毕业设计电力箱柜除湿器的设计与控制.docx

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1、电力箱柜除湿器设计与控制研究DesignandContro1ofDehumidifierforPowerCabinet学院：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师2023年6月摘要潮湿一直是影响电网平安运行的一个难题，空气湿度过大会给电力系统箱柜设备运行带来非常大的危害。特别是我国南方地区，空气相对湿度过大，尤其是在雨季、暴风雨天气下凝露现象比拟明显，如果电气设备长期在这种环境里工作，那么电气设备的绝缘强度会大大降低。对于开关柜、端子箱等设备内部空间很小、对于控制湿度要求程度很高的设备，加热除湿方法的效果不是很好。本文结合实际情况设计出基于51单片机和半导体制冷技术的除湿设备。本设计是

2、以STC89C52单片机作为控制核心，利用DHT11温湿度传感器监测空气中的实时温湿度值。温度和湿度信号由传感器传送给单片机，单片时机根据不同情况实施相应的控制方案，检测到的温湿度值会在1CD1602液晶显示屏上显示。湿度控制局部由TEC1J2706半导体制冷片构成。当环境湿度高于设置限定值时，单片机控制半导体制冷片自开工作，将电力箱柜内潮的湿空气凝结成水排除箱外，到达降温除湿枯燥的效果。软件局部采用C语言编制系统运行控制程序，结合硬件电路调试结果正确，实现了智能除湿的目的，该系统的优点是响应快、抗干扰能力强、性价比高等，电路设计简单。与加热除湿相比，制冷除湿工作后，湿度不会反弹的很快，防止除

3、湿设备反复运行。与此同时，本文详细介绍了各元器件的功能特点和局部模块电路的设计。关键词：单片机；DHTI1传感器；半导体制冷AbstractMoisturehasa1waysbeenaprob1emaffectingthesafeoperationofthegrid,theairhumidityovertheGenera1Assemb1ytothepowersystemcabinetequipmenttobringavery1argeharm.Especia11yinthesouthernregionofChina,there1ativehumidityoftheairistoo1arge,e

4、specia11yintherainyseason,thestormweathercondensationphenomenonisobvious,ifthee1ectrica1equipmentinthe1ong-termworkinthisenvironment,thenthee1ectrica1equipmentinsu1ationstrengthwi11begreat1yreduced.Fortheswitchgear,termina1boxandotherequipment,theinterna1spaceisverysma11,forthecontro1ofhumidityrequi

5、rementsofahighdegreeofequipment,heatingdehumidificationmethodisnotverygood.Inthispaper,basedontheactua1situationdesignedbasedon51sing1e-chipandsemiconductorrefrigerationtechno1ogydehumidificationequipment.ThedesignisSTC89C52microcontro11erasthecontro1core,theuseofDHT11temperatureandhumiditysensorsto

6、monitortherea1-timetemperatureandhumidityva1uesintheair.Temperatureandhumiditysigna1sfromthesensortothemicrocontro11er,themicrocontro11erwi11beimp1ementedaccordingtodifferentcircumstancesthecorrespondingcontro1program,thedetectedtemperatureandhumidityva1ueswi11bedisp1ayedonthe1CD16021CDdisp1ay.Thehu

7、miditycontro1sectionismadeupofTEC1-12706semiconductorcoo1ingsheet.Whentheambienthumidityishigherthantheset1imit,thesing1e-chipcontro1ofthesemiconductorcoo1ingsheetautomatica11ywork,thepowertanktideofthewetaircondensedintothewateroutsidetheboxtoachievetheeffectofcoo1ingdehumidificationdrying.Thesoftw

8、arepartadoptstheC1anguagesystemtorunthecontro1program,andthehardwarecircuitdebuggingresu1tiscorrect,andthepurposeofinte11igentdehumidificationisrea1ized.Thesystemhastheadvantagesoffastresponse,stronganti-interferenceabi1ityandhighcostperformance.Thecircuitdesignissimp1e.Comparedwiththeheatingdehumid

9、ification,refrigerationdehumidificationwork,thehumiditywi11notreboundquick1y,topreventdehumidificationequipmenttorunrepeated1y.Atthesametime,thispaperdescribesindetai1thefunctiona1characteristicsofthevariouscomponentsandpartofthemodu1ecircuitdesign.Keywords：Sing1echip；DHT11sensor;Semiconductorrefrig

10、eration摘要IAbstractII第1章绪论1课题研究的背景1课题研究的内容及意义1常规除湿器的开展现状2单片机的开展现状3第2章总体方案设计5系统功能设计5系统设计的原那么5系统硬件总体设计方案6半导体制冷及除湿的根本原理7半导体制冷的原理7半导体制冷除湿的原理8第3章系统硬件的设计93.1主控器件9复位电路9时钟电路103.1.3STC89C52芯片的简单介绍10温湿度采集器件133.2.1 DHTII传感器模块检测电路设计133.2.2 DHTI1传感器介绍14温湿度显示器件163.3.1 1602液晶显示模块设计163.3.2 1CD1602液晶显示器简介163.4其它外围电路设

