因结构简略、运转牢靠、维护便利、价格低廉，机械特性较好等长处，在国民经济各行业例如钢铁、冶金、石油、化工、煤炭等工业范畴的380 V低压体系中，低压马达获得了广泛应用。低压马达常常运转在频频的起动、制动、正回转以及变负荷等切换多种作业方法，环境极为恶劣的条件下，现在的马达很简略损坏，尤其是过载、短路、断相、不平衡等毛病呈现的频率很高。但因为原有的维护技术落后，其毛病烧损状况非常严峻，给国民经济带来的丢失巨大。无论是从安全仍是经济的视点来看，低压马达维护关于出产功率的进步和出产安全的确保等都具有重要意义。因而，研讨安全牢靠、功用先进的低压马达维护办法与设备，使其既能对马达或许呈现的各种毛病施行牢靠的维护，又能充分发挥马达的过负荷才能，是在出产过程中减小经济丢失，进步经济效益有必要处理的问题。
1 马达常见毛病剖析和断定依据
马达的损坏一般是马达受潮或运用日久，绝缘电阻下降，导致流经绕组的电流过大，引起绕组过热而烧坏马达。从机械视点来看，马达毛病是轴承损坏和绕组损坏两方面的，形成这两种损坏的原因有许多。从电气视点来看，马达毛病可以分为对称毛病和非对称毛病两大类，这是依据流经绕组的电流来剖析的。确保马达维护功用好坏的关键是对马达维护原理的剖析，经过研讨和比照发现对称重量法来判别毛病是否产生及严峻程度，可以对马达的三相电流进行翔实的描绘剖析，精确及时地反映马达的各种毛病状况，然后可认为毛病诊断和维护供给精确的信息，具有必定的牢靠性，且利于核算机操控。
对称毛病包含过载、堵转和三相短路等。马达转子处于堵转状况，流经绕组电流很大，发热很严峻。其首要特征为三相电流根本对称，但会呈现过电流，电流的过流程度根本上可以反映其毛病的严峻程度，首要是产生必定的机械应力和电流增大引起的热效应使绕组发热乃至焚毁导致马达的损坏，所以可以用过流的程度来断定此类毛病。传统维护方法中，过载维护是选用热继电器，依据马达的温升特性模型，有利于剖析马达定子的发热特色，充分使用马达的过载才能，来完结优秀的反时限过载跳闸维护;关于堵转维护，一旦堵转电流过大，维护设备应及时动作，选用短时限过流维护跳闸，别的还需躲过马达的发动电流，避免误动作;而关于三相短路维护，可运用传统的维护设备如熔断器，断路器或是过电流继电器等来完结惯例维护，一旦超越整定值时，应选用速断跳闸来宣布维护信号和报警。
不对称毛病包含接地性和非接地性两种。依据对称重量法理论，马达产生不对称毛病时负载电流会呈现零序和负序重量，因而这两种重量的巨细可以作为断定不对称毛病的依据，而且具有必定的灵敏度。不对称毛病对马达的损害不仅仅是电流添加引起的逐步发热，更重要的是负序效应带来的危险，若不及时排查毛病则或许形成严峻后果，所以有必要引起高度重视。接地性不对称毛病包含单相接地短路和两相接地短路，其首要特征是产生零序电流重量，因而可以检测零序电流重量来断定接地性毛病，因而选用零序定时限来加以接地维护。非接地性不对称毛病首要包含断相、三相不平衡、相间短路等，其根本特征是三相电流不对称，会呈现负序电流重量，所以此类毛病可以经过检测其负序电流重量来断定。马达的烧坏以三相不平衡毛病率为最高，一般选用负序定时限来加以维护。断相维护也可用热继电器，选用短时限跳闸或速断维护。而相间短路是毛病相会呈现大电流，损害非常大，所以应选用速断来加以维护。
马达所常见毛病与过电流，零序和负序重量的散布状况及维护特性如表1所示，Ie为毛病前电流幅值;假定单相接地毛病时C相毛病，两相接地毛病时A，B相毛病。
2 采样算法
沟通采样有许多种算法，常用的算法有两点采样法、交直流变换法、均方根法和傅里叶算法等，每种算法的速度和精度等优缺点不尽相同。挑选研讨一种快速而又精确的维护算法，完结毛病量的丈量、剖析和判别，才能使马达维护设备敏捷采纳维护措施。因为傅里叶算法具有运算精度高、安稳性及滤波效果好等长处，因而该维护设备选用傅里叶算法，实施数字化处理。
傅里叶算法则采样的电流等信号都可以用一个周期函数表明，即f(t)=f(t+kT)，其间T为周期函数的周期，k=0，1，2，…对离散的采样值进行核算，设N为采样数，经采样离散化后可核算出谐波相电流I的实部
，虚部Ii=
