【導讀】性對電動機的啟動進行控制，使大容量電動機的啟動電壓從某一基值逐步升高，以減少電動機的啟動電流，從而保護電機和周邊的用電設備。啟動過程中，往往會存在很大的沖擊電流，污染電網，損壞電機繞組。引出啟動裝置軟啟動器的原理、功能和特點，以及針對軟啟動出現的問。題提出改進意見和觀點，對于完善軟啟動器在控制功能和普及起到了探討作用。相位和頻率要一致。我們在本設計中應用了鎖相控制，比較和控制在變頻器的前。后的電流相位和頻率，從而控制整個智能啟動的全過程。在設計中選用INTEL公。經理論分析以及仿真，本設計達到設計要求中性能要求和各方面

　　

【正文】 壓信號來輸出晶閘管的導通角信 號。為了把控制信號由數字量轉換成符合觸發(fā)控制模塊需要的模擬電壓信號，設計了 D/A 轉換電路。 電路中使用 D/A 轉換器 TLC5615 進行 D/A 轉換， TLC5615 是一個串行 10 為DAC 芯片，性能優(yōu)于早期電流性輸出的 DAC。只需要通過 3 根串行總線就可以完成 10 位數據的串行輸入，易于和本文采用的單片機接口。其主要特點如下：單5V 電源工作； 3 線串行接口； DAC 輸出的最大電壓為 2 倍基準輸入電壓；轉換速率快，更新率為 。 本系統(tǒng)中， TLC5615 的數據輸入端（ DIN）、始終信號端（ SCLK）分別與 YPC932A1單片機的通用 I/O 接口 PO PO PO7 口相連，分別用利用單片機的 PO PO7口模擬 TLC5615 的時鐘 SCLK 和片選 CS。完成 TLC5615 的控制，待轉換的二進制數從 PO7 輸出到 TLC5615 的數據輸入端 DIN 提高了轉換速度，降低了軟件的復雜程度。 TLC5615轉換輸出為 05V直流電壓，為把該輸出電壓轉化為 010V流電壓（這是后級的功率變換單元所要求的），使用運算放大器 LM324 組成同相比例放大電路，經比例放大后，由 DAOUT 端輸出 010V 直流信號，輸出給功率變換單元作為該模塊的給定信號 。 軟啟動 原理圖 與晶閘管并聯的 RC 網絡和非線性壓敏電阻用來做晶閘管的過電壓吸收和保 護；交流接觸器 KM 作為晶閘管的旁路開關，在電機起動完成后，可將晶閘管旁路，避免由晶閘管接 通電源 而產生通態(tài)損耗； TV為電壓互感器，以實現電機的過電壓和欠電壓保護； TA 為電流互感器，以便于對起動電流監(jiān)控，實現限流起動、過電流保護等功能。單片機根據觸發(fā)角指令的要求，給晶閘管適時發(fā)出觸發(fā)脈沖，從而實現三相交流電機的 PWM 控制。 圖 33 為電機軟啟動主電路原理圖，圖 34為電機軟啟動原理圖，圖 35 為 單片機控制的觸發(fā)脈沖 控制電路圖。 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 18 圖 33電機軟啟動主電路原理圖 R2 R4 R 電機 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電動機軟啟動原理圖 圖 35單片機控制的觸發(fā)脈沖控制電路圖 三相異步電動機斷相的原因及危害 （ 1） 三相異步電動機斷相運行的原因很多 ,常見的情況有以下幾種 : 氣候惡劣 (如刮風 ,下雨 ,下雪等 ),造成電網一相電源斷線； 閘刀開關上的熔體沒有擰緊，或擰得過緊（將熔體端頭壓斷），熔體出現浮淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 20 接現象。此外，熔體選擇不當，有一相熔體較細而熔斷； 電動機繞組引出線與接線端子之間一相松脫； 閘刀開關、自動空氣開關、接觸器等開關電器的一相觸頭損壞等； 電動機定子繞組一相斷線等等。 將以上各種情況歸納為：電動機外部電源斷相和電動機內部繞組斷線斷相兩種。 （ 2） 電動機缺相運行對電動機造成危害的有： 起動前斷相 缺相發(fā)生在三相異步電動機起動前，則接通電源后，由于定子無法形成旋轉磁場也就無法起動， 轉子左右擺動，有強烈的 “ 嗡嗡 ” 聲，起動電流約為工作電流的 4－ 7倍，時間一長必會燒毀電動機。 