【正文】 附錄 根據(jù)上述控 制思路，用 MCS51 匯編語言編寫的控制軟件清單如下： WIDTH EQU 07H ；脈沖寬度定時(shí)計(jì)數(shù)值高 8 位 WIDTL EQU 0D0H ；脈沖寬度定時(shí)計(jì)數(shù)值低 8 位， 07D0H=2021 次 計(jì)數(shù)周期 ALFA EQU 31H ；觸發(fā)脈沖延遲角保持單元 DRIVE EQU 32H ；觸發(fā)脈沖保存單元 DRIVE0 EQU 33H ；第一個(gè)輸出脈 沖觸發(fā)信號保存單元 TH EQU 34H ；同步電壓信號周期的計(jì)數(shù)值保存單元 TL EQU 35H ATH EQU 36H ；觸發(fā)延遲角的定時(shí)計(jì)數(shù)值保存單元 ATL EQU 37H INTERVH EQU 38H ；保存 60176。采用 CPU 內(nèi)部 T0定時(shí)器檢測同步信號的周期，用 T1定時(shí)器實(shí)現(xiàn)移相角的定時(shí)控制， P1端口的 ~ 分別 主程序 初始化，并設(shè)置 參數(shù) 開放外中斷 計(jì)算脈寬定時(shí)處理并保存 讀入觸發(fā)角指令 看門狗處理 用于輸出三相橋式整流電路的觸發(fā)信號，而 P1 口的 ~ 除法指令進(jìn)行采樣。本設(shè)計(jì)的過流保護(hù)和過壓保護(hù)環(huán)節(jié)相似。簡單介紹一下電路構(gòu)成： U 為三相電源的一個(gè)輸入端 (即一組晶閘管輸入側(cè) )， R 是與之相應(yīng)的電機(jī)輸入端 (即相應(yīng)晶閘管輸出側(cè) )。主回路中接入電流互感器，然后利用電路把電流互感器二次側(cè)交流電流轉(zhuǎn)換成與之成正比的直流電壓，最后輸入 A/D 的轉(zhuǎn)換芯 片AD0809 的通道 0。 圖 晶閘管驅(qū)動(dòng)電路 相序檢測電路 下圖為一路相序檢測電路。觸發(fā)電路的功能是將控制器送來的控制信號轉(zhuǎn)換成為晶閘 管所需要的觸發(fā)信號，該電路首先必須有隔離功能，把主控制器電路和主電路隔離開來，其次必須有較大的帶負(fù)載能力，可以驅(qū)動(dòng)晶閘管。 R R和 C1起濾波作用和限制流過二極管的電流。因此，軟起動(dòng)不僅使電機(jī)定子電壓連續(xù)平滑地增加，實(shí)現(xiàn)了升壓限流起動(dòng)，而且避免了電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的沖擊和不平穩(wěn)的現(xiàn)象。晶閘管控制角 ? 和功率因數(shù)角 ? 決定了晶閘管的輸出電壓值。當(dāng) a?? 時(shí)，電流導(dǎo)通的時(shí)間將始終保持在 180176。也正是由于其門極只能控制其開通，不能控制其關(guān)斷，晶閘管又稱半控型器件。 P1區(qū)引出陽極 A， N2引出陰極 K， P2引出門極 G。它是按照電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩線性上升的規(guī)律控制輸出電壓。 圖 限流起動(dòng)波形 電壓斜坡起動(dòng) 輸出 電壓由小到大斜坡線性上升，將傳統(tǒng)的有級降壓起動(dòng)變?yōu)闊o級，主要用在重載起動(dòng)。于是就有降壓起動(dòng)，串電抗起動(dòng)和電阻調(diào) 節(jié)等起動(dòng)方法。 啟動(dòng)用電阻一般采用 ZXZX2系列鑄鐵電阻，其阻值小、功率大，可允許通過較大的電流。 設(shè)電網(wǎng)線電壓為 U ，電動(dòng)機(jī)每相起動(dòng)阻抗為 Z 。這種方法的主要問題是起 動(dòng)電流很大，所造成的電壓降會(huì)影響同一電網(wǎng)變壓器下的其他電氣設(shè)備的正常工作，電源容量越大，這種不良影響越小。 我國軟啟動(dòng)器技術(shù)狀況如下 : (1)軟啟動(dòng)器的整機(jī)技術(shù)落后 。但由于國內(nèi) 自主開發(fā)和生產(chǎn)的能力相對較弱，對國外產(chǎn)品的依賴還是很嚴(yán)重。自 1970 年以來，國外對晶閘管三相交流調(diào)壓技術(shù)進(jìn)行了廣泛研究，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在某些領(lǐng)域應(yīng)用顯示出獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢。軟啟動(dòng)用在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，通過逐漸增大晶閘管的導(dǎo)通角來逐步增大啟動(dòng)電壓，控制電機(jī)的啟動(dòng)電流不超過設(shè)定值，從而使得電機(jī)平穩(wěn)的啟動(dòng)，減小對電網(wǎng)的沖擊。 [關(guān)鍵詞 ] 軟啟動(dòng)； AT89C51 單片機(jī)；晶閘管；交流異步電機(jī)； Based on SCM soft starter research and design Abstract： Ac induction motor because of its low cost, high reliability and less maintenance in various industrial areas widely applied, but its inherent starting performance is poor. The traditional stepdown start equipment although can improve the asynchronous motor starting performance, but also brings new problems such as secondary current impulse. While using thyristor ac voltage of power electronic soft starter way way can smooth without level ground starting motor, reduce the impact of starting current. This topic is mainly based on AT89C51 singlechip microputer control core and adopt the AT89C51 singlechip microputer control thyristor alternating voltage regulation way, to motor soft starter hardware and software design. Through the control motor current. Make motor slow, smooth acceleration, avoid big current for motor and power grid, improve the impact of the power grid work efficiency and reduce the impact of motor starting, thus achieved the energysaving, damage the role of protection equipment. Keywords： Soft start； AT89C51 microcontroller； Thyristor； Ac induction motor 第一章 概論 由于交流三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)簡單、廉價(jià)、易維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。