内容摘要:现代生产机械中，由于自动化的需要，对电机的运行要求越来越高。同时，由于电机与配套机械联接在一起，当电机发生故障时，经常会波及生产系统。因此，对电机实行有效的保护，是保证生产系统正常工作的一项重要任务。为了实现对电机的可靠保护，笔者以PIC16C7X单片机为核心器件，设计了一套对电机断相、不平衡、轻载、过流、堵转、短路、过压、欠压等常见故障具有综合检测保护功能的智能电机保护器。

PIC16C7X单片机是PIC所有系列单片机中应用最广泛的。相对与PIC16C5X单片机，PIC16C7X单片机增加了很多实用的外围电路，方便了工程师的开发。在工程实践中，将单片机应用于电机保护器是目前研究的一个热点。本章主要介绍如何用PIC16C7X对电机进行方便而可靠地保护。
  
    智能电机保护器概述
    现代生产机械中，由于自动化的需要，对电机的运行要求越来越高。同时，由于电机与配套机械联接在一起，当电机发生故障时，经常会波及生产系统。因此，对电机实行有效的保护，是保证生产系统正常工作的一项重要任务。为了实现对电机的可靠保护，笔者以PIC16C7X单片机为核心器件，设计了一套对电机断相、不平衡、轻载、过流、堵转、短路、过压、欠压等常见故障具有综合检测保护功能的智能电机保护器。
    智能电机保护器作为新一代高智能化保护器，能同时替代热继电器、过流继电器、时间继电器、电流互感器、电流表、电压表、功率表等。该保护器使电机监控保护进入了数字化、智能化、网络化的时代，确保电机不被烧毁，保证生产线稳定地运行，及时传送电机的运行参数。
    电机保护装置的硬件框图如图10-1所示，CPU选用Microchip公司的PIC16C73B单片机，其丰富的硬件资源在系统中得到了充分的应用，加上少量的外围器件，就构成了一个功能完善、简便适用的系统。主要组成部分包括电压传感器、电流传感器、PIC单片机、E2PROM、LED显示屏、薄膜按键及输出控制电路等。为了保证系统的性能，本系统用了两片PIC16C73B芯片，一块用于控制，另一块用于显示（两片主芯片之间采用I2C串行总
线通信）。  
    电机保护器控制部分
    控制部分是电机保护器的核心部分，主要功能为采样电流和电压并进行各种判断，出现故障时产生保护电路的动作。
    控制部分硬件设计
    只要电机各相有工作电流，电流互感器就会感应出与三相主电流成比例的交流电流，经过电流电压转换电路和整流滤波，转化成0—+5V信号电平送入PIC16C73B的A口，。由于三路电流采样的电路一样，图中只画了一路采样电路。再加上EzPROM和输出控制电路，即可构成电机保护器。
    控制部分软件设计
    控制部分程序框图如图10-3所示。其中，自启动未完成和完成时对参数的判断和保护有所不同。自肩动未完成时，轻载、过流、堵转不需要判断。
    开始时，主控板从E2PROM读出数据，传到显示板，然后判断电机是否启动，未启动时传送电机未启动标志到显示板。此时，用户可以操作显示板，设置各个参数。主控板接收到显示板设置完成的标志后检测电机是否完成自启动，同时完成各类参数的判断。