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1 電動機保護器故障判定原則
1.1 故障分類
可以將電動機的故障類型分為兩大類，即對稱性故障和非對稱性故障。對稱性故障分為短路、過壓、功率低下等。這類故障對于電動機的機械轉力影響非常大，易損壞機器。甚至可損壞電阻絲。而非對稱性故障的判斷標準是是否接地。
1.2 故障信息的收集和分析
關于電動機保護器的故障成因以及特征應該在故障發生時做到及時的數據收集工作，這成了智能型電動機保護器能否正常工作的關鍵所在。當故障在三相對稱的工作狀態下，應該采取對于電流幅度的限制進行對電動機的保護。如果進入非對稱的工作狀態，可以考慮通過幅度電流保護電動機所形成的熱動力。
1.2 電動機保護機制
1.2.1 短路保護保護方案
如果電動機發生故障是短路，那樣必須迅速作出處理，因為如果短路電流過大，會瞬間產生巨大的電流電壓，將一瞬間燒毀電動機，造成巨大損失，所以有關于電動機的短路保護，必須能迅速進行。當故障發生時，電動機能快速檢測到故障點，并做出反應切斷電源，防止事態進一步惡化。
1.2.2 過壓欠壓故障的解決方案
過壓以及欠壓的故障也是影響電動機工作的一個主要原因。對于這兩種故障也應該及時切斷電源進行故障排查。如何區分過壓還是欠壓具體公式如下：
過壓故障：當U>Ugv時，T 欠壓故障：當Uxy 針對不同的故障原因，利用公式計算得出，然后切斷電源后進行搶修工作。
1.2.3 過載保護
過載電壓有一個數值限定范圍。并且存在一定損毀電動機設備的危險。當發生電壓過載的時候，如果在數值限定范圍內，可以不切斷電源，但要緊密監視。如果數值很快超過限定范圍，就要及時的停止電動機工作，讓過載產生的大量熱量迅速散去。如何區分過載保護的時間，可以根據過載電流一定時間內產生的熱量值進行判斷。單位時間內產生的熱量越大，允許通過的時間就越短。
1.2.4 接地故障處理
對于電動機發生接地故障時，應該首先判斷電機機組的工作是否正常，如果正常，百分之九十可以判斷為接地故障。故障造成的電流信號和地線信號信息的不同步。利用這個機理可測得電路的接地故障點。
1.2.5 斷相故障保護
如果電動機出現斷相故障，必須引起工作人員的高度重視，因為斷相故障是所有故障中危害最大的一個。斷相故障一旦持續一段時間必然損壞電動機，所有基本的故障原因通常有以下兩點：（1）供電電源線故障。供電電源線一旦直接斷開，將會造成斷相故障。（2）定子的電源線圈纏繞問題，會造成斷相故障。
2 電動機保護器關于電流信號采集的設計
2.1 電流設計的采集分析
電流數據的采集方式是通過對電動機運行時進行數據收集的。對于正弦交流信號的周期進行了解的同時在負周期進行數據的采集。將電壓信號直接傳輸給單片機。在負周期內，采取整波整流的傳輸方式，將信號傳輸出去，然后在正周期的范圍內進行采樣分析。這樣保證了數值的準確性以及真實性。關于電動機電流設計的信號采集分析應該包括：電流傳感器、采樣電阻、信號收集器、精密電路傳輸以及模擬電路開關。
2.2 電流分析處理
2.2.1 數據采集分析
數據電流的采集應該采取間隔抽樣法。對于工頻在50Hz以內的電流，應該以半個電流為周期，設定一個周期內的采樣次數為20次，利用好AT8860單片機的工作機理，在12MHz時，確定機器每個周期的時間。采取1000個節點為一個周期的指令。保證在每個電流周期內能完成20次的數據采集任務。
2.2.2 數據的處理
關于收集上來的數據應該進行及時的處理，對于每個周期內采集上來的20個數據，利用數學建模進行科學的分析。對于分析的數據繪制成曲線圖，分析曲線圖確定故障的原因。
3 關于電動機保護器的設計
