【正文】 以有些電子保護(hù)線路在設(shè)置有可靠的三相過(guò)載保護(hù)時(shí)就不再設(shè)置斷相保護(hù)。當(dāng)斷相信號(hào)超過(guò)一定值時(shí)也就第三章 控制系統(tǒng)的硬件電路 21 是實(shí)際對(duì)稱(chēng)超過(guò)容許的不對(duì)稱(chēng)程度時(shí)保護(hù)裝置經(jīng)過(guò)一固定短延時(shí)后推動(dòng)觸發(fā)電路翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。理論上對(duì)電動(dòng)機(jī)三相相電流信號(hào)進(jìn)行不對(duì)稱(chēng)鑒別是檢測(cè)斷相故障的最可靠方法。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 圖 33電機(jī)軟啟動(dòng)主電路原理圖 R2 R4 R 電機(jī) TV T A S3 S2 S1 Ua Ub Uc 第三章 控制系統(tǒng)的硬件電路 19 圖 34電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)原理圖 圖 35單片機(jī)控制的觸發(fā)脈沖控制電路圖 三相異步電動(dòng)機(jī)斷相的原因及危害 （ 1） 三相異步電動(dòng)機(jī)斷相運(yùn)行的原因很多 ,常見(jiàn)的情況有以下幾種 : 氣候惡劣 (如刮風(fēng) ,下雨 ,下雪等 ),造成電網(wǎng)一相電源斷線； 閘刀開(kāi)關(guān)上的熔體沒(méi)有擰緊，或擰得過(guò)緊（將熔體端頭壓斷），熔體出現(xiàn)浮淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 接現(xiàn)象。只需要通過(guò) 3 根串行總線就可以完成 10 位數(shù)據(jù)的串行輸入，易于和本文采用的單片機(jī)接口。 一般地， TLC1543 與微處理器之間的數(shù)據(jù)傳送僅需將 CS、 I/O CLK、 ADDRESS、DATAOUT 與處理器的 I/O 口相連，通過(guò)軟件合成控制時(shí)序即可。采用 A/D 轉(zhuǎn)換芯片即可實(shí)現(xiàn)所需要的功能，本設(shè)計(jì)中采用的是美國(guó) TI公司生產(chǎn)的 10 位串行 A/D 轉(zhuǎn)換器 TLC1543。其接線方式有：?jiǎn)闻_(tái)接線，三臺(tái)單相三繞組的接線，兩臺(tái)單相按 V/V 接線，還有三相五柱三繞組接線。電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的電壓與電流是軟起動(dòng)的重要參數(shù)，也是軟起動(dòng)控制器進(jìn)行智能運(yùn)算的參數(shù)，必須將其轉(zhuǎn)換成單片機(jī)系統(tǒng)能處理的微量信號(hào)（電壓到 05V、電流到毫安），并且還要進(jìn)行必要的 A/D 轉(zhuǎn)換將采集處理后的模擬量轉(zhuǎn)換為單片機(jī)能運(yùn)算的數(shù)字量，進(jìn)行運(yùn)算和處理。以下程序中，顯示緩沖區(qū)為 RAM 的 30H～ 37H 單元，控制寄存器地址碼及數(shù)據(jù)單元為 40H～ 47H 單元。從單片機(jī)時(shí)序上看，只需在發(fā)送前將顯示數(shù)據(jù)和地址碼的高低位順序顛倒，利用串行方式 0 進(jìn)行發(fā)送，每發(fā)送兩次，就可向 MAX7219 輸出一個(gè)要顯示的數(shù)據(jù)或控制寄存器參數(shù)。因此 MAX7219 必須經(jīng)過(guò)初始化后才可正常工作。 解碼方式寄存器可設(shè)置各位數(shù)碼管為解碼顯示方式，或非解碼的數(shù)據(jù)位與顯示段直接對(duì)應(yīng)的顯示方式。為 24 引腳芯片，除與顯示器連接外，與微機(jī)串行口為 3 線連接，芯片外 部電路僅為一限制峰值段電流的電阻，線路簡(jiǎn)單，極大地方便了對(duì)顯示器件的控制。 MCS51單片機(jī)的工作頻率為 212MHz，當(dāng)振蕩頻率為 12MHz 時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為 1us,這個(gè)速度應(yīng)該說(shuō)是比較快的。亦適用于通信和家用電器控制領(lǐng)域。在這種方式下起動(dòng)電機(jī)，當(dāng)電機(jī)的起動(dòng)電流未達(dá)到 設(shè)定的電流值時(shí)，電機(jī)仍然按照電壓斜坡方式起動(dòng)，一旦電流到達(dá)設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)將停止觸發(fā)角的進(jìn)一步減小，從而使電機(jī)端電壓維持不變，此時(shí)由于電機(jī)轉(zhuǎn) 速仍在上升，使反電動(dòng)勢(shì)繼續(xù)增加，因而電機(jī)電流將會(huì)減小。 L E D 數(shù)碼管主要用來(lái)顯示起動(dòng)參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行監(jiān)控及故障等顯示。