11、计191 .4.1按键电路设计192 源模块设计19系统总体硬件电路图20第4章系统软件的设计22系统软件设计方法22主程序设计22数据采集模块程序设计25液晶显示模块程序设计28按键输入程序设计32第5章系统分析与调试34第6章结论与展望36参考文献37致谢39附录40第1章绪论的背景随着我们国家经济的快速开展，电力设施也突飞猛进，电气箱柜、开关设施众多，分布范围较广，保证电网平安运行成为最主要的任务。影响电网平安运行的大多是电气设备的金属损伤，损伤形式大致分为磨损、疲劳、摩擦、腐蚀等，它们都对电气设备的寿命有很大影响。其中，潮湿所造成的腐蚀损伤最为严重。湿度对电气设备的影响主要是绝缘强度、

12、金属腐蚀、霉菌生长。随着气候、地理位置的不同，周围空气温度、湿度、杂质成分与浓度等均有很大的区别，电气设备损坏的程度也不同。比方东南沿海地区，湿度很大，天气温度变化也比拟大，电气箱柜内部空气水分也就很多。或者有的设备处于停止运行状态，电气箱柜内空气温度就比外部环境温度低，在电气设备外表就很容易形成凝露，在这种情况下一旦通电运行工作，电网就极易产生短路发生危险事故。并且设备外表凝聚水滴，会使得霉菌生长加快，令电气设备绝缘性能降低，金属腐蚀加快导致接触面氧化反响，接触电阻随之增大，一样会影响到电网运行I1内容及意义传统加热除湿方法是通过对空气加热增大空气饱和水蒸气量，使空气中可以储存更多的水分，从

13、而防止水蒸气在电气设备外表产生凝露，到达预防电气故障的目的。但是这种加热方法不能去除水分反而使空气中水分含量增大，相对湿度变大，随着环境温度降低凝露现象依然没有铲除，这证明了传统的加热除湿方法并不能从根本上解决电气箱柜潮湿凝露问题。同时这种除湿方法也有自身的缺点，第一就是长时间持续加热消耗电能，在不需要除湿的时间里，加热没有任何意义而且浪费大量能源。第二就是长时间在高温环境下持续加热工作会使箱柜内的温度持续升高，这就导致柜内电气设备的老化损伤加速，影响电气设备的使用寿命。而制冷型除湿器是利用半导体制冷产生温差效应来凝结空气中的水蒸气并直接排除电气箱柜外，使电气箱柜内部空气的水分得到显著下降。即

14、使环境温差变化，由于电气箱柜内空气水分很少就不再产生凝聚水滴现象，也大大降低了相对湿度。这种方式工作电流小，低发热，不会对导线及元件造成影响。可实现组网监控，远程遥控。配合单片机，能根据箱柜内部温湿度精确计算自动控制，耗电量小，节省能源和人力。常规除湿器的开展现状除湿器是对空气中的水蒸气进行去除，这是一项涉及多门学科的综合性技术，现在已经被广泛应用于环保、仪器仪表、冶金、生物、原子能、纺织、石化、化工、航空、航天等领域，并且将在工业、农业、医疗、国防、商业和日常生活中发挥巨大的作用。常用的空气除湿技术主要有吸附除湿、冷却除湿、吸收除湿、加热除湿。3 .根据除湿原理：(1)吸附吸收除湿。这种方法

15、主要是利用固体或者液体吸湿剂的物理以及化学特性，来去除空气中的水蒸气，从而到达降低空气湿度的目的，它的工作原理比拟简单，但是存在吸湿剂衰老失效的一系列问题，必须频繁的更换，并且空气湿度值无法自动精确的控制。该类方法只适用于食品、药品及化学品等加工和保存4，叫(2)加热除湿。基于水分的相变特巧，使用加热器等设备对湿空气进行加热处理，使得空气的温度上升，将水分由液态变为气态随空气流动排出，使其得此空间的相对湿度下降。这种方法并不适合于封闭的空间，原因是空气中的水汽并未有效的排出，即有没降低封闭空间的绝对湿度，一旦遇冷，水汽会发生饱和现象甚至重新凝露等。现有传统行业该种除湿的方法应用较多，但往往应用

16、的效果不是非常的很理想1(3)制冷除湿，制冷式除湿装置主要是利用制冷式冷源(包括空调、半导体以及其他冷源)制冷除湿,它的工作原理是通过降低冷制冷片外表温度使空气温度降到露点温度以下，从而产生凝露，降低空气的湿度，然后再利用冷凝热使冷却后的空气升温,从而使空气的相对湿度降低,到达空气除湿目的。但凡通过这种方法将密封空间内空气湿度降低的除湿方式都属于制冷式除湿网。4 .根据设备方法(1)通风换气法。该方法只适用于室内或封闭空间的空气湿度高于室外，通过自然的通风或者强制换气的方法，将室外枯燥的空气引入室肉，把室肉潮湿空气排出，从而降低局部空间的空气湿度。该方法的有效性取决于空气露点温度与送风点的温度之间的关系，只要前者高于后者，就