是应用于某电路过载后的自动断电或定时断电等。
既可以检测有无用电人员又可以智能断电的装置却很少见，所以，当前对电路进行智能通断在国内的研究还有一些空缺，而且可以投入到我们日常生活中使用的产品也是少之又少。
我们的智能断电保护装置将红外人体感应模块和电路检测系统相结合既可以智能化的对一整个电路进行通断，又可以对电路进行检测保护，而且将这些系统整合起来使用使其更加便捷，在很大程度上弥补该研究方向的一些不足。
2 硬件组成2.1硬件设计方案本装置由单片机为中央处理器、红外人体感应模块、电路检测模块、自动通断控制模块组成。
本装置首先利用红外感应器对房间进行扫描检测，当检测到房间内没有人时，红外感应器将信号送至单片机，单片机接受该信号并控制检测模块运作，对电路电流进行检测，若一段时间内电路负载电流与设置的标准电流相差较大，则判定此时寝室内无人且有电器在工作，此时检测模块将信号发送至单片机，单片机启动自动断电装置，从而实现在寝室内无人的情况下进行断电。
基于AT89C52单片机的步进电机控制系统研究
Ｈ ｅＣｈ ｎ Ｗａ ｇ Ｓ ｈ ｎ ｏ ｇ ｎ ｈｕ ｏ ｇ Ｈ ｏ ｕＳｈ ｎ ｅ ｇｗｅ Ｎ ｉ ｉ ｕＨ ｕｉ ｎ ｗｅ
（ ｌ ｇ ｆ ｅ ｔ ｃｔ ｎ ｏ ｒ ｎ ｉｅ ｒｎ ａｙ ａ ｉｅｓｔ ｆ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｔ ｉｕ ｎ０ ０ ２ ） Ｃｏ ｌ ｅｏ ｃｒ ｉ ａ ｄＰ ｗｅ ｇｎ ｅｉｇＴ ｉｕ ｎＵｎｖ ｒｉ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ， ａｙ ａ ３ ０ ４ ｅ Ｅｌ ｉ ｙ Ｅ ｙ Ｔ
步进 电机 的 ５种运 行状 态 以及 运行速 度 。５位 Ｌ Ｄ Ｅ 通 过 ７ Ｌ １８接 在单 片机 的 Ｐ ． ４ Ｓ３ ２３ ２５口上 ，５位 一Ｐ ． Ｌ 分别 用于 表示步 进 电机 的 正转 、反转 、加 速 、减 Ｄ 速 、停 止 ５种运行 状态 。
２３ 驱 动 模 块 ．
３ Ｖ 和 ５ 电压 分别给 单片机 、 晶振 、Ｌ Ｄ 和控制 ． ５ Ｖ Ｅ 电路供 电。１ＭＨ ２ ｚ的 晶振给 单 片机 提供 时钟信 号 。 单 片机 的串 口用 于和 Ｐ 上 位机 的通信 以及烧录 软 Ｃ
件程 序 。Ｐ 口控 制驱动 电路 开关管 的通断 。Ｐ 和 １ ０ Ｐ ２口控制 Ｌ Ｄ１ ０ Ｃ ６ ２和 Ｌ Ｄ 组成 的显示模 块 。 ３口 Ｅ Ｐ 检 测键盘 信号及 外部 中断信 号 。 ２２ 键盘 及显示模 块 ． 控制 系统 设置 了 ５位 独立 按键组 成的键 盘模块 以及 由 Ｌ Ｄ１０ Ｃ ６ ２和 ５位 Ｌ Ｄ 组成 的显示模 块 。通 Ｅ 过键 盘可 以对 步进 电机进行 正转 、反 转 、加 速 、减 速 、停止 功 能的操 作 。步进 电机 运行 时 的状 态信 息 可 以通 过显 示模块 直观 的显示 出来 。图 ２为键 盘及
STC89C52单片机直流电机的设计
摘要近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流电机具有优良的调速特性：调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求。
本系统以STC89C52单片机为核心，通过内部定时器产生PWM波形，控制LN298大功率H桥路驱动直流电机已达到控制转速的目的。
通过数码管将速度等级显示出来，此外分别从主控制芯片的选择、显示电路的比较与选择、电机调速控制模块、电源电路与电机驱动电路四个方面进一步确定系统的总体设计方案，最后通过数码管LED显示程序设计以及电机控制子程序完成实验步骤，并在结论部分对系统调试过程中的常见的故障分析和注意事项做出了摘要说明，具有一定的理论和实际意义。