此外，第二章 系統(tǒng)組成及控制方案 9 它還具有對(duì)電機(jī)的保護(hù)功能，這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。這種起動(dòng)方式的特點(diǎn)是起動(dòng)電流相對(duì)較大，但起動(dòng) 時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，適用于重載起動(dòng)的電機(jī)。 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 第二章 系統(tǒng)組成及控制方案 （ 1）限流軟起動(dòng) 顧名思義，限流起動(dòng)就是在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中限制起動(dòng)電流不超過(guò)某一設(shè)定值的軟起動(dòng)方式。況且實(shí)際的電液溫度不會(huì)超過(guò) 800C，那么在起動(dòng)切換到全壓運(yùn)行的時(shí)刻，電液阻值肯定不小。因此，每次起動(dòng)電流難以保證相同的起動(dòng)特牲。電機(jī)起動(dòng)時(shí)由于串聯(lián)了可調(diào)電抗，起動(dòng)電流較小。采用級(jí)聯(lián)五電平以上的變頻器時(shí)，雖可極大地減小這些負(fù)面影響，但要配置正弦濾波器。對(duì)于 6 脈沖整流電路，電網(wǎng)輸入側(cè)的 5 次諧波畸變率達(dá)到基波電流的 20%， 7 次諧波率達(dá)到基波電流的 14%，忽略 11 次及以上的高次諧波，總的電流諧波畸變率達(dá)到基波電流的 34%以上，大大超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的諧波電流限定值。其主要優(yōu)點(diǎn)如下： 采用 VVVF 控制方式，通常采取 SPWM 觸發(fā)模式，可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)或變轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，幾乎涵蓋各種類(lèi)型負(fù)載的起動(dòng)。其中高壓固態(tài)軟起動(dòng)器主要依賴(lài)進(jìn)口，成本高，價(jià)格雖略低于高壓變頻器，但它采用 SCR 降壓不降頻的控制方式，性能卻遠(yuǎn)不如高壓變頻器。但是，突跳會(huì)給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其它負(fù)荷，應(yīng)用時(shí)要特別注意。綜合考慮，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下應(yīng)盡量避免采用電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)方式，以保證電網(wǎng)的供電質(zhì)量。如果水泵前面的管路比較長(zhǎng)，當(dāng)水泵電機(jī)突然停止時(shí)，高速的水流會(huì)沖擊到水泵的葉輪上，產(chǎn)生很大的沖擊力，會(huì)使葉輪變形或損壞?？傊妱?dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程需要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題： 應(yīng)有足夠大的最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（ TS≥ ）； 盡可能小的最初起動(dòng)電流； 起動(dòng)操作簡(jiǎn)便，起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)； (2)大中異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的再一個(gè)危害就是影響由同一臺(tái)配電變壓器供電的其他負(fù)載。若變壓器額定容量相對(duì)不夠大、電動(dòng)機(jī)額定功率相對(duì)不算小時(shí)，電動(dòng)機(jī)短時(shí)較大的起動(dòng)電流，會(huì)使變壓器輸出電壓短時(shí)下降幅度較大，超過(guò)了正常值，這樣一來(lái)，影響了幾個(gè)方面： （ 1） 起動(dòng)電動(dòng)機(jī)本身，由于電壓太低起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降很多，當(dāng)負(fù)載較重時(shí)，可能起動(dòng)不了。電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。并且嘗試用變頻技術(shù)控制啟動(dòng)過(guò)程。引出啟動(dòng)裝置軟啟動(dòng)器的原理、功能和特點(diǎn)，以及針對(duì)軟啟動(dòng)出現(xiàn)的問(wèn)題提出改進(jìn)意見(jiàn)和觀點(diǎn)，對(duì)于完善軟啟動(dòng)器在控制功能和普及起到了探討作用。感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，判斷電磁力的方向。