3.1 硬件主芯片的選取 AT8860單片機是一種低功耗、高效率的微型處理器。可以拓展到64位Flash閃存。與工業級的各類產品和接口完全兼容。另外AT8860的靜態操作執行邏輯，可以選擇節電模式，在電動機閑暇時間可以使CPU達到最低功耗，節約電能。并且對于QAM以及接口的設定可以中斷因故障產生的操作。
3.2 欠壓保護電路的設計
對于電壓的故障保護模式，應該在電動機運行的同時進行電路系統的檢測。避免因為電動機在運行時因為過壓或欠壓的故障而出現對于電動機的損害。這時應該將額定的電壓380V電壓變成額定的電壓值。當實際的電壓值發生巨大變化時，變換的值應該呈線性關系。為了滿足單片機的收集數據要求，可以大規模的利用電阻分壓機制，對兩端等效電壓進行電阻分壓。保證誤差在可控范圍之內，并且控制電壓對于等效電阻的影響，應該及時的采取電壓保護措施，讓電壓跟隨電路的變化而變化，但浮動不要超過欠壓保護的限定范圍。經過分壓之后的電壓信號，必然將交流電流變成了整流且波動的直流信號。電壓的故障率也應該采取電壓比較的方式，對整個周期內的電壓值進行限定。當數據達到110%以上時，應該保證電流不受到外界的干擾，通過AT8860單片機對電流進行傳輸。判斷時候形成故障。
3.3 對三相電流以及電壓數據求和
判斷是否出現接地故障，確保放大電壓值為零。如果發生接地故障，可以將輸入端進行邏輯層面的接地。
3.4 對于EEROM的選擇
對于系統中EEROM的設備，應該進行合理的應用，因為這些數據的經常性變動，所以要求關于EEROM得到的數據不能丟失，傳統的RAM以及ROM儲存方式已經不能滿足現如今電動機保護器設計的要求，采用新型的EEROM可以對于實時產生的數據進行讀寫。滿足關于保護器的設計要求。
3.5 環境溫度檢測保護器的設計
電動機保護器根據環境溫度進行檢測，當周圍的環境溫度因為負載等原因熱量超出限定值的時候，環境溫度檢測保護器就會報警。該設備的工作原理是利用R6級別的熱敏電阻，實時檢測電動機保護器周圍的情況。將集成電路中的D2，D1的分壓器對熱敏電阻進行分壓設計。保證熱敏電阻對除了電動機之外的熱量不那么敏感提高D1，D2對溫度的抗干擾能力。在正常運轉的情況下要保證D1，D2兩端的低電壓。確認CPU的狀態是否合理。對于異常數據反饋給AT8860的時候能及時預警。
3.6 脫扣輸出電路的設計
單片機作為一個脈沖信號，應該直接作用與驅動脫扣器。將接口處的電路功率在工作時候放大到一定倍數，這樣能有效的防止外部設備對于信號的干擾，除此之外還應該給脫扣輸出設備增加抗干擾措施，防止出現問題。讓正常情況下的RCO電平，能夠以D1，D2為基礎對于單穩態的信號進行阻止。讓脫扣處的160式線圈能夠平穩輸出電壓。保證CPU接受的脈沖信號的準確性，如果集成電路開發板處于高阻值狀態，應該對D2進行充電，保證電壓在限定范圍內。
4 結語
對于電動機在日常運行時出現的各種故障，應該在各種外界條件排除之后，考慮電動機保護器的影響水平。提出具體的保護措施。當電動機在平衡狀態下，應該考慮負載的影響，在非平衡狀態下要考慮電流電壓對于電動機工作的影響。并且文章對電動機最為常見的幾種故障進行分析，保證在設計電動機保護器的過程中能夠理解故障的原理，設計上能做出針對性的解決方案。對于可能出現的電動機故障，無法排除時，先切斷電源，再尋求解決方案，千萬不要抱有僥幸心態繼續使用電動機，防止損壞電動機的內部結構。文章也從電動機保護器的角度闡述了有關于保護機制的設計，在整流和分流的過程中，如何將采集上來的異常數據進行收集和分析。將電流數據多倍放大，滿足電流周期的數據采集，實現準確的數據分析。
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