关键词：STC89C52；双向可逆控制系统；PWM调速；目录绪论 (1)1系统总体方案 (3)1.1 主控制芯片的选择 (3)1.2 显示电路的比较与选择 (4)1.3 电机调速控制模块 (4)1.4 电源电路与电机驱动电路 (4)2系统硬件方案设计 (5)2.1 系统总电路框图设计 (5)3.2 系统模块电路设计及原理 (5)3.2.1单片机最小系统设计 (5)3.2.2直流电机的调速设计 (8)3.2.3 测速发电机 (9)3.2.4 数码管显示电路设计 (9)3.2.5 L298N驱动电路设计 (11)3.2.6 按键电路电路设计 (13)3系统的软件设计 (15)3.1 系统的整体程序流程图 (15)4.2 数码管LED显示程序设计 (15)4.3 电机控制子程序 (16)5系统调试 (18)5.1 常见的故障分析 (18)5.2 系统调试注意事项 (18)结论 (18)参考文献 (19)附录一硬件原理图 (21)附录二程序源代码 (22)致谢 (24)绪论（1）课题研究的背景近年来，随着科技的进步，直流电机得到了越来越广泛的应用，直流电机具有优良的调速特性：调速平滑，方便，调速范围广，过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起动、制动和反转，满足生产过程自动化系统各种不同的特殊要求。
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第37卷 第2期 电力系统保护与控制 Vol.37 No.2 2009年1月16日 Power System Protection and Control Jan. 16, 2009
基于P89LPC952单片机的电动机保护装置研究
戴光武，都洪基，贾 磊，章 柯 （南京理工大学,江苏 南京 210094）
摘要：讲述了电动机的常见故障及其保护原理，基于单片机的电动机保护系统主要由采样、控制输出、通讯、显示和软件部分构成。采用软硬件相结合的方法设计了一电动机保护装置，并通过软件仿真验证了其正确性和可靠性，比较得出智能式电动机保护装置具有明显的技术优势，大大提高了电动机保护的安全运行性。 关键词: 单片机；电动机故障；保护装置；硬件电路；软件；故障仿真
Motor protection equipment research based on P89LPC952 microcontroller DAI Guang-wu，DU Hong-ji，JIA Lei，ZHANG Ke (Nanjing University of Science & Technology, Nanjing 210094，China)
Abstract: Describing the normal faults and protection principles of electric motor ,the motor protection system based on microcontroller is mainly formed by sampling ,controlled outputs ,communication ,display and software. Design a motor protection equipment by combining software and hardware and verify its validity and reliability by simulation. Intelligent motor protection equipment has obvious advantages in technology, which greatly heightens the security of motor’s run. Key words: microcontroller; motor faults; protection equipment; circuit of hardware; software; faults simulation
