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    電動(dòng)機保護器提高了電動(dòng)機運行的可靠性和系統智能化要求，因此保護器的可靠運行起著(zhù)舉足輕重的作用，同時(shí)也對保護器抗外界干擾提出了比較現實(shí)的要求。采用Freescale公司的高性能處理器MC9S08AW60($3.8740)。MC9S08AW60是Freescale公司一款基于S08內核的高度節能型處理器，是第一款認可用于汽車(chē)市場(chǎng)的微控制器?？蓱迷诩译?、汽車(chē)、工業(yè)控制等場(chǎng)合，具有業(yè)內最佳的EMC性能。

電源端濾波處理

    利用電磁原理進(jìn)行硬件電路濾波是提高保護器EMC 的有效方法。線(xiàn)路如下圖，經(jīng)熱敏電阻t、壓敏電阻RV1、電感L1、L2、差模電容C1、共模電感L3、共模電容C2、C3組成的兩級濾波處理，很好的隔離了由于電源端的輸入和輸出干擾。PTC熱敏電阻器的主要用于過(guò)流過(guò)熱保護，直接串在負載電路中，在線(xiàn)路出現異常狀況時(shí)，能夠自動(dòng)限制過(guò)電流或阻斷電流，當故障排除后又恢復原態(tài)，俗稱(chēng)“萬(wàn)次保險絲”。根據線(xiàn)路的最大工作電流來(lái)確定選擇。壓敏電阻主要用于吸收各種操作浪涌及感應雷浪涌過(guò)壓保護，以防止這類(lèi)過(guò)電壓干擾或損壞各種電路元件。根據設計經(jīng)受的浪涌電壓按照最大允許使用電壓和通流容量來(lái)選擇。其中，L1、L2、C1為抑制差模干擾，L3、C2、C3為抑制共模干擾。L1、L2鐵芯應選擇不易飽和的材料及M-F特性?xún)?yōu)良的材料。按照IEC-380安全技術(shù)指標推薦，圖中元件參數的選擇范圍為：C1=0.1~2uF;C2、C3=2.2~33uF;L3為幾個(gè)或幾十毫亨，隨工作電流不同而取不同的參數值。

圖1電源端處理圖

圖2電源端未濾波處理的實(shí)驗效果

圖3電源端濾波處理后的實(shí)驗效果

上圖為電源端是否使用濾波器，使用瑞士TRANSIENT 2000電磁兼容測試儀1000V 100KHZ 0.75mS條件EFT群脈沖實(shí)驗，從TEXtronix TDS1012B捕抓到的信號比較，未使用濾波處理的電源輸出端產(chǎn)生了尖峰脈沖，會(huì )導致微處理器復位，甚至死機。

信號端處理

諧波和電磁輻射干擾會(huì )導致保護器誤動(dòng)作，使電氣儀表計量不準確，甚至無(wú)法正常工作。在電動(dòng)機控制回路中產(chǎn)生該類(lèi)干擾源為變頻器和現場(chǎng)對講機。解決的方法有：一是信號輸入線(xiàn)膠合，膠合的雙膠線(xiàn)能降低共模干擾，由于改變了導線(xiàn)電磁感應的磁通方向，使其感應互相抵消。二是內部線(xiàn)路處理。如下圖，采用雙差分輸入的差動(dòng)放大器，具有很高的共模抑制比。在輸入回路中接RC濾波器、信號的輸入和輸出端使用專(zhuān)用器件、降低輸入輸出阻抗、可靠接地和合理的屏蔽等措施。

圖4 信號處理電路

保護輸出端處理

輸入輸出端采用光電隔離的方法，也是可以消除共模干擾，同時(shí)在保護繼電器的的輸出端并接壓敏電阻，有效的提高了繼電器的壽命，也降低了由于外部接觸器動(dòng)作對內部的干擾?？紤]到客戶(hù)使用控制電壓的不確定性和接觸器線(xiàn)圈容量，確認使用MYG14D821。

圖5保護輸出電路

外部存儲技術(shù)和看門(mén)狗保護電路

使用外置存儲芯片X25043，SPI接口。微處理器內置SPI控制模塊，方便的與該芯片接口，外部存儲技術(shù)保證了運行狀態(tài)和事件的記錄。低電壓復位和外部看門(mén)狗提高了保護器的可靠性。

圖6外置存儲器和看門(mén)狗電路

主體與顯示單元通過(guò)RS485連接

考慮到使用環(huán)境的特殊性和要求的多樣性，主體與顯示單元之間連接也采用RS485 Modbus-Rtu協(xié)議連接，提高了顯示與控制的可靠性。保護器起著(zhù)保護電動(dòng)機的重任，對它的要求是既不能誤動(dòng)，也不能拒動(dòng)，而且必須快速。實(shí)時(shí)多任務(wù)的調度實(shí)際是通過(guò)時(shí)間片的輪換實(shí)現宏觀(guān)上的多任務(wù)效果。對于保護器而言，存在著(zhù)三個(gè)重要的任務(wù)，等間隔的交流采樣，根據算法得到穩態(tài)與暫態(tài)電量數據;根據得到的數據判斷故障，故障計時(shí)、清零和脫扣輸出;人機交互界面。下圖以一個(gè)周波T=20mS，32點(diǎn)采樣為例(考慮到快速除法)，32次采樣總時(shí)間為3.2mS，數據計算時(shí)間為9.72mS， 計時(shí)0.36mS，則人機交互的時(shí)間為6.72mS。這樣的任務(wù)調度即滿(mǎn)足了保護實(shí)時(shí)性要求，又較快的響應了參數設置。

圖7任務(wù)執行關(guān)系

在對信號多次采樣的基礎上，通過(guò)軟件算法提取最逼近真值的數據。這種算法計算連續的周期的交流信號，精度高，抗波形畸變能力強。在使用這種算法時(shí)，也可同時(shí)采用連續平均值法、中值算法等數字濾波，提高保護器的抗干擾能力。本文針對低壓智能電動(dòng)機保護器在實(shí)際使用中遇到的各種電磁兼容問(wèn)題，根據微處理器系統的特點(diǎn)從硬件和軟件兩個(gè)方面，提出了抗干擾方法，獲得了良好的EMC性能。