運行中斷相 缺相發(fā)生在三相異步電動機正常運行過程中，造成嚴重的三相電壓 ,三相電流不平衡，定子磁場由三相旋轉磁場變?yōu)閱蜗嗝}振磁場，電動機轉矩大大降低，只要負載轉矩允許電動機仍能轉動，此時電動機二相運行的電流等于額定電流～ 2 倍，由于大電流長時間在定子繞組中流動，會使定子繞組過熱，以致燒毀。負載越大電動機就越容易燒毀。 綜上所述，電源斷相或繞組斷線，使電動機單相運行是不利的，所以應選擇適當的保護措施，對三相異步電動機 進行斷相保護，否則會造成電動機過流過載而燒毀。 電動機斷相保護 （ 1） 斷相信號的檢測 電動機的三相端電壓不對稱一定產生三相不對稱電流而三相對稱端電壓也有可能產生三相不對稱電流（如電機繞組一相斷線）。理論上對電動機三相相電流信號進行不對稱鑒別是檢測斷相故障的最可靠方法。但是實際上電動機的電流信號較難引出（如鼠籠式電動機）所以通常采用鑒別電動機的三相線電流的不對稱程度來代替。一般情況下相電流的不對稱會造成線電流的不對稱。因此對電動機三相線電流進行不對稱鑒別檢測斷相故障是可靠的并且也是可行的。三相電流不對稱時存在零序電流。用零序電壓信號作斷相信號也是可行的但因煤礦供電系統(tǒng)中的中性點不接地而且電動機一般不接中線所以此法存在一定的局限性。檢測三相電壓或熔絲兩端電壓信號來鑒別電動機是否斷相同樣可行但它只能局限于測一相熔絲熔斷等斷相故障而不能兼顧其他類型的斷相故障同樣存在一定的局限性。 （ 2） 相保護的一般方法 斷相保護的一般方法是對斷相信號進行識別。當斷相信號超過一定值時也就第三章 控制系統(tǒng)的硬件電路 21 是實際對稱超過容許的不對稱程度時保護裝置經過一固定短延時后推動觸發(fā)電路翻轉實現保護。例如在斷相保護電路設計時規(guī)定保護裝置在倍額定電流時通電使某延時環(huán)節(jié)達到穩(wěn)定；若電動機有一相斷電其余二相電流升至倍額定電流保護裝置將在內動作。設置一固定的短時限是為了避免因電動機啟動時發(fā)生的三相電流不對稱以及線路中偶然出現的瞬間電流不對稱而使保護裝置誤動作。電動機的斷相與過載保護電動機的斷相與過載保護的檢測信號都是線電流所以在簡化電動機保護裝置的電子線路設計時可用過載保護代替斷相保護特別是檢測電路的設計。表第項中電動機繞組為三角形接法電動機在的負載下運行發(fā)生斷一線線電流并未超過額定值而相電流已超過額定值的。此種狀態(tài)下長時間運行是否會燒壞電動機這就是能否用過載保護 代替斷相保護的關鍵點。電動機在的負載下運行電動機總損耗只有額定損耗的左右電動機繞組發(fā)熱溫度升高需要一定的時間而且熱量卻可以傳導至其他部位。實測表明過電流相繞組的溫升只比另兩相溫升高而在設計電動機時考慮有一定的溫升倍數因此上述狀況一般不會燒壞電動機。所以有些電子保護線路在設置有可靠的三相過載保護時就不再設置斷相保護。 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 22 第四章 軟件的設計 定時顯示中斷服務子程序如圖 41。每隔 1m s 完成一個顯示位的動態(tài)刷新，6ms 完成 6個位的循環(huán)顯示。 圖 41定時顯示子程序流程圖 障處理的程序設計 故障處理子程序如圖 42。 INT0 中斷服務子程序實現對外部故障的處理 ,當外部故障發(fā)生時，由信號處理電路送來的故障信號產生負跳變，向 C P U 發(fā)出中斷請求 ,CPU 響應中斷并執(zhí)行終端服務子程序，封鎖晶閘管觸發(fā)脈沖 ， 根據故障類別輸出相應的故障報警代碼。 圖 42 處理子程序流程圖 INT0 中斷子程序 輸出封鎖信號 送報警碼到顯示緩沖 中斷返回 T0 定時顯示中斷程序 讀入顯示 數據位 輸出位數據 修改位數據 中斷返回 第四章 軟件的設計 23 A/D程序設計 A/D 中斷服務子程序（流程見圖 43）主要負責 電機電流、電壓信號的采樣，并不斷與系統(tǒng)的設定值進行比較 ,判斷是否出現過流、過壓等現象 ,給出相應的狀態(tài)標志。 