AT89C51单片机矿用无触点电气开关的设计+电路图(4)

菜单

QC83-120（225）Z型真空磁力启动器结构与QC83-80型基本相似，只是内部采用了真空接触器和JDB电机综合保护器。

真空磁力启动器的优点：

（1）触头开合时无电弧产生

（2）真空磁力启动器开断能力强

(3)真空绝缘等级高

真空磁力启动器的缺点：

由于真空灭弧室的制作工艺要求高，所以制作不易达到条件。因此真空磁力启动器无法从根本上解决电气火花产生的问题。由此，为了彻底解决这一隐患，就诞生了交流无触点开关在煤矿井下煤电钻等的电机上的应用技术。

1.4.3交流无触点开关

无触点开关也叫做固态开关。在本设计的应用领域为矿用煤电钻的控制开关——固态继电器。无触点开关是一种新型的开关元器件。它是由微控制器和电力电子器件组成的。它可以通过改变电路阻抗值，阶跃地改变负荷电流，从而完成开通与关断电路的工作。无触点开关的优越性表现为以下几点：

(1) 无触点开关是由可控硅来控制的，开通与关断时不会产生电气火花。

(2) 它的耐高压性也非常地好。具体表现为：电机启动时，转子转动的惯

性很大，启动电流巨大，电机停止运转时，转子由于惯性还会继续运转，因此造成了高压，但是无触点开关可以承受这样的高压。

(3)保护动作迅速，拒绝误动作，可靠性高，开关器件寿命长。

本人采用固态继电器来作为本设计的核心内容，来控制煤电钻的综合保护装置的开关与通断。目前固态继电器已广泛用于单片机的外围接口电路，具有通断负载电流的能力，可控制电源的开通与关断。

1.5 本设计创新点

(1)使用固态继电器代替交流接触器开关，不易产生电气火花，有利于煤矿井下的安全作业，且其内部的光电耦合电路可起到硬件抗干扰的效果。

(2) 使用AT89C51单片机芯片发出的脉冲作为控制固态继电器的动作信号，并检测设备的运行状况。

(3) 采取了良好的漏电闭锁与漏电保护的措施，并针对短路保护、断相保护、过压欠压保护、过载保护等的综合保护功能，设计了软件流程图。可利用C语言编出一套具有让三相交流电压互感器和三相交流电流互感器测出的测量值与整定值大小做比较并判断是否出现故障等的功能的编程语言。

(4) 设计了人机交互界面，便于操作工长期观察，记录数据，直观而方便。在发生漏电、短路等故障时，可以记录故障类型和故障参数，以便迅速切除故障，减少维修的工作量。

(5) 针对软硬件抗干扰系统，采取了使用看门狗系统以及使用固态继电器作为主回路开关的措施。

1.6 本章小结

本设计制作首先引出了课题研究的背景，其次鉴于煤矿井下环境恶劣，工作难度大，煤电钻等的电气设备综合保护装置落后等等的问题，提出了本课题设计的目的和意义。本就综合保护开关控制系统的历程和国内电气开关的发展做出了讨论。最后点出了本设计的突破点在哪里，以及需要我们完成的工作。

2 综合保护开关的设计方案

2.1综合保护开关的主要功能

对于无触点开关在煤矿井下电机的应用，我们可以举一个简单的例子，那就是煤电钻的智能综合保护开关的设计。使用固态继电器作为主电路的控制开关，操作人员在上电之前，需要检测供电系统的绝缘电阻的大小。使用绝缘电阻测试仪测量电机的绝缘电阻，如果测量的绝缘电阻≤4KΩ（业界行内规定的单相漏电闭锁电阻值），那么就不能合上煤电钻的开关了。如果检测的绝缘电阻超过这个整定值，那么工作人员就可以上电操作了。CPU上电复位后，还需要通过漏电保护装置来检测漏电信号绝缘是否正常，采用附加直流电源法，可判断设备绝缘电阻是否下降。如果一切正常，则煤电钻就可以继续运行了。来!自~751论-文|网www.751com.cn