，因而N越大采样精度越高。傅里叶算法自身具有滤波效果，可以滤除直流重量和高次谐波(n=2,3,4 …)。傅里叶算法需求在1个周期内采样N个数据，同步采样就是在一个完好周期内等距离均匀采样，即采样频率为被测信号频率的N倍。在CPU做实时运算时，每采样一次就要核算一次，而且对前N个采样值进行运算。在运算时对N个采样值都别离乘以不同系数，求和可得电流幅值方根
，相位角θ=
，即可核算出恣意谐波的振幅和相位。其间n=0时为直流重量，n=1时为基波重量，马达维护只需核算出基波的电流重量。可是，毛病产生时存在衰减的直流重量，傅里叶算法核算会产生必定量的差错。因而，先进行减法滤波，再选用傅里叶算法处理，可以更好地按捺衰减直流重量的影响。
3 硬件电路规划
该低压马达维护设备以TI公司16位单片机MSP430作为操控中心。它集成了微处理器、60 kB的FLASH存储器、1kR的RAM、12位的A/D模块和看门狗定时器，结构简略，功用强大，具有运算速度快，处理才能强，片内资源丰厚，开发环境高效等特色。此外还具有必定的抗干扰才能，监督电动机毛病，具有成本低、性价比高、牢靠性强的长处。其内部两个不一起钟信号，可以在指令的操控下封闭或翻开，然后可以轻易地挑选效果于不同的作业形式。片内集成了鸿沟扫描的JTAG调试接口，可以完结中心仿真调试功用，便于在线编程和调试。选用矢量中止时，用中止将单片机从马达毛病中唤醒反响很快。这样一旦产生毛病，可以对外部恳求做出快速呼应。
监控电路可以监控电源电压毛病和CPU的作业状况，毛病时能及时宣布复位信号。毛病显现和报警电路包含跳闸输出、报警指示灯和毛病复位按钮，跳闸信号敏捷操控马达的作业状况以完结维护。通讯接口电路选用依据MODBUS协议的RS-485通讯方法与上位机进行通讯，实时传递和记载毛病信息，以供测验和监测维护设备的状况，以组网完结遥测、遥控和遥信功用。维护设备的硬件结构电路规划如图1所示。
先别离经过电压和电流互感器收集马达的三相电压和电流信号，经由电流电压变换器及扩大转化为适宜的电平。设备经过键盘接口可以设定马达的作业参数、维护参数和通讯设置参数。使用MSP430内部的A/D转化和采样功用，可直接将电平送到CPU进行坚持和转化。转化后的数据经MSP430剖析处理后，经过与原设定值进行比较，判别马达是否呈现过载、堵转、短路、断相、接地、不平衡等毛病。一旦呈现毛病信号后，单片机将依据毛病类型进行延时处理，然后给出信号，经过输出口送至继电器，断开继电器常闭触点，堵截马达的操控线路电流，一起指示灯报警并指示毛病类型，使马达停止作业，然后到达维护低压马达的意图。
4 软件规划
体系软件是在开发环境下用C言语编写调试完结，选用模块化规划，程序维护便利，运转牢靠，包含数据的采样和处理、参数设定、维护子程序、显现子程序等。参数设定模块是设定体系维护参数的，其功用的完结首要由键盘接口、LCD显现器和编写的程序来共同完结。体系先进行初始化后，单片机进行A/D转化，完结采样，选用同步采样屡次求得平均值滤波的办法来进步体系的抗干扰功用，然后经过傅里叶算法进行核算参数。依据采样得到的马达的电流值等参数判别此刻马达是否处于运转状况，若此刻马达现已开端运转，就进入维护子程序。显现子程序可经过按键来检查当时马达的电流值;在马达正常运转时有按键动作的状况下，显现与按键功用相应的数值;若发现马达运转不正常，则当即辨认毛病，依据毛病类型进行处理，输出维护动作并显现出毛病信息并带有指示灯报警，接着履行相应的跳闸环节。软件规划主程序流程图如图2所示。
5 结束语
本文所介绍的低压马达维护设备，是以MSP430单片机为中心研讨规划的，因为MSP430单片机具有丰厚的片上外围模块，大大简化了体系硬件电路的规划，体系的数据处理功用强大，而自带A/D模块可以完结12位精度的模数转化，使维护设备的牢靠性大大进步。其内部集成的看门狗定时器，确保了体系的作业安稳。监督低压马达毛病，此维护设备具有精度高、维护参数设定便利简略和数字化、智能化、网络化等长处;可在线调试和编程等，完结软件的在线晋级;成本低、功用价格比高，自适应才能很强，动作牢靠性较高，使得维护愈加灵敏完善。试验经编程调试，关于呈现的常见毛病能及时、精确地进行辨认和处理，合适低压马达维护的需求。
