【正文】 采用低通濾波器讓50Hz市電基波通過，濾去高頻諧波，改善電源波形。一般情況下，空間干擾強度遠小于其它渠道串入的干擾。光藕的主要優(yōu)點是能有效地抑制尖峰脈沖及各種噪聲干擾，從而使過程通道上的信噪比大大提高。3)輸入輸出回路之間的分布電容很小，~2PF，而且絕緣電阻很大，因此回路一端的干擾很難藕合到另一邊去。 軟件抗干擾上述的硬件抗干擾措施是十分重要的，它為單片機系統(tǒng)創(chuàng)造一個基本無干擾的工作環(huán)境?？撮T狗實際上就是一個定時器，它獨立地運行，一旦定時器溢出就會復位系統(tǒng)。保存的方法主要有兩種:通過傳送指令將要保護的數據放到一個保護區(qū)里:或者通過PUSH，PSHD指令將要保護的數據壓入到硬件堆棧(此時，中斷或子程序的嵌套將少于8級)。5 技術經濟分析與傳統(tǒng)的起動方法相比，可用較小容量的變壓器來起動相應的電動機，從而大大提高用戶電力變壓器的利用率或減少電力增容的費用。與同等容量的自耦降壓起動設備相比，如按企業(yè)年產1200臺、平均規(guī)格為110KW計算，則可節(jié)約鋼片92噸，銅線13噸，約合人民幣200萬元左右。通過分析電動機的起動過程及對晶閘管原理的闡明，在此基礎上提出了一套設計方案，即基于AT90S8535芯片為主要單片機的軟啟動控制系統(tǒng)，實現了所期望的各項基本功能，基本完成此次設計的目標。導師親切的態(tài)度和淵博的知識給予了我許多的啟發(fā)導師嚴肅的治學態(tài)度、追求新知和不斷進取的精神也是我今后學習和工作的榜樣，在此表示我最衷心的謝意！同時非常感謝姜玉東老師，在做論文的過程中得到姜老師的指導和熱情幫助，在此表示感謝！衷心向幾年來辛勤培養(yǎng)我的遼寧工程技術大學的老師們致以崇高的敬意和深深的謝意！同時感謝父母和親人們對我的培養(yǎng)與大力支持，這是我能夠完成學業(yè)的前提和保障。另外，輸出電壓靠整流器控制，也不可避免的帶有整流器所具有的通常的缺點[16]。如圖示，通過產生倆個凹口，的幅值可以被減小，隨著凹口寬度的增加，基波電壓將隨之減小。在這一節(jié)中，將對主要的PWM技術做一簡單的回顧。圖中頻率為的等腰三角載波與頻率f的正弦調制波相比較，兩者的焦點確定了電力電子器件的開關時刻。如圖520給出了負載無中線連接的典型的線電壓的相電壓波形。逆變器基本上可以被看作是一個線性放大器，根據（533）和式（534）可以得出這個放大器的增益G為： (535)當m=1時，這個數值是方波電壓輸出時基波電壓峰值（4）%。這些頻率成分可以表示為，如式（533）所示。隨著載波比的P的增大，逆變器輸出線電流諧波將通過電機的漏電感得到更好的濾波，并接近于正弦波。PWM開關頻率的一個重要影響是當逆變器向電機提供功率時由磁滯效應產生的噪聲（也稱為磁噪聲）。 當調制指數m接近于1時，在正，負半周期中間位置附近的凹口和脈沖將趨于消失。m的數值可以增加到大于1進入準PWM區(qū)域，圖521所示為正半周期操作。在這種情況下，輸出基波相電壓峰值達到4（）/，即達到100%的輸出，如圖522所示。通常希望逆變器工作時載波與調制波頻率比P為一整數，即在整個工作范圍內調制波與載波保持同步。逆變器以自由運行方式或稱一部模式工作。如圖523所示，在異步運行區(qū)后是同步區(qū)，在這個區(qū)，P以一種階梯的方式變化，這使得最大和最小頻率保持在設定邊界值內的一個特定區(qū)域。523 載波頻率f/f的關系 由于死區(qū)（或封鎖）效應，實際的PWM逆變器的相電壓（）波形會在某種程度上偏離519所示的理想波形。死區(qū)效應會導致輸出電壓的畸變并減小其幅值?，F在考慮在理想開關點從Q到Q的帶有延遲時間t的開關轉換。注意，上述伏秒面積的損失或增加僅僅取決于電流的極性，而與電流的幅值無關。把由Vt構成的這些面積累加起來并在基波頻率的半周期內加以平均可得出方波偏移電壓V為 （536）式中，P=，f為基波頻率，圖525中最上端的波形給出了V波對理想波的影響。 特定諧波消除PWM（SHEPWM）應用特定諧波消除PWM（SHEPWM）可以將方波中不希望有的低次諧波消除，并控制輸出基波電壓的大小，如圖526所示。圖526 特定諧波消除PWM的相電壓波形 任何波形均可用如下傅立葉級數展開形似表示： v（t）= （537）式中 （538） （539）對于四分之一周期對稱的波形，波形中將只含有正弦項，并且只含有幾次諧波成分。