若變壓器額定容量相對(duì)很大、電動(dòng)機(jī)額定功率相對(duì)很小時(shí)，短時(shí)起動(dòng)電流不會(huì)使變壓器輸出電壓下降多少，因此也沒(méi)有什么關(guān)系 。有時(shí)要求有大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩；有時(shí)要求起動(dòng)電流要小，有時(shí)上述兩個(gè)要求要同時(shí)滿足。對(duì)于水泵類(lèi)負(fù)荷來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)時(shí)，水流會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到全速，在遇到管路拐彎時(shí)，高速的水流沖擊到管壁上，產(chǎn)生很大的沖擊力，形成水錘效應(yīng)，會(huì)破壞管道。以上各點(diǎn)都會(huì)使設(shè)備增加停工臺(tái)時(shí)，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，增加維修費(fèi)用。轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)與轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)相仿也是用在重載起動(dòng)，不同的是在起動(dòng)的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩克服電機(jī)靜轉(zhuǎn) 矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，縮短起動(dòng)時(shí)間。 高壓電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)方式的綜合比較 目前，高壓電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式種類(lèi)繁多，主要有：高壓電抗器起動(dòng)、高壓變壓器起動(dòng)、高壓固態(tài)軟起動(dòng)、高壓液態(tài)軟起動(dòng)、電動(dòng)機(jī) 電動(dòng) 機(jī)組起動(dòng)等方法。 高壓變頻器之所以在高壓領(lǐng)域能夠得到廣泛地應(yīng)用，在于其良好的起動(dòng)及調(diào)速特性。但是，用變頻器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)并非十全十美，它也存在不足之處： 高次諧波污染問(wèn)題 高壓變頻器結(jié)構(gòu)上使用大功率半導(dǎo)體電力電子器件（如 SCR， GTO， IGBT， ICBT等），采用三相橋式整流電路。而且輸出高次諧波引起電機(jī)的過(guò)熱，使電機(jī)不能滿出力運(yùn)行。 （ 3） 磁控式電機(jī)軟起動(dòng)裝置 磁控式電機(jī)軟起動(dòng)裝置是近年來(lái)開(kāi)始在工業(yè)上逐漸認(rèn)可的一種大型電機(jī)軟起動(dòng)裝置 它投資較小，起動(dòng)效果好 它的基本工作原理是將電壓調(diào) 節(jié)式可漏電抗串聯(lián)在籠型電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中，電機(jī)起動(dòng)前可調(diào)電抗值為最大值。起動(dòng)初始時(shí)刻，電液阻值受溫度的影響而變化，不同季節(jié)的溫度變化及連續(xù)起動(dòng)情況下每次電液初始溫度的不同，均導(dǎo)致起動(dòng)初始時(shí)刻阻值的不同。 對(duì)電網(wǎng)的電流沖擊及對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械沖擊 熱變電阻的液阻值完全是按溫度的反比例關(guān)系來(lái)變化的，電液的溫度既不可能無(wú)限大，電液阻值就不可能為 0。它的起動(dòng)性能與電抗器相比較相似，起動(dòng)性能決定于電動(dòng)機(jī)、電網(wǎng)及負(fù)載參數(shù)。初始電壓及電壓上升率可根據(jù)負(fù)載特性調(diào)整。它不僅實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生無(wú)沖擊而平滑的起動(dòng)電 流，而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等。信號(hào)處理部分主要負(fù)責(zé)主電路電壓和電流信號(hào)的處理，并將處理后的電壓送單片機(jī)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。但是，電機(jī)在起動(dòng)時(shí)，如果起動(dòng)時(shí)間和起動(dòng)參數(shù)設(shè) 置不合理 可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升緩慢而外加到電機(jī)上的電壓較快，這時(shí)導(dǎo)致兩者之差增大，使電機(jī)起動(dòng)電流增加。 