中图分类号： TM774 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2009)02-0073-03
0 引言 电动机作为拖动系统中的重要组成部分在国民经济中占有举足重轻的地位，它的使用几乎渗透到了各行各业，但在使用中造成电机烧毁甚至引发重大安全事故的事件屡见不鲜，因此设计性能优越的保护装置，做好电动机故障的监控和保护具有节能显著、提高生产效率和经济效益及保证安全生产的重要意义。
1 电动机的常见故障及其保护原理 1.1 短路故障 因绕组过流引起温升超高时，造成绝缘损坏，会导致短路故障。此类故障一般发生在电动机内部，故障时电流急剧增大。 短路保护：传统的保护装置为熔断器或具有延时脱扣器的断路器；对个别容量大的电动机可采用过电流继电器。采用电流速断保护方法，由保护装置发出短路信号和报警。 1.2 电动机过载 容易过负荷的电动机，由于起动或自起动条件苛刻，可能引起起动失败或需要限制起动时间；重
载起动的电动机，容易发生过载现象。电动机过载时，电流超过额定值，但电动机本身允许在一定时间内的过载运行。 过载保护：传统方式是采用热继电器，对于转动惯量大、起动困难的电动机可采用反时限或定时限过电流继电器。过载保护采常用计算机分析当前电动机的温升，然后和设定值相比较，达到合理准确地保护，并考虑环境温度的影响，最大限度地发挥电动机的过载能力。 1.3 缺相故障 触头烧伤、松脱、电动机一相绕组短路、接线盒内一相接头松脱等都会引起缺相故障。当发生缺相运行时，由于定子三相电压极度不平衡，中性点对地的零序电压升高。 缺相和三相不平衡保护：缺相保护一般采用零序电压继电器，也有采用带断相保护装置的热继电器作缺相保护。 1.4 漏电故障 当电动机绕组绝缘损坏时，容易发生电动机外壳带电，造成漏电故障。 漏电保护：一般采用电动机外壳接地，或者在回路中接入漏电开关的方式。 - 74 - 电力系统保护与控制 1.5 过压和欠压 不论是过压还是欠压都会对电动机运行的稳定性产生影响。传统的欠电压保护装置一般采用断路器中的欠电压脱扣器、起动器、接触器的吸引线圈、自耦减压起动器中的欠压脱扣器。 过压和欠压保护：为防止电压过分增大和减小，影响电动机稳定运行，设定两组电压范围：80%U～
110%U和75%U～115%U。当超过范围时保护装置即刻动作。
2 电动机保护装置硬件电路的设计 2.1电路的总体框架 用P89LPC952单片机系统实现电动机保护的功能，保护电路框架见图1，由以下几部分构成：a)单片机系统；b)传感器电路，用于数据的采集及转换；c)RS485串口通信电路，将采集的信号传递给单片机；d)电源电路；e)指示电路；f)报警电路；g)电动机控制电路。
P89LPC952传感器电路RS485通信电路报警电路指示电路电动机控制电路电源供应电路状态和信息显示
图1 电路总体框架 Fig.1 Main frame of circuit
2.2 单片机系统 单片机系统主要由P89LPC952型CPU、输入输出接口以及显示模块组成。利用P89LPC952内部的A/D转换功能，可以采集多路电流、电压、温度信号。输入接口主要接收经过电流、电压转换之后的信号，通过A/D电路转换后送给单片机。单片机通过与设定值进行比较，判断电动机是否出现缺相、过流、过载、短路、堵转等故障。一旦出现故障信号，单片机将根据故障类型延时，然后给出信号，通过输出口送至继电器，断开继电器常闭触点，将电动机的控制线路断电，使电动机停止工作，从而达到保护电动机的目的。 2.3 传感器电路 2.3.1电流检测电路 为了及时获得电动机的运行情况，设计了一个电流采集电路。该电路利用电流耦合器将电动机电源线上的电流信号转换成交流电压信号，通过全桥整流成直流脉动电压信号，再通过积分放大电路变换成相对平稳的电压信号，其值就可以反映电动机工作电流的大小。 2.3.2 电压检测电路
