在实际工程应用中,恶劣的工作环境、日常维护工作的缺乏,经常容易引起电机的故障甚至损坏,对人们的生产和生活造成巨大影响。因此,实现对电机的实时监测、故障判断和及时切除是保证电机安全可靠运行的前提。本文从当前电机保护装置的研究现状出发,结合船舶电力系统的相关特点,设计开发适用于船舶低压电机负荷的电机保护装置,主要的研究工作如下:首先,本文在对电机保护原理和不同电机故障类型特征分析的基础上,提出了相应的故障判别方法和保护整定逻辑,并据此对保护装置采样和计算过程中所涉及到的算法进行了理论推导。其次,为了实现对系统电压频率的实时跟踪,本文对比分析了传统的硬件过零点频率检测和软件锁相环频率跟踪方案的优缺点,采用基于双同步坐标系解耦控制的软件锁相环技术实现了频率的快速跟踪,并完成了相关理论仿真和实验验证。再次,根据电机保护装置测量、运算和保护的功能需求,设计了电机保护装置的系统结构,系统采用DSP+ARM的双处理器架构,分别完成数据采集与算法以及事件管理与人机交互功能;运用模块化的思想对系统的软件和硬件功能进行了设计。此外,本文设计的电机保护装置人机交互界面通过RS485通讯接口实现了对电机保护参数的设置与电机工况的实时监控。最后,在搭建的实验平台上对保护装置软件锁相环的频率跟踪功能进行了实验验证。利用继电保护测试仪模拟故障信号,完成了保护装置电压电流采样通道的参数校准与故障保护逻辑的功能验证。此外,设计了多种电机起动方式的外围电路,完成了电机的起停操作实验,同时对多种电机故障保护功能进行了实验验证。