在這種情況下，k=（547），可以得到如下方程：基波： （548）5次諧波： （549）7次諧波： （550）對于一個指定的基波電壓幅值，可以通過計算機程序用數值算法求解上面這組非線性超越方程組，算出、和的數值，如圖527所示。從圖527還可以看到由于低次諧波的消除，較低次的其他特定諧波（如11次和13次）被顯著的增加了，但由于這些特定諧波的頻率比基波頻率高出很多，因此他們的影響不大。圖528給出了輸出電壓為98%時的典型波形。對于一個給定的指令電壓,可以在查尋表格中得到相應的凹槽角度，然后在時域里應用一個減法計算器就可以產生相應的電壓脈沖寬度。這種方法的一個明顯缺點就是當基波頻率比較低時，查尋表會變得非常的大，因此，一種混合PWM方法成為一種非常具有吸引力的選擇，在這種方法中，在低頻、低電壓區(qū)域中使用SPWM方法；而在高頻區(qū)，使用特定諧波消除法。因此紋波電流有效值可以表示如下： （551）式中，…為諧波電流有效值；L為電機每相的等效漏感，,…為諧波電流的峰值；n為諧波次數；為n次諧波電壓峰值；為基波頻率。與諧波消除法相比，基于諧波損耗最小化修改的角查尋表是一種更理想的選擇。對于一組確定的凹槽角，從式（547）可以得到的表達式，將此式代入到式（551）中，就可以得到作為角函數的。由于電機中諧波損耗是由紋波電流的有效值確定的，因此，應該減小的是紋波電流有效值而不是某些個別的諧波。例如，k=360，則可以產生分辨率為1的波形。表52 %～100%范圍內變化時的角變化930940950960970980990100000通過預先設置凹槽角的查尋表格，特定的諧波消除法可以很方便的用微機實現。%時，=0后，在半周期外側的單一凹槽可以通過減小角度而對稱的變窄，最后跳變?yōu)橥暾姆讲ā? =176。通過求解出這k個角度，可以使基波電壓得到控制并且消除k1個頻率的特定諧波。圖中所示為四分之一波對稱的正半周波形，可以通過控制圖中四個凹槽角，和消除三個特定的諧波成分，同時控制輸出基波電壓。死區(qū)效應可以很容易的通過電流反饋或電壓反饋方法進行補償。圖中基波電流i滯后于基波電壓一個相位角。下面再考慮電流i的極性為負時的情況。初始狀態(tài)Q為導通，的幅值為+。電壓源型逆變器的一個基本控制原則是要導通的器件應滯后于要關斷的器件一個死區(qū)時間t（典型值為幾微妙）以防止峭壁的直通。當調制波頻率接近于額定頻率（f/f=1）時，逆變器轉換到方波模式工作，這里假設這是載波頻率與基波頻率相等。隨著數值的下降，這個問題會變得越發(fā)的嚴重。圖523給出了一個GTO晶閘管逆變器實際的載波與基波頻率的關系。在恒功率區(qū)，逆變器以方波模式工作從而可以獲得最大電壓。如圖522所示，在過調區(qū)，傳遞特性是非線性的，波形中重新出現了5次和7次諧波成分。當這個最小脈寬的凹口和脈沖消失時，負載電流會有一個瞬態(tài)跳變?，F代高速IGBT可以很容易的實現這種無音頻噪聲的變頻傳動。高的載波頻率（與開關頻率相同）將使逆變的開關損耗增加，但會減少電機的諧波損耗。表51給出了當載波頻率與調制波頻率的比值時的輸出諧波。當m=0時，是一個頻率與載波頻率相同，脈沖和凹口寬度上下對稱的方波。圖520 PWM逆變器的線電壓和相電壓的波形a）線電壓 b）相電壓調制指數m被定義 (534)式中，為調制波的峰值；為載波的峰值。上述方法也被稱為三角波法，次諧波法或次震蕩法。這項技術在文獻中已經得到了廣泛的討論。1） 正弦PWM（SPWM）；2） 特定諧波消除PWM（SHEPWM）；3） 最小紋波電流PWM；4） 空間矢量PWM（SVW）；5） 隨機PWM；6） 滯環(huán)電流控制PWM；7） 瞬時電流控制正弦PWM；8） Delta調制PWM；9） Sigma Delta調制PWM通常PWM技術可以按電壓控制或電流控制來分類，或按前饋方式或反饋方式來分類，也可以按基于斬波或不基于斬波來分類。圖518解釋了通過PWM控制輸出電壓的工作原理。由于在基波頻率的每個周期僅開關六次，因此逆變器的控制簡單而且開關損耗低。致謝本論文是在導師李博高級工程師的悉心指導和殷切關懷下完成的。 