智能斷路器用脫扣器設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、低壓斷路器是低壓電網(wǎng)中一種重要的保護(hù)與控制電器,能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流,并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件(包括短路條件)下的電流。脫扣器是斷路器的核心部件,承載各種電流保護(hù)和其他擴(kuò)展控制功能。在單片機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)和信息通信技術(shù)等的推動(dòng)下,脫扣器由雙金屬片熱電式、電子電磁式發(fā)展到以單片機(jī)系統(tǒng)為核心的、能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交互通信的智能式脫扣器,智能脫扣器的出現(xiàn)和應(yīng)用是斷路器進(jìn)入智能化的標(biāo)志。
　　本課題

2、設(shè)計(jì)了以瑞薩R8C/23群?jiǎn)纹瑱C(jī)為核心、采用準(zhǔn)同步采樣算法計(jì)算電流均方根值(電流RMS值)、利用CAN總線實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡蛪褐悄軘嗦菲饔妹摽燮?可實(shí)現(xiàn)電流過載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)、瞬時(shí)三段保護(hù),具有方便可靠的參數(shù)整定電路、聯(lián)網(wǎng)通信控制功能,應(yīng)用廣泛,保護(hù)性能優(yōu)越、可靠。
　　硬件設(shè)計(jì)上以瑞薩公司準(zhǔn)16位的R8C/23群的R5F2123AJFP微處理器為主控單元,同時(shí)輔助以交流采樣雙通道放大模塊、撥碼參數(shù)整定模塊、自生電電源

3、模塊、脫扣動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模塊、日歷時(shí)鐘和溫度保護(hù)模塊及CAN總線通信接口模塊等功能模塊單元。
　　軟件設(shè)計(jì)上建立了過載長(zhǎng)延時(shí)、短路短延時(shí)和瞬時(shí)保護(hù)的數(shù)學(xué)模型及保護(hù)判斷流程;利用準(zhǔn)同步采樣算法進(jìn)行電流RMS值的計(jì)算,消除了同步誤差的影響,提高了信號(hào)頻率偏移容納裕量;實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信、時(shí)鐘日歷及溫度的獲取。整個(gè)軟件程序采用 C語(yǔ)言在瑞薩嵌入式開發(fā)環(huán)境High-performance Embedded Workshop中編寫、調(diào)試。
　　

4、采用R5F2123AJFP單片機(jī)內(nèi)部集成的一路CAN模塊控制器實(shí)現(xiàn)了低壓斷路器的嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信及控制,其可以與遠(yuǎn)程上位機(jī)或者斷路器節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行實(shí)時(shí)雙向通信。CAN總線良好的抗干擾能力,較高的信息傳輸速度,優(yōu)越的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)方便地組網(wǎng),也是越來越被廣泛應(yīng)用在智能電器上的總線接口方式。
　　在本課題硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,通過元器件合理布局、布線保證了系統(tǒng)電磁兼容性能;軟件設(shè)計(jì)中也采取了抗干擾措施。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,智能脫扣器整機(jī)