电压检测与电流检测的原理大致相同，利用变压器采集电压。电压经过变压器，全控桥后再经过积分放大电路变成平稳的信号输出。 2.3.3 温度检测电路 温度检测电路利用热敏电阻采集，然后与串联电阻分压后经放大器放大。加上稳压二极管起保护作用，在电压超过一定数量时即会保护电路。 2.4 通信电路 通信电路实现信号的传递，将传感器电路采集的电压、电流、温度信号通过RS485串口通信传递给单片机。 2.5 电源电路 用稳压器LM7805组成电源电路，输出特定的电压供单片机、运算放大器，光耦合器等使用。 2.6 指示电路 使用绿色LED显示管指示单片机电压正常的工作情况，使用红色闪烁的LED显示管显示电动机的各种故障，便于观察。 2.7 报警电路 当电动机发生故障时要及时发出报警信号，使用了一个复合NPN三极管（达林顿管）作为开关,控制一个声光告警模块，使用复合NPN三极管可以增强驱动能力。 2.8 电动机的控制电路 利用光耦合器控制电动机三相电路的各相开关，光耦合器起到隔离保护的作用。当接收到报警信号时，耦合器产生的电压经过复合NPN管传递到继电器，从而控制各相的开关。
3 软件的主要模块及流程图 3.1软件的组成 3.1.1输入输出模块 通过串口接收启动、停止、参数设置等指令，打印运行结果。 3.1.2 电动机检测模块 通过P89LPC952的A/D，转换电动机的电流、电压、温度等参数，计算处理，从而进行电动机的故障判断和处理。为了准确地检测电动机的参数，A/D转换以10次求平均值来滤除误差和突发干扰。A/D转换采用定时器触发，5 ms启动一次。 3.1.3 RTC模块 提供时间信息，用于超时处理。 3.2 主程序的流程 主程序流程图见图2所示。 戴光武，等 基于P89LPC952单片机的电动机保护装置研究 - 75 - 主程序开始
判断电机运行状态
命令＝ set？各模块初始化命令＝run？命令＝stop ?设置参数启动AD、中断、定时器等
关闭AD、中断、定时器等
电动机有故障？判断故障类型，作出相应的报警处理，打印显示结果
读取命令
图2 主程序流程图 Fig.2 Flow chart of main program
4 运用KeiluVision3软件进行仿真 4.1 基准参数的设置 AD转换器的工作电压为3.3 V,10位结果，测量结果的计算公式为：Result = (3.3/1024)*X，X为AD寄存器的值，结果的单位为伏特（V）。 设置电流基准参数为0x20，即0.103 V；过压基准参数为0x140，即1.03 V；欠压基准参数为0x100，即0.825 V；温度基准参数为0x100，即0.825 V。AD0～AD2分别是A、B、C相的电流参数；AD3是电动机的温度参数；AD4～AD6分别是A、B、C相的电压参数。 4.2 启动故障 a） 启动超时 当电动机启动时，工作电流为额定电流的6～8倍，并且6 s后电流没有恢复为额定电流时，判断为启动超时。 b） 供电故障 当电动机启动时，工作电流小于额定电流，且6 s后电流没有恢复为额定电流，判断为供电故障。启动故障的仿真结果见图3。
图3 启动故障的仿真结果 Fig.3 Simulation results of motor start-up faults
4.3 运行故障 同样可以对电机的其它各类运行故障进行仿真和验证。 a）高温故障：温度大于规定值，报警。 b）过压故障：工作电压大于过压规定值时，超时10 s报警并停机。 c）欠压故障：工作电压小于欠压规定值时，超时10 s报警并停机。 d）缺相故障：当电动机工作电流为额定电流的4～8倍时，判断为缺相，超时3 s后停机。 e）堵转故障：当电动机工作电流为额定电流的8～10倍时，判为堵转，立刻停机。 f）高过载故障：当电动机工作电流为额定电流的1.5～4倍时，判断为高过载，超时60 s后停机。 g）低过载故障：当电动机工作电流为额定电流的1.2～1.5倍时，判断为低过载,超时180 s后停机。
5 结语和展望 本文研究了电动机的常见故障及保护，采用软硬件相结合的方法设计了一个电动机保护模块，实现了对电动机常见故障的检测报警及简单处理，并通过软件仿真验证了其正确性和可靠性，大大提高了电动机的运行安全性。随着微电子技术的发展，电动机保护器正朝着智能化、综合化、高精度、高可靠方向发展。