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可通信智能型双电源转换开关的研究

作　者: 李松泽
导　师: 魏占永
学　校: 河北工业大学
专　业: 电机与电器
关键词: 自动转化开关智能化 Modbus协议抗干扰电磁兼容试验
分类号: TM564
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着我国电力工业的发展,自动转换开关(ATSE)作为一类重要的低压电器产品,在配电和保护线路中起着日益重要的作用。随着市场需求不断提高,要求自动转换开关(ATSE)不仅具备智能化功能,还要求具备可通信功能便于实现网络化。本文首先论述了装置的硬件框架结构,确定单片机及其外围功能单元的设计原理,通过系统的硬件和软件综合设计,实现了对自动转换开关的智能控制。其中详细论述了主要功能模块的工作原理和设计方案,对装置的实现方法进行详细的论述。本设计控制器单元以PIC单片机为核心处理器,主要进行数据实时采集处理和自动转换开关的故障保护,以实现自动转换开关的自动控制。软件程序部分采用模块化的设计方法,采用C语言编程,大大提高了编程效率又能很好的兼顾程序的执行效率。其次,本文对自动转换开关的可通信技术进行了研究,并以Modbus RTU通信协议为基础,设计并实现了上位机和自动转换开关之间的通信。最后对自动转换开关系统的抗干扰性进行了研究,详细介绍了自动转换开关的电磁兼容(EMC)试验,给出了一些可行的软硬件抗干扰措施。在数据处理时采用两次判断确定故障电压的方法,很好的滤除了干扰,使得设计成功通过EMC试验,并超过了国家标准的要求。实验结果表明,本文研制的智能型自动转换开关基本上达到了预期的设计效果,对以后开发自动转换开关具有一定的参考价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-12
  §1-1 可通信智能低压电器概况  8-9
  §1-2 自动转化开关简介  9-10
    1-2-1 自动转换开关的发展过程  9
    1-2-2 国内外自动转换开关的现状  9-10
    1-2-3 自动转换开关的发展趋势  10
  §1-3 本文主要研究内容  10-12
第二章自动转换开关的工作原理  12-17
  §2-1 自动转换开关的结构和分类  12-13
  §2-2 自动转换开关的工作原理  13-15
    2-2-1 自动转换开关的典型应用  13-14
    2-2-2 自动转换开关控制器工作原理  14-15
  §2-3 自动转换开关的功能性能  15-16
  §2-4 本章小结  16-17
第三章自动转换开关的硬件电路设计  17-30
  §3-1 PIC单片机简介  17-20
    3-1-1 PIC单片机的特点  17-19
    3-1-2 PIC18F65J10 单片机内部结构  19-20
  §3-2 单片机系统电路设计  20-22
    3-2-1 振荡器配置  21
    3-2-2 CPU外围电路设计  21-22
  §3-3 电源模块的实现方法  22-23
    3-3-1 12V电源电路  22-23
    3-3-2 3.3V和1.65V电源电路  23
  §3-4 信号采集部分的实现方法  23-27
    3-4-1 捕捉/比较/PWM（CCP）模块  23-25
    3-4-2 频率采集电路设计  25-26
    3-4-3 电压采集电路设计  26-27
  §3-5 其它电路实现方法  27-29
    3-5-1 断路器状态检测电路  27
    3-5-2 电机驱动电路  27-29
  §3-6 本章小结  29-30
第四章自动转换开关软件实现方法  30-39
  §4-1 软件开发平台简介  30-31
    4-1-1 编程语言  30
    4-1-2 开发环境简介  30-31
    4-1-3 编译器简介  31
  §4-2 电压采样算法介绍  31-32
    4-2-1 算法介绍  31-32
    4-2-2 误差分析  32
  §4-3 主函数程序流程设计  32-33
  §4-4 信号采集程序设计  33-34
    4-4-1 频率采集程序  33-34
    4-4-2 电压采集程序  34
  §4-5 断路器状态扫描程序设计  34-36
  §4-6 基准电压存取程序设计  36
  §4-7 转换控制程序设计  36-38
  §4-8 本章小结  38-39
第五章自动转换开关通信功能的实现  39-49
  §5-1 通信协议介绍  39-44
    5-1-1 查询－回应周期  39-40
    5-1-2 Modbus协议的传输方式  40
    5-1-3 消息帧格式  40-43
    5-1-4 CRC校验码的生成  43-44
  §5-2 通信硬件电路设计  44-46
    5-2-1 Modbus协议物理层定义  44-45
    5-2-2 通信硬件的实现  45-46
  §5-3 通信软件实现方法  46-48
    5-3-1 软件实现方法  46-48
    5-3-2 性能分析  48
  §5-4 本章小结  48-49
第六章自动转换开关的抗干扰设计  49-54
  §6-1 自动转换开关的电磁兼容要求  49-51
    6-1-1 电磁兼容概述  49
    6-1-2 电快速瞬变脉冲群试验  49-50
    6-1-3 浪涌试验  50-51
  §6-2 硬件抗干扰设计  51-52
  §6-3 软件抗干扰设计  52-53
  §6-4 本章小结  53-54
第七章结论与展望  54-55
参考文献  55-57
致谢  57

可通信智能型双电源转换开关的研究

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