【正文】 ...................................................... 16 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)方案 ............................................................................................ 16 軟啟動(dòng)控制電路 電路 設(shè)計(jì) ................................................................................. 16 同步信號(hào)電路 ........................................................................................ 16 相序檢測(cè)電路 ...................................................................................... 18 電流檢測(cè)電路 ........................................................................................ 19 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ...................................................................................... 19 電壓反饋回路 ........................................................................................ 20 電流反饋回路 ........................................................................................ 21 過(guò)電流保護(hù)電路 ..................................................................................... 21 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................... 22 系統(tǒng)主程序流程圖 ............................................................................................ 22 定時(shí)中斷程序流程圖 ................................................................................ 23 外部中斷程序流程圖 .............................................................................. 24 致謝 ............................................................................................................................... 25 附錄 ............................................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 31 基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器研究和設(shè)計(jì) 摘要 ： 交流 異步電動(dòng)機(jī) 因其成本低，高可靠性和少維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)在各種工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，但其固有的起動(dòng)性能差。保守估計(jì)，交流三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的用電量占整個(gè)電網(wǎng)的一半以上，由此對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制特別是起動(dòng)的控制提出了相應(yīng)的要求。 軟啟動(dòng)器很好地解決了電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)和機(jī)械設(shè)備的沖擊，同時(shí)具備軟停車、故障過(guò)流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、缺相保護(hù)、節(jié)能、 通訊等功能，可廣泛應(yīng)用于冶金、石化、市政、制造 等行業(yè)。英國(guó)的 CT 公司，法國(guó)的 TE 公司，德國(guó)的 AEG 公司以及歐洲的 ABB 公司等均推出了軟啟動(dòng)器系列產(chǎn)品。所以在整個(gè)軟起動(dòng)器市場(chǎng)上，占據(jù)統(tǒng)治地位的還是國(guó)外產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品所占的份額還是很低。 (3)相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)及行業(yè)落后。允許直接起動(dòng)的異步電機(jī)的容量，應(yīng)按起動(dòng)時(shí)所引起的電壓降不超過(guò) 5%為原則。 圖 星形 三角形起動(dòng) 與自耦變壓器降壓起動(dòng)相比較，星形 三角形換接開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低、維修方便，但是此方法只能有一個(gè)固定的降壓值，沒有選擇的余地。