Siemens 公司也沿用 C51 的內(nèi)核，相繼推出了 C500 系列單片機(jī)，在保持了與C51 指令兼容的前提下，其產(chǎn)品的性能得到了進(jìn)一步的提升，特別是在抗干擾性能，電磁兼容和通信控制總線功能上獨(dú)樹(shù)一幟，其產(chǎn)品常用于工作環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。 MCS51的指令系統(tǒng)近乎完善，指令系統(tǒng)中包含了全面的數(shù)據(jù)傳送指令、完善的算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令、方便的邏輯操作和控制指令、對(duì)于編程來(lái)說(shuō)，是相當(dāng)靈活和方便的。每片可控制顯示8 個(gè)七段 LED 數(shù)碼管、條形圖或 64 個(gè)發(fā)光二極管，控制字簡(jiǎn)單，可與各種微機(jī)接口。每組 16 位數(shù)據(jù)中，首先接收的為最高有效位，最后接收的為最低有效位。解碼方式寄存器的值為非解碼方式，亮度 寄存器的值設(shè)置為最小，掃描寄存器設(shè)置為僅顯示 1 位，停機(jī)寄存器處于停機(jī)狀態(tài)，顯示消隱。發(fā)送順序?yàn)榈臀辉谇案呶辉诤螅c MAX7219 的接收順序相反。在主程序中，包括串行方式的設(shè)置、顯示緩沖單元和各控制寄存器的地址碼及數(shù)據(jù)單元的分配、對(duì) MAX7219 的初始化等。在電機(jī)電網(wǎng)中電壓高達(dá) 10K，電機(jī)工作電流上百安。電壓的測(cè)量采用電壓互感器，它是一次電氣系統(tǒng)與二次電氣系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)互相聯(lián)絡(luò)的重要一次設(shè)備，其主要作用為：供給測(cè)量?jī)x表、繼電器等，正確地反映電氣系統(tǒng)的各種運(yùn)行情況；使測(cè)量?jī)x表、繼電器等二次系統(tǒng)與 一次系統(tǒng)的高電壓隔離，保證工作人員和二次設(shè)備安全；將一次電氣系統(tǒng)的高電壓變換為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的低電壓值，以利于儀表和繼電器的標(biāo)準(zhǔn)化。 A/D轉(zhuǎn)換電路 由于單片機(jī)只能識(shí)別和處理數(shù)字量，因此信號(hào)調(diào)理模塊輸出的模擬信號(hào)必須經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量，才能完成軟起動(dòng)信號(hào)的采集，所以設(shè)計(jì)中采用 A/D 轉(zhuǎn)換電路完成這一信號(hào)轉(zhuǎn)換。片內(nèi)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)使器件具有高速、高精度和低噪聲的特點(diǎn)。 電路中使用 D/A 轉(zhuǎn)換器 TLC5615 進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換， TLC5615 是一個(gè)串行 10 為DAC 芯片，性能優(yōu)于早期電流性輸出的 DAC。 圖 33 為電機(jī)軟啟動(dòng)主電路原理圖，圖 34為電機(jī)軟啟動(dòng)原理圖，圖 35 為 單片機(jī)控制的觸發(fā)脈沖 控制電路圖。 電動(dòng)機(jī)斷相保護(hù) （ 1） 斷相信號(hào)的檢測(cè) 電動(dòng)機(jī)的三相端電壓不對(duì)稱(chēng)一定產(chǎn)生三相不對(duì)稱(chēng)電流而三相對(duì)稱(chēng)端電壓也有可能產(chǎn)生三相不對(duì)稱(chēng)電流（如電機(jī)繞組一相斷線）。 （ 2） 相保護(hù)的一般方法 斷相保護(hù)的一般方法是對(duì)斷相信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。實(shí)測(cè)表明過(guò)電流相繞組的溫升只比另兩相溫升高而在設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)時(shí)考慮有一定的溫升倍數(shù)因此上述狀況一般不會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。T1 每 10m s 產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務(wù)程序中完成晶閘管觸發(fā)脈沖角的計(jì)算與控制命令的輸出。再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營(yíng)造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無(wú)私幫助 ! 值此論文完成之際，謹(jǐn)向 李 老師致以最崇高的謝意 ! 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來(lái)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對(duì)現(xiàn)在的收獲，我感到無(wú)限欣慰。基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì) 。1999年 09 期