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系統(tǒng)硬件總體方案
根據(jù)實際生產過程中三相異步電動機所可能出現(xiàn)的故障，可以確定電動機保護器所需具備的功能。其包括：啟動時的過載、堵轉的保護，運行中過載的保護，斷相的保護，三相不平衡的保護，過壓的保護，欠壓的保護。
該保護器具有很強的人機交互功能，由于采用了字符型的液晶顯示模塊，使得用戶可以很清楚的了解到電動機的運行狀態(tài)，以及在故障發(fā)生時能夠進行相應的故障顯示，便于進行故障檢修。
同時該保護器還具有鍵盤輸入功能，允許用戶對電動機保護器進行自行設定，有利于對電動機進行更加有效的保護，便于查找故障原因。而整個保護器的核心部分就是控制系統(tǒng)電路。電動機的故障判斷，故障類型的判別就是由它來確定。同時它還負責控制繼電器動作電路進行保護動作。通過軟件的設計控制系統(tǒng)可以進行定時限與反時限的保護。
在控制系統(tǒng)電路的選擇上，由于Atmel公司的AVR系列UPS具有一系列的優(yōu)點，所以我采用它作為控制的核心。
在采樣電路的選擇上，由于采樣電路是為控制系統(tǒng)電路提供被保護對象的各種狀態(tài)參數(shù)的電路，為了節(jié)約單片機的系統(tǒng)時間，在選擇系統(tǒng)的采樣方案時選擇了可以最大的節(jié)約系統(tǒng)時間的直流采樣方案。因此在設計采樣電路時就必須對電動機的各相分別進行電流與電壓的采樣。為了保證采樣信號的可靠性，在整流之后必須進行濾波，所以采樣電路包括整流與濾波兩個部分。
在調速電路的選擇上，采用星形三相交流調壓電路，只要依次給每個晶閘管以不同的脈沖就可以得到所需要的電壓實現(xiàn)調速。在顯示電路的選擇上，由于液晶顯示模塊具有體積小，功能多等優(yōu)點，而且液晶顯示模塊與數(shù)碼管顯示電路相比最大的優(yōu)點就是除了可以顯示數(shù)字之外，還可以顯示中文字符和其他字母、數(shù)字符號。同時還可以自定義漢字和符號。所以選用液晶模塊較好。
在鍵盤方案的選擇上，由于用戶要通過鍵盤將各種保護數(shù)據(jù)輸入到保護器中去，從而使得保護器得到各種保護參數(shù)來完成保護任務，所以本設計為減小中斷處理的時間和外部中斷觸發(fā)，鍵盤電路采用獨立式非編碼鍵盤，軟件采用查詢式。
1.2 系統(tǒng)軟件總體方案
系統(tǒng)的軟件方面為了簡化程序的設計，在信號的采樣方面為了簡化程序設計和節(jié)省系統(tǒng)時間，采用較簡單的直流采樣。將液晶顯示程序、鍵盤掃描程序、采樣程序以及保護程序分別做成功能子程序，在主程序之中調用這些子程序，以此來實現(xiàn)整個電動機保護器的各項功能，同時也方便以后系統(tǒng)軟件功能的升級。
2 智能保護器硬件設計
2.1 智能保護器主電源
保護器的主電路一般為三相交流調壓電路。它主要通過改變晶閘管的導通角來實現(xiàn)主電路的調壓，其框圖如圖1所示。