圖 43 A/D中斷服務子程序流程圖 發(fā)脈沖的程序設計 T1 中斷服務子程序實現電機的起動、 停止和故障封鎖晶閘管并顯示等任務。T1 每 10m s 產生一次中斷，在中斷服務程序中完成晶閘管觸發(fā)脈沖角的計算與控制命令的輸出。觸發(fā)脈沖控制子程序流程圖如圖 44。 AD 轉換中斷程序 讀入采樣數據 大于峰值么？ 大于限流值么？ 中斷返回 置過電壓標志 置過電流標志 淮安信息職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 24 圖 44 觸發(fā)脈沖控制子程序流程圖 主程序主要完成變量的初 始化、鍵盤的掃描和參數修改等任務。系統(tǒng)完成初始化后， ROM 中的數據調入 RAM 暫存，用戶可以通過鍵盤修改運行參數，如果不需要修改運行參數則程序將按照 ROM 提供的默認數據工作，流程圖如圖 45。 第四章 軟件的設計 25 圖 45 主程序流程圖 初始化 主程序入口 從 ROM 中讀取數據 讀按鍵 鍵處理 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文 26 第 五 章 總結 本文通過系統(tǒng)構建與方案設計、系統(tǒng)硬件設計、軟件設計及系統(tǒng)調試，證明所設計的智能軟起動控制系統(tǒng)是成功的，通過對本課題的設計與研究可以得出以下結論： （ 1）基于單片機的電機軟起動控制系統(tǒng) 的控制效果是明顯的，電壓能從零連續(xù)起調，可以做到無過流，起動力矩也大。 （ 2）基于單片機的電機軟起動控制系統(tǒng)采用模塊化設計，降低了系統(tǒng)的復雜程度，安裝快捷方便，通過更換部分模塊可以使軟起動控制系統(tǒng)適應不同電機的軟起動需求。 （ 3）基于單片機的電機軟起動控制系統(tǒng)可以和工控機及其它設備構成控制網絡，可以實現對電機軟起動的遠程控制。 致 謝 27 致 謝 在論文完成之際，我首先向關心幫助和指導我的老師 李瑞年 表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！ 在論文工作中，遇到了 難題 ，一直得到 李老師的親 切關懷和悉心指導，李 老師以其淵博的學識、嚴謹的治學態(tài)度、求實的工作作風和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘。再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學生營造的濃郁學術氛圍，以及學習、生活上的無私幫助 ! 值此論文完成之際，謹向 李 老師致以最崇高的謝意 ! 在學校的學習生活即將結束，回顧兩年多來的學習經歷，面對現在的收獲，我感到無限欣慰。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學表示由衷的感謝 ! 特別感謝我的師兄以及師姐 們 對我的學習和生活所提供的大力支持和關心 !還要感謝一直關心幫助我成長的室友！ 在我即將完成學業(yè) 之際，我深深地感謝我的家人給予我的全力支持！ 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位 老師，專家 ! 參考文獻 28 參考文獻 [1]耿標 ,解宏基 ,任光 。三相交流異步電動機建模及仿真研究 。西南交通大學學報 。2020 年 02 期 [2]李金 ,粟梅 。基于模糊控制電機軟啟動器的設計 。控制工程 。2020 年 S2期 [3]戴茵茵 ?；趩纹瑱C的軟起動器的研究和設計 。東南大學 。2020 年 [4]李天偉 ?；趩纹瑱C的智能軟起動器研究 。北方工業(yè)大學 。2020 年 [5]孫旭東 。大容量同步電動機的軟起動控制 。清華大學學報 (自然科學版 )。1999年 09 期