【正文】 RISC結(jié)構(gòu)；118條指令構(gòu)成的精簡指令集，大多數(shù)為單指令周期；32個8位通用寄存器；工作在8MHz時具有8MIPS的性能。2通道10位和1通道8位PWM脈寬調(diào)制輸出，可做D/A轉(zhuǎn)換器；SPI同步接口；全雙工UART。空閑模式： mA。0~8MHz。在故障發(fā)生并封鎖了觸發(fā)脈沖后，程序?qū)⒉粩鄼z測PA1位的狀態(tài)，當該狀態(tài)為顯示故障已經(jīng)解除時，閉鎖解除，撤銷封鎖信號，使系統(tǒng)復(fù)位。圖23 軟起動器單片機控制系統(tǒng)的CPU電路部分 Soft starter control system for singlechip CPU circuit part 通信部分芯片的選擇通信部分電路采用MAX232芯片。30V的輸入。MAX232的特點包括：1）5V電源工作。4）低電源電流：典型值是8mA。它可單電源工作，也可雙電源工作，主要適用于三相晶閘管移相觸發(fā)和三相功率晶體管脈寬調(diào)制電路，以構(gòu)成多種交流調(diào)速和變流裝置。電動機在啟動時需要隨著電機轉(zhuǎn)速的升高而不斷地調(diào)整晶閘管的觸發(fā)角,從而調(diào)整加在電機定子上的電壓(由低到高) . 而晶閘管的觸發(fā)角需要脈沖觸發(fā)器 TC787所發(fā)出的脈沖來控制. 通過AVR單片機控制TC787的移相輸入電壓,即可控制TC787發(fā)出所需要的脈沖. 晶閘管的觸發(fā)角從150176。圖25 TC787引腳圖 Pin of TC787各引腳的名稱、功能及用法如下：1）同步電壓輸入端：引腳1()、引腳2()及引腳18()為三相同步輸入電壓連接端。應(yīng)用中，均接脈沖功率放大環(huán)節(jié)的輸入或脈沖變壓器所驅(qū)動開關(guān)管的控制極。該端用來進行故障狀態(tài)下封鎖TC787/TC788的輸出，高電平有效，應(yīng)用中，接保護電路的輸出。(e）引腳14()、引腳15()、引腳16()：對應(yīng)三相同步電壓的鋸齒波電容連接端。單電源工作時引腳3(VSS)地，而引腳17(VDD)允許施加的電壓為8～18V。9V；輸入同步電壓有效值：≤(1/2√2)VDD；輸入控制信號電壓范圍：0～VDD；輸出脈沖電流最大值：20mA；鋸齒波電容取值范圍：～；脈寬電容取值范圍：3300pF～；移相范圍：0～177176。圖26 電源測量 Power measurement在這部分電路中，LM324為運放集成電路，一個芯片里集成了4個運算放大器，分別用后綴A、B、C、D表示，LM324的引腳和內(nèi)部接線以及典型原理圖如圖27所示。正常情況下窗口比較電路輸出 15V 電壓，以示正常，否測輸出 +15V 電壓，表明有過電壓或欠電壓異常。圖28 窗口比較電路 Comparison of the circuit window電流測量通道共三個，分別測量、各由端子 和，和，和引入。比例調(diào)節(jié)器由電阻、和運放LM324（）組成。若電流超出設(shè)定的限定范圍則經(jīng)窗口比較器輸出三相不平衡信號：正常情況下窗口比較電路輸出 15V 電壓，以示正常，否測輸出 +15V 電壓。圖29 電流測量通道（通道） Current measurement channel（Channel）鍵盤電路由鍵盤～，發(fā)光二極管～和電阻～組成。集成芯片U8用于將單片機的串口信號與PC的串口信號連接起來，進行電平轉(zhuǎn)換。這部分作為起動參數(shù)設(shè)定、運行監(jiān)控及故障等顯示，并按動態(tài)方式定時刷新各個顯示位。具體電路如圖212所示。根據(jù)上述要求，控制系統(tǒng)軟件由主程序和4個中斷服務(wù)程序組成。讓T0工作在定時器方式，在中斷程序中，完成一個顯示位的動態(tài)刷新。實現(xiàn)電動機的起?？刂芼）T2中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)電動機的起?？刂?、過載保護、故障閉鎖的復(fù)位等任務(wù)。系統(tǒng)的接地裝置不良或不合理，也是引入干擾的重要途徑。干擾一般以脈沖的形式進入微機系統(tǒng)。后向通道干擾使各種輸出信號混亂，不能正確反應(yīng)微機系統(tǒng)的真實輸出量。硬件抗干擾處理得當，可以將大多數(shù)干擾拒之門外，對余下少數(shù)竄入微機系統(tǒng)的干擾，用軟件的方法加以消除。若無內(nèi)阻存在，任何干擾噪聲都會被電源短路吸收，在線路中無法建立干擾電壓?？紤]到高頻噪聲通過變壓器不是靠初、次級線圈的相互藕合，而是靠初、次級間寄生電容藕合的。在低壓下，當濾波電路載有大電流時，宜用小電感和大電容構(gòu)成濾波網(wǎng)絡(luò)。采用良好的屏蔽線與正確的接地，高頻濾波等方法加以解決。光藕隔離具有很強的抗干擾能力是由于:l)光藕輸入阻抗很小，一般為100~ lK之間，而干擾源內(nèi)阻很大，通常為100~ 100。雙絞線與同軸電纜相比，雖然頻率特性差，但阻抗高，抗共模噪聲能力強。但是，硬件抗干擾還不能將所有的干擾都清除干凈，因此，必須配合適當?shù)能浖垢蓴_措施，使系統(tǒng)工作更加可靠。因此，在應(yīng)用程序的各個分支上，要按時“喂狗”，即將看門狗的計數(shù)器清零，不讓它發(fā)生溢出，這樣就可以保證，只要應(yīng)用系統(tǒng)是按照程序設(shè)計的路徑走，看門狗就不會強行復(fù)位系統(tǒng)。當子程序退出前，需要將保護的數(shù)據(jù)按序恢復(fù)，以保證主程序的正常運行。根據(jù)經(jīng)驗，如采用自耦降壓起動。本論文設(shè)計的軟起動器是一種可實現(xiàn)電機軟起動、軟停止、節(jié)能、故障保護、報警等功能的較完整的電機控制系統(tǒng)，同時具有較好的耐用性和良好的性價比。同時，對于異步電機軟起動器還有許多值得研究的地方，如采用其他系列的單片機及各種新型器件是否能夠更好的實現(xiàn)我們的預(yù)期性能指標等方面，還有待于我們在日后的工作和學(xué)習(xí)中完成。