軟起動(dòng)器的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路。 軟啟動(dòng)器按起動(dòng)方式又分：限流起動(dòng)、電壓斜坡起動(dòng)、轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)、轉(zhuǎn)矩突跳控制起動(dòng)。改進(jìn)的方法是采用雙斜坡起動(dòng)，如圖 所示。其缺點(diǎn)就是起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。 如果正向電壓加到器件上，則 J2 處于反向偏置狀態(tài)，器件 A、 K 兩端之間處于阻斷狀態(tài)，只能 流過(guò)很小的漏電流；如果反向電壓加到器件上， J1 和 J3 反偏，該器件也處于阻斷狀態(tài)，僅有極小的漏電流通過(guò)。但周波控制用在異步電機(jī)定子上時(shí)，通斷交替的頻率不能太低，一方面會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，另一方面每次接通電流就相當(dāng)于一次異步電動(dòng)機(jī)的重起動(dòng)過(guò)程。為了保證晶閘管的安全，在使用相控晶閘管電路時(shí)采用寬脈沖觸發(fā)，移相范圍限制在 180a?? ? ? 。當(dāng)供電電壓不變時(shí)，通過(guò)改變晶閘管的控制角，可以改變晶閘管的輸出電壓。電壓波形的過(guò)零點(diǎn)通過(guò)同步信號(hào)電路檢測(cè)獲得。 R3 是上拉電阻， C2 是去耦電容。觸發(fā)電路共有六路，一個(gè)周期內(nèi)輸出六路相角差為 60176。 A 相反并聯(lián)的晶閘管管壓降經(jīng)過(guò) R2 限流和 U1 整流橋的整流，再經(jīng)過(guò)光電隔離，最后經(jīng)濾波由A1點(diǎn)輸出送入到單片機(jī) 引腳上。 圖 電流檢測(cè)電路圖 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ADC0809 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8 通道， 8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器。通過(guò)計(jì)算單片機(jī) I/O 口的高低維持時(shí)間，我們就可以計(jì)算出晶閘管的導(dǎo)通角，作為輸出電壓反饋，同時(shí)可以檢測(cè)出電壓是否缺相，并發(fā)出報(bào)警信息，及時(shí)通知操作人員出現(xiàn)故障的某一相電源。它與設(shè)定值相比較，一旦超過(guò)設(shè)定值，則輸出一個(gè)低電平信號(hào)送入輔助單片機(jī) U2 的外部中斷 口 ，然后再由軟件處理，對(duì)過(guò)流的晶閘管實(shí)現(xiàn)脈沖封鎖、故障報(bào)警和系統(tǒng)復(fù)位等。即當(dāng)端口輸出為低電 平時(shí)，經(jīng)外加反相器變?yōu)楦唠娖胶笥|發(fā)晶閘管導(dǎo)通，輸出觸發(fā)脈沖的寬度也通過(guò)定時(shí)器 T1 來(lái)控制。角的定時(shí)計(jì)數(shù)值低 8 位單元 WIDTH0 EQU 3AH ；脈沖 寬度定時(shí)初值高 8 位單元 WIDTL0 EQU 3BH ；脈沖寬度定時(shí)初值低 8 位單元 START BIT 01H ；脈沖前沿標(biāo)志（ =1 為前沿） IDT BIT 3CH ；觸發(fā)信號(hào)是否發(fā)送完畢的判斷標(biāo)志 ORG 0000H SJMP BEGIN ；主程序入口 ORG 0003H AJMP INT0 ；外部中斷 0 入口 ORG 001BH ；定時(shí)器 T1中斷入口 AJMP T1_INT ORG 0030H BEGIN： MOV SP， 60H； 設(shè)置棧指針 MOV TMOD， 11H；設(shè)置 T0， T1 均為 16 位定時(shí)器 MOV TCON， 01H；置 INT0 為跳變脈沖方式， T0， T1 停止計(jì)數(shù) MOV IP， 08H ；用于輸出脈沖的 T1 為最高優(yōu)先中斷級(jí) MOV IE， 8BH ；僅開放 INT0 中斷允許 MOV A， 0 ；計(jì)算脈沖寬度定時(shí)值 CLR C SUBB A， WIDTL MOV WIDTH0, A CLR C LOOP： CLR MOV ALFA,01H ；讀入觸發(fā)延遲角指令值 ；實(shí)際上可通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換、串行指令、壓控振蕩 計(jì)數(shù)等 ；許多方式完成觸發(fā)延遲角指令值的 輸入 SETB SIMP LOO ；循環(huán)等待中斷 INT0： PUSH PSW PUSH Acc MOV R5,6H ；設(shè)置輸出脈沖計(jì)數(shù)器初值 CLR TR0 ；管定時(shí)器 T0 MOV TH， TH0 ；讀取定時(shí)器計(jì)數(shù)值的同步信號(hào)周期 MOV TL， TL0 MOV TH0, 0 ；清計(jì)數(shù)值，便于下次計(jì)算 MOV TL0， 0 SETB TR0 ；重新啟動(dòng)定時(shí)器 T0 工作 JB IDT， COUNT ；判斷 IDT=1？ CLR TR1 ；否，管段定時(shí)器 T1 CYC： CLR C MOV A,0 ；計(jì)算觸發(fā)角觸發(fā)的時(shí)間 SUBB A,TL1 MOV R1,A MOV A,0 MOV R2,TH1 CLR C RRC A ；除以 2 MOV R3,A MOV A,R1 RRC A CYC1： MOV R4 ；通過(guò)循環(huán)來(lái)完成觸發(fā)脈沖 CYC2： DJNZ R4,CYC2 DJNZ R3,CYC1 MOV P1,0FFH ；循環(huán)完則管角置 1 COUNT： CLR TR1 ；管定時(shí)器 T1 MOV A, ALFA