6 總結大功率感應電動機由于轉動慣量大，即使在空載起動時，其時間也較長，因此如果直接起動的話，其起動電流往往很高，會對電網產生電流沖擊，影響電網其他設備的正常運行；或因為起動電流超過電網過電流保護整定值而動作，造成電動機無法啟動運行等現象，為此，大功率感應電動機一般需要采取一定的起動措施，如：Y/Δ起動、自耦變壓器減壓起動、定子串電抗器減壓起動、電子軟啟動等方式，在眾多的起動方式中，電子軟啟動作為一種利用電力電子技術實現的減壓起動方式，由于具有起動方式靈活、起動功能完善、參數易于調整、并能利用微機控制系統(tǒng)對起動過程進行控制、監(jiān)視和保護等，因此利用電子軟啟動器控制大電動機的起動過程已經成為當今的主流方式。軟起動裝置由于大大降低了起動電流，如按企業(yè)年產1200臺、平均每臺按110KW計算，則配電系統(tǒng)所需變壓器容量，可比采用傳統(tǒng)起動設備時候減少16萬千伏安，如按其中20％是靠電力增容解決。在重要的操作運行指令，如開、關閉中斷，返回，跳轉指令后，再寫上同樣的指令，當前面的指令在解釋執(zhí)行時，遇上干擾而被淹沒時，則大多數情況下，后面同樣的指令執(zhí)行可使程序運行不受干擾的影響。但若程序“跑飛”或“死機”，就不可能按時“喂狗”，從而看門狗就會產生溢出強行復位系統(tǒng)，將應用程序重新納入正軌。在單片機應用系統(tǒng)中，由于干擾的因素，常常會出現程序“跑飛”或“死機”現象，使系統(tǒng)不能正常工作。雙絞線能使各個小環(huán)節(jié)的電磁感應干擾相互抵消。因而能分到光藕輸入端的噪聲很小。在過程通道中長線傳輸是干擾的主要原因，為了保證傳輸的可靠性，主要措施有光藕隔離、雙絞線傳輸。當濾波電路處于高電壓工作時，則宜采用小電容和允許的最大電感構成濾波網絡。因此隔離變壓器的初級和次級之間用屏蔽層隔離，減小其分布電容，以提高抗共模干擾的能力。此干擾可從系統(tǒng)主回路進入控制回路部分，影響系統(tǒng)的功能甚至使系統(tǒng)癱瘓，危害非常大。硬件措施必須處于主要地位，否則，CPU將為抗干擾而花費大量時間，主要工作卻不能及時執(zhí)行，嚴重影響系統(tǒng)的工作效率和實時性。第三部分是微機系統(tǒng)內部，即處理器CPU，由于CPU是低電壓供電，容易被干擾竄入，使總線上的數字信號混亂，引發(fā)一系列后果。干擾對微機系統(tǒng)的作用可以分為三部分。各種傳感器、輸入輸出線路的絕緣不良，均有可能引入干擾。T2每10ms發(fā)生一次中斷，在中斷服務程序完成晶閘管觸發(fā)脈沖角的計算與控制命令輸出。12ms將完成6個位的循環(huán)顯示。圖31 主程序流程框圖 Flow chart of main control procedures主程序完成系統(tǒng)自檢、變量的初始化、鍵盤掃描、參數修改等任務。圖212 驅動電路 Drive circuit 這部分電路包括，～，發(fā)光二極管～見附錄圖。圖211 鍵盤和顯示電路 Keyboard and display circuit 這部分主要用于驅動輸出，使繼電器吸合或釋放來達到控制目的。接口端子CON則是通用的9針RS232物理接口。鍵盤信號連接到單片機的PA3～PA7端口，以判斷哪個鍵盤按下；而發(fā)光二極管～和電阻～則用于指示哪個鍵盤按下了，如鍵盤按下，則發(fā)光二極管發(fā)亮。由于三個通道電路設計一樣，、通道電路可由附錄圖和圖29容易得到。經兩個無緣低通濾波器濾波后得穩(wěn)定的直流平均電壓信號，這兩個無緣低通濾波器分別由、和、組成。其中通道的電路如圖26所示。該電路主要由可調電阻、運放LM324（包括U5B、U5C、U5D） 組成。圖27 LM324的管腳連接圖和典型原理圖 Typical pin connection diagram and schematic diagram of LM324經比例調節(jié)后的信號再由兩個無緣濾波器、和、（均見附錄圖）濾波得到穩(wěn)定的直流電壓信號。；工作溫度范圍：0～+55℃。雙電源工作時，引腳3(VSS)接負電源，其允許施加的電壓幅值為4～9V，引腳17(VDD)接正電源，允許施加的電壓為+4～+9V。該端連接的電容值大小決定了移相鋸齒波的斜率和幅值，應用中分別通過一個相同容量的電容接地。(c）引腳6()：TC787/TC788工作方式設置端。3）控制端a）引腳4()：移相控制電壓輸入端。應用中，分別接經輸入濾波后的同