最后，對評審論文的各位專家、學(xué)者表示衷心的感謝！參考文獻[1]戴廣農(nóng)，基于CAN總線的智能多功能交流電機軟起動器系統(tǒng)[D]：[碩士學(xué)位論文]，上海：上海交通大學(xué)，[2],Gamml and Nabil Abd ELLatif,A Novel DC Chopper Drive for a singlephase Induction Motor[J],IEEE Industrial Electronics,1995,(1), 3338[3]湖南開利科技股份有限公司，交流籠式電動機軟起動應(yīng)用技術(shù)手冊，[4]黃俊等，電力電子變流技術(shù)[M]，機械工業(yè)出版社，1993[5]天津天傳電子有限公司，交流籠型電動機軟起動技術(shù)及應(yīng)用手冊，[6]趙相賓，劉國林，變頻調(diào)速和軟起動技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J]，自動化博覽，[7]陳翔宇，江和，淺析異步電機電子軟起動器的現(xiàn)狀和展望[J]，電氣開關(guān)， 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對于變速傳動，逆變器輸出電壓和頻率應(yīng)按圖214所示關(guān)系變化。但當P保持為一定值，在基波頻率下降時，會使載波頻率也隨之變得很低，就電機的諧波損耗而言，這通常是不希望的。在這個區(qū)域，載波比P可以是一個非整數(shù)，相位可能連續(xù)的移動，這將會產(chǎn)生諧波問題以及變化的直流偏移（差拍效應(yīng)）。P的數(shù)值總是保持為三的倍數(shù)，這是因為對無中線連接的負載，三的倍數(shù)次諧波是不需要考慮的。這種效應(yīng)可以用圖524中三相逆變橋中的a相橋臂來解釋?？紤]圖524所示PWM操作，如圖示，a相電流i的方向為正。當兩個器件都關(guān)斷時，+i繼續(xù)通過D流通，從而造成了如圖所示陰影面積的脈沖伏秒（Vt）面積損失。圖525給出了在每一個載波周期T分別對應(yīng)于+i和i的伏秒面 圖524 半橋逆變器死區(qū)效應(yīng)的波形積（Vt）損失和增加的積累效應(yīng)對基波電壓波形的影響。在較低的基波頻率下，這種基波電壓的損失以及低頻諧波畸變會變得很嚴重。在這種方法中，要在方波電壓中開出一些預(yù)先確圖525 輸出相電壓波形的死區(qū)效應(yīng)定好角度的凹槽。因此有 a=0 （540）v（t）= （541）式中 （542） 假設(shè)圖示波形具有單位幅值，即v（t）=，則b可以求出如下： （543）根據(jù)表達式 （544）可以得出式（543）中的第一項和最后一項為 （545） （546）將式（545），式（546）代入式（543）并求出式中其它的積分項，可得 （547）注意在（547）中有k個變量（即，…，），因此需要有k個方程式去解出這k個變量的數(shù)值。例如，給定50%的基波電壓（=），可得到數(shù)值為=176。從圖527還可以看出，%時（100%對應(yīng)于方波電壓輸出），5次和7次諧波都可以完全消除。注意，基波電壓的方向與角的整個變化范圍無關(guān)，%～100%的范圍內(nèi)變化時，會有某種程度的5次和7次諧波成分重新出現(xiàn)，但與限制電壓跳變所得的益處相比這是微不足道的。這里，計算器的脈沖為。圖529 特定諧波消除法的實現(xiàn)框圖最小紋波電流PWM特定諧波消除PWM法的一個明顯缺點是當較低次的諧波被消除時，與其相鄰的下一個較高次的諧波卻被增值了，如圖527所示。相應(yīng)的諧波銅損為 （552）式中，R為電機每相的有效電阻。附錄B 外文文獻 PULSE WIDTH MODULATION TECHNIQUES The threephase, sixstep inverter discussed before has several advantages and limitations. The inverter control is simple and the switching loss is low because there are only six switching per cycle of fundamental frequency .Unfortunately, the lower order harmonics of the sixstep voltage wave will cause large distortions of the current wave unless filtered by bulky and uneconomical lowpass filters. Besides, the voltage control by the lineside rectifier has the usual disadvantages[17]. PWM PrincipleBecause an inverter contains electronic switches ,it is possible to control the output voltage as well as optimize the harmonics by performing multiple switching within the inverter with the constant dc input voltage .The PWM principle to control the output voltage is explained in Figure fundamental voltage has the maximum amplitude（4/）at square wave, but by creating two notches as shown ,the magnitude can be reduced. If the notch widths are increased, the fundamental voltage will be reduced.