基于8051單片機的多功能用電故障控制器實現(xiàn)
1 引言
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/171528.htm對于電網(wǎng)短路和線路故障檢測保護已有不少研究。市面上的電器短路、過載、超壓的保護器功能單一。容易損壞,沒用提示功能,不夠人性化。但隨人們生活水平的不斷提高。用電設(shè)備也不斷增加,產(chǎn)生了肓目用電現(xiàn)象。這給人們造成極大的安全隱患。其中危害性最大的用電故障有三種:輸入電壓過高、室內(nèi)線路嚴(yán)重過載、用電器短路。本文設(shè)計的單片機AT89C5l用電故障控制系統(tǒng)的目的就是為了防止這三種故障帶來的危害。
2 硬件的組成
單片機用電故障控制系統(tǒng)的硬件分別是:由降壓變壓器、2個相瓦串聯(lián)的感應(yīng)線圈、升壓變JK器、電磁開關(guān)、5V穩(wěn)壓電源、超壓過流信號獲取比較電路、可編程接門擴展芯片8255、HD44780字符液晶顯示模塊、ISD2650語音芯片。揚聲器和電容電阻等元器件組成,系統(tǒng)使用一片805l為控制芯片??刂坪吞崾鞠到y(tǒng)的基本電路如圖1所示。
圖1 單片機用電故障控制系統(tǒng)原理圖
3 工作原理
3.1獲取故障檢測電壓
由電磁學(xué)理論得,通電導(dǎo)線周嗣有電磁場產(chǎn)生。在供電的電線旁安置兩個串聯(lián)的電磁感應(yīng)線圈(形狀為矩形)來獲取由導(dǎo)線電流變化產(chǎn)生的信號電壓。
由文獻中得,感應(yīng)線圈電壓計算公式為:
其中,μ0為真空磁導(dǎo)率,W為交流電的角頻率,Im為用戶總線的最大額定電流(可變值),N感應(yīng)線圈的總匝數(shù),l為感應(yīng)線圈的長。d為感應(yīng)線圈距導(dǎo)線的距離。a為感應(yīng)線圈的寬。
3.2 過載故障保護電路工作原理
為了提高控制效果和減少感應(yīng)線圈的匝數(shù)。則采用升壓變壓器T1把信號電壓升高的方法進行電壓提升,設(shè)升壓變壓器T1的變比為10/1。當(dāng)用電過載時。流過進戶火線的電流大大增加,由電磁感應(yīng)定律得,感應(yīng)線圈兩端的感應(yīng)電壓大大增加,通過對這個感應(yīng)電壓的檢測就能判斷出當(dāng)前是否出現(xiàn)過載現(xiàn)象,設(shè)這個信號電壓達到V(升壓變壓器的次級輸出為1.5V)時開始報警提示,當(dāng)信號電壓超過0.159V(升壓變壓器的次級輸出為1.59V)時立即跳閘并報警提示。為了使控制系統(tǒng)獲取過載控制的取樣電壓信號。采用如圖2所示的電路。
圖2 過載故障信號電壓傳輸原理網(wǎng)
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