低壓智能電動機保護器的抗干擾方法設(shè)計

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 低壓智能電動機保護器的抗干擾方法設(shè)計 電動機保護器提高了電動機運行的可靠性和系統(tǒng)智能化要求，因此保護器的可靠運行起著舉足輕重的作用，同時也對保護器抗外界干擾提出了比較現(xiàn)實的要求。采用Freescale公司的高性能處理器MC9S08AW60($3.8740)。MC9S08AW60是Freescale公司一款基于S08內(nèi)核的高度節(jié)能型處理器，是款認可用于汽車市場的微控制器?？蓱?yīng)用在家電、汽車、工業(yè)控制等場合，具有業(yè)內(nèi)的EMC性能。 電源端濾波處理 利用電磁原理開展硬件電路濾波是提高保護器EMC 的有效方法。線路如下列圖，經(jīng)熱敏電阻t、壓敏電阻RV1、電感L1、L2、

2、差模電容C1、共模電感L3、共模電容C2、C3組成的兩級濾波處理，很好的隔離了由于電源端的輸入和輸出干擾。PTC熱敏電阻器的主要用于過流過熱保護，直接串在負載電路中，在線路出現(xiàn)異常狀況時，能夠自動限制過電流或阻斷電流，當故障排除后又恢復(fù)原態(tài)，俗稱“萬次保險絲”。根據(jù)線路的工作電流來確定選擇。壓敏電阻主要用于吸收各種操作浪涌及感應(yīng)雷浪涌過壓保護，以防止這類過電壓干擾或損壞各種電路元件。根據(jù)設(shè)計經(jīng)受的浪涌電壓按照允許使用電壓和通流容量來選擇。其中，L1、L2、C1為抑制差模干擾，L3、C2、C3為抑制共模干擾。L1、L2鐵芯應(yīng)選擇不易飽和的材料及M-F特性優(yōu)良的材料。按照IEC-380安全技術(shù)指標

3、推薦，圖中元件參數(shù)的選擇范圍為：C1=0.12uF;C2、C3=2.233uF;L3為幾個或幾十毫亨，隨工作電流不同而取不同的參數(shù)值。 圖1電源端處理圖 圖2電源端未濾波處理的實驗效果 圖3電源端濾波處理后的實驗效果 上圖為電源端是否使用濾波器，使用瑞士TRANSIENT 2000電磁兼容測試儀1000V 100KHZ 0.75mS條件EFT群脈沖實驗，從TEXtronix TDS1012B捕抓到的信號比較，未使用濾波處理的電源輸出端產(chǎn)生了尖峰脈沖，會導(dǎo)致微處理器復(fù)位，甚至死機。 信號端處理 諧波和電磁輻射干擾會導(dǎo)致保護器誤動作，使電氣儀表計量不準確，甚至無法正常工作。在電動機控制回路中產(chǎn)生該

4、類干擾源為變頻器和現(xiàn)場對講機。解決的方法有：一是信號輸入線膠合，膠合的雙膠線能降低共模干擾，由于改變了導(dǎo)線電磁感應(yīng)的磁通方向，使其感應(yīng)互相抵消。二是內(nèi)部線路處理。如下列圖，采用雙差分輸入的差動放大器，具有很高的共模抑制比。在輸入回路中接RC濾波器、信號的輸入和輸出端使用專用器件、降低輸入輸出阻抗、可靠接地和合理的屏蔽等措施。 圖4 信號處理電路 保護輸出端處理 輸入輸出端采用光電隔離的方法，也是可以消除共模干擾，同時在保護繼電器的的輸出端并接壓敏電阻，有效的提高了繼電器的壽命，也降低了由于外部接觸器動作對內(nèi)部的干擾。考慮到客戶使用控制電壓的不確定性和接觸器線圈容量，確認使用MYG14D821。

5、 圖5保護輸出電路 外部存儲技術(shù)和看門狗保護電路 使用外置存儲芯片X25043，SPI接口。微處理器內(nèi)置SPI控制模塊，方便的與該芯片接口，外部存儲技術(shù)保證了運行狀態(tài)和事件的記錄。低電壓復(fù)位和外部看門狗提高了保護器的可靠性。 圖6外置存儲器和看門狗電路 主體與顯示單元通過RS485連接 考慮到使用環(huán)境的特殊性和要求的多樣性，主體與顯示單元之間連接也采用RS485 Modbus-Rtu協(xié)議連接，提高了顯示與控制的可靠性。保護器起著保護電動機的重任，對它的要求是既不能誤動，也不能拒動，而且必須快速。實時多任務(wù)的調(diào)度實際是通過時間片的輪換實現(xiàn)宏觀上的多任務(wù)效果。對于保護器而言，存在著三個重要的任務(wù)，等間隔的交流采樣，根據(jù)算法得到穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)電量數(shù)據(jù);根據(jù)得到的數(shù)據(jù)判斷故障，故障計時、清零和脫扣輸出;人機交互界面。下列圖以一個周波T=20mS，32點采樣為例(考慮到快速除法)，32次采樣總時間為3.2mS，數(shù)據(jù)計算時間為9.72mS， 計時0.36mS，則人機交互的時間為6.72mS。這樣的任務(wù)調(diào)度即滿足了保護實時性要求，又較快的響應(yīng)了參數(shù)設(shè)置。 圖7任務(wù)執(zhí)行關(guān)系 在對信號多次采樣的根底上，通過軟件算法提取逼近真值的數(shù)據(jù)。這種算法計算連續(xù)的周期的交流信號，精度高，抗波形畸變能力強。在使用這種算法時，也可同時采用連續(xù)平均值法、中值算法