目前,国内市场上的许多电动机保护器的故障保护种类比较单一,保护算法不够完善,硬件芯片的数据处理速度和性能不高,人机界面不友好,不能及时地与远程监控系统交换数据,以至于电动机得不到及时有效的保护,造成重大的事故和经济损失。而国外一些大型生产厂家和研发机构虽已开发出相对成熟的产品,但价格昂贵。本课题的研究就是在这种背景下提出的。本课题首先对保护算法进行了优化,提出了一套针对多种故障进行保护的方案,弥补了传统保护器保护功能单一、算法不够完善的缺陷。用改进的相敏保护法实现对电动机的对称性故障的保护;根据对称分量法实现非对称性故障的保护;用反时限特性法和热积累模型结合的方法实现对过载故障的保护;利用附加直流电源法实现对漏电故障的保护。本文在分析了保护原理的基础上,设计了一款集故障诊断、故障保护、故障报警、故障记录、事故后故障分析、故障定位、液晶显示、通信功能于一体,操作简单,调试维护容易的多功能电动机保护器。本保护器与市场上已出现的保护器相比,具有突出的优点:本课题采用了先进的嵌入式技术,选择ARM7微控制器LPC2119嵌入式芯片为主控制芯片,提高了保护器硬件的数据处理速度和性能,降低了成本。将嵌入式实时操作系统μC/OS_II移植到了LPC2119芯片上,提高了保护器的实时性能。采用了协议简单、投资成本低廉、被矿井下自动化设备广泛支持的Modbus技术,将保护器挂接到Modbus现场总线上,实现了设备之间以及与上层监控系统之间的数据交换,使操作人员不仅能借助良好的人机界面实现近控,又能实现电动机运行全过程的在线监测和远程控制,并为将来借助强大的计算机网络资源完善故障诊断方案提供了可能。本文对保护器的保护功能和通信功能的测试进行了介绍。系统测试结果表明,本保护器动作灵敏、可靠,抗干扰能力强,达到了设计指标和要求。