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绪论 1、我国电动机保护器的发展历史及现状简介 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。热继电器在建国初期，我们引进了苏联的JR系列热继电器，从而开始了其在中国电机保护行业中长达半个世纪的生涯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，已无法满足越来越高的要求，直到1996年国家八部委联合发文强制将其淘汰。 模拟电子式电动机保护器（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动机保护器（电机保护器），为电机的可靠运行提供了较可靠的保障?整定精度不高采样精度不高无法实现具有多种保护功能于一体的全保护，纯粹模拟线路的电动机保护器（电机保护器）正逐渐被其它一些更先进的技术产品所代替。 图1老式电动机Y/△转换节能电路原理图 图1为一种老式Y/△转换节能电路的原理图，该电路主要由电流继电器LJ、时间继电器KT、热继电器FR以及相应的辅助电路构成。 其工作原理是:当按下SB1时，接触器KMl, KM2得电，电机在Y下启动。限位开关SQ受主轴操纵杆控制，主轴在运转时，SQ闭合，时间继电器KT得电。在空载或轻载时，定子电流小于电流继电器LJ的整定值，LJ不动作，电机保持在Y下运行。如在重载下，LJ得电，其常开触点闭合，中间继电器KA随之得电，切断了KM2的线圈电路，同时KM3得电，电机切换至△下运行。工作完毕后，通过主轴操纵杆使SQ断开，KT失电，KM3随之失电，KM2线圈得电，电动机改为丫下运行。 此类节能电路具有控制方便、无谐波污染等优点。但体积大、重量大，如果同时需要加入保护电路，则其辅助电路与接线将变的十分复杂，成本也随之成倍增加。 4.2电子式软启动器 电子式软启动器的主电路一般都采用晶闸管调压电路，启动时一由单片机或其它智能控制系统控制晶闸管的导通角，进而使得电动机的端电压平滑上升。在运行过程中可根据定子电流控制电动机的端电压，从而实现节能。 电子式软启动器的框图如图2所示 图2电子式软启动器框图 电子式软启动器具有噪音小，无触点、重量轻、体积小、电流检测精度高、起动时间及起动电流可控制，起动过程平滑，起动转矩可根据负载情况灵活调整，起动电流可调，操作简单、维护量小，可以频繁起动等优点。 但由于需要采用晶闸管控制，所以有控制复杂、谐波污染严重等缺点。另外，截止2003年，电子式软启动器的价格维持在200-250元人民币/kW，较高的价格也大大限制了其使用范围。 4.3单片机控制的Y/△转换节能保护器 单片机控制的Y/△转换节能保护器是由单片机控制系统根据电流检测的结果判定是否进行切换，以及保护是否动作。 同上述两种节能器相比，单片机控制的Y/△转换节能保护器的优点十分明显:成本低、控制简单、接线容易、重量轻、体积小、无谐波污染(切换与启动过程时间很短)。 但由于使用Y/△转换节能保护器的电动机端电压只有220V和380V两种，所以Y/△转换节能保护器的节能效果不如电子式软启动器。 5 、本文主要内容 本文主要从理论上分析异步电动机Y/△转换节能的基本原理，并在此基础上提出了一套由单片机控制的Y/△转换节能保护器的设计方案。经过对单片机应用的分析后，选择适合的单片机用以完成设计对设计。并进一步对节能保护器在设计过程中有影响的因素分析，最后完善整套设计方案。 1、三相异步电动机节能原理分析[1] 从三相异步电动机的功率损失分析，近而运用分析的具体情况来分析△/Y运行的工作特性。从而得出△/丫转换节能的原理。 1.1三相异步电动机的功率损失 电动机是靠电磁感应原理工作的，它向电网吸取能量，从轴上输出机械能。在电能转换为机械能的过程中，不可避免地会有一些能量损失。例如：铜损失、铁损失、机械损失和杂散损失。 1.1.1铜损失() 电动机的铜损失包括定子铜损失和转子铜损失凡。它们是由定子电流和转子电流流过定子、转子绕组而产生的。 1.1 式中，R1为定子每相电阻; I1为定子每相电流。 1.2 式中，S为转差率; Pe为电磁功率。 1.1.2铁损失() 电动机的铁损失包括磁滞损失和涡流损失，它是铁芯在磁场中受交变磁化作用产生的。