电动机保护的研究由来已久,随着电子技术和微机技术的发展,电动机微机保护也得到了快速的发展。但以电流的反时限特性为保护依据电动机保护器不能较好地区分电动机的冷态过载和热态过载,而且很多保护器的功能与机电式和电子式保护器的功能大同小异,没有充分利用微机所具有的强大的计算能力,数据存储能力和逻辑判断能力。另外,目前的电动机保护装置大都是单机运行,不能实现电动机保护器的以太网测控。 本文在认真分析了电动机热路模型的基础上,提出了一种建立不同电动机热模型的有效方法。并且针对10kW模型电动机推导出了电机热模型和电动机温升的在线离散化递推算法。基于这种算法,构建了电动机内部温升模型,采用这种温升模型可以对电动机定子绕组的温升进行实时计算并以此作为电动机的保护依据,能很好的区分电动机的冷态过载和热态过载。 本文采用Matlab软件包,对10kW模型电动机的启动以及变负载运行时的温升进行了仿真分析,并绘出了不同负载率情况下电动机的过载曲线。从仿真结果可以看出电动机的在线离散化递推算法能够很好的区分电动机的冷态过载和热态过载。 论文中以CYGNAL公司的C8051F020单片机为核心,针对基于电机热模型的电动机保护器进行了硬件设计。设计中采用图形点阵式LCD作为显示器,具有中文显示、菜单式操作,使参数设置、显示和故障指示更加灵活、方便。另外,采用网卡芯片和单片机的组合,实现了基于TCP/IP协议的电动机保护器以太网测控的设想,通过IE浏览器就可以查看电动机保护器的工作状态,并实现简单的控制。 文中对保护器的软件设计和系统的抗干扰措施也作了相应的介绍。