而采用晶閘管交流調(diào)壓方式的電力電子軟起動(dòng)方式能平滑、無級地起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，減小起動(dòng)電流的沖擊。傳統(tǒng)的起動(dòng)方式有星三角起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)、電抗器減壓起動(dòng)、延邊三角形減壓起動(dòng)等，這些啟動(dòng)方式都屬于有極減壓起動(dòng)，他們的共同特點(diǎn)是控制電路簡單，但是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不可調(diào)，起動(dòng)過程中存在較大的沖擊電流，使被拖動(dòng)負(fù)載受到較大的機(jī)械沖擊，且易受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響，一旦電網(wǎng)電壓波動(dòng)，會(huì)造成起動(dòng)困難，甚至使電機(jī)堵轉(zhuǎn)。 軟啟動(dòng)器國外發(fā)展現(xiàn)狀 國外的一些學(xué)者及大公司都在致力于開發(fā)適合普通三相異步電機(jī)的專用軟啟動(dòng)控制器，很多學(xué)者在這方面做了大量工作。 軟啟動(dòng)器國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國對晶閘管軟啟動(dòng)器的研究始于 90 年代，一些研究機(jī)構(gòu)對此技術(shù)有一定研究成果。 近三十年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，使無電弧開關(guān)和連續(xù)調(diào)節(jié)電流成為可能。 因此，我國在軟啟動(dòng)器研究領(lǐng)域有這廣泛的發(fā)展空間。 此時(shí)流經(jīng)自耦變壓器初級的電流，即電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流，比自耦變壓器次級電流又減小1aK倍，故電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流為： 2 211st st staaI I IKK?? 由此可見，當(dāng)采用自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí)，電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流比直接起動(dòng)時(shí) 減小到21aK倍，同時(shí)，由電磁轉(zhuǎn)矩與電機(jī)電壓的平方成正比，故起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小到21aK倍。正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成 Y型的籠型異步電動(dòng)機(jī)，可采用這種方法啟動(dòng) 。運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。這種起動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小，且可按需要調(diào)整起動(dòng)電流的限定值 Im。在加速斜坡時(shí)同期聞，電動(dòng)機(jī)電壓逐漸增加，加速斜坡時(shí)間在一定時(shí)間范圍內(nèi)可調(diào)整，加速斜坡時(shí)間一般在 2～ 60 秒之間。但是，突跳會(huì)給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其他負(fù)荷。此時(shí)如果撤掉外電路注入門極的電流 IG，晶閘管由于內(nèi)部已形成清冽的正反饋會(huì)仍然維持導(dǎo)通狀態(tài)。采用相位控制時(shí)，輸出電壓波形已不是正弦波，經(jīng)分析可知，輸出電壓不含偶次諧波，奇次諧波中以三次諧波為主要成分。 晶閘管調(diào)壓單相等效電路如圖 所示，其中 ZL 為電機(jī)一相等效阻抗，Ui為電網(wǎng)相電壓， UL為晶閘管輸出電壓。另外，利用 3 個(gè)霍爾傳感器來完成三相定子的電流檢測。所謂絕對觸發(fā)方式是指每一觸發(fā)脈沖的形成時(shí)刻 均由同步基準(zhǔn)決定，這在三相交流調(diào)壓電路中就需要有六個(gè)同步基準(zhǔn)交流電壓，需要一個(gè)專門的同步變壓器；而相對觸發(fā)方式僅需一個(gè)同步基準(zhǔn)，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)脈沖由同步基準(zhǔn)產(chǎn)生后，再以第一個(gè)觸發(fā)脈沖作下一個(gè)觸發(fā)脈沖的基準(zhǔn)，以此類推。的相位差，這在軟件設(shè)計(jì)中要予以考慮并進(jìn)行調(diào)整。其中，光耦起著隔離控制電路與主電路的作用，晶體三極管可將 CPU 輸出的脈沖信號放大，其工作在開關(guān)狀態(tài)。硬件實(shí)現(xiàn)可利用整流濾波電路。 ?本系統(tǒng)采用的 A/D 轉(zhuǎn)換器就選型為 ADC0809， ADC0809 對前端采集電路變換的電流值信號進(jìn)行模 ?數(shù)轉(zhuǎn)換。 與電壓過 /欠電路類似，該信號經(jīng)過三相全波整流、濾波和分壓后得到一個(gè)直流信號，并經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換后送入到單片機(jī)的 I/O 口中，作為系統(tǒng)執(zhí)行軟起動(dòng)時(shí)的電流反饋信號。 圖 電流保護(hù)電路 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序流程圖 本系統(tǒng)應(yīng)用程序主要由主程序，中斷服務(wù)程序和子程序組成，采用 AT89C51 單片機(jī)匯編語言編程，主程序主要是完成系統(tǒng)初始化，參數(shù)的設(shè)置，開放外中斷，讀入 觸發(fā)角指令。其定時(shí)中斷程序流程圖如下圖 所示： `