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基于单片机的交流电机软启动器及其应用研究

发布时间:2020-06-30 18:15:29 阅读: 来源:滤片厂家

电机是工业生产中重要的拖动设备之一,交流异步电机由于结构简单、维修容易等优点,被广泛应用于工农业及其他生产当中。但电机直接启动时的电流过大,启动瞬间转矩造成的机械冲击也会影响其本身及拖动设备 使用寿命,过大的启动电流还加速了电机绝缘老化。电机启动时会引起较大的电网压降,影响电网供电和其他设备运行。频繁启动电机的场合,还会因电机的短路、缺相、过流、欠压、堵转等故障影响设备运行。因此,应该采用软启运控制技术,改善电机的不良启动性能,延长电机寿命,减少电网冲击。本文所介绍的基于单片机AT89C5l的三相异步电动机软启动器从本质上改善交流电动机的启动特性,而且具有节电运行、过流保护、过载保护、缺相保护等功能。 1 工作原理及硬件构成

该软启动器的硬件电路结构框图如图1.

启动时(接到启动指令),从单片机输出口产生移相触发脉冲,通过控制串接在三相异步电动机绕组中的双向晶闸管的导通角α,使之实现斜坡方式减压启动。在电机运行中,实时检测电机功率因数,据此改变导通角α,实现节电运行。过流与过载检测采用常规电流互感器电路,经整流、滤波、放大、A/D转换及隔离后送人单片机,由软件完成数据处理及判断。缺相检测采用同时检测三相电源的方法以判断缺相故障。每相检测电路如图2所示。在晶闸管导通期间,该电路Vo应输出高电平信号,否则该相缺相(电流为零)。各相的检测信号也送入单片机进行处理及判断。

相位检测与同步信号产生电路见图3.A相电流、电压信号经光耦变为方波后送入异或门,定时/计数器8253的通道0(工作于方式2)用于检测A相电压与电流的相位差,电压过零时门控端GATE0得到高电平,开始计数,电流过零时GATEo变为低电平,计数停止。单片机在GATE.低电平期间读出计数值则可得到电压电流相位差。由8253的通道l、2(工作于方式5)延时实现触发脉冲的移相控制,A相电压过零为同步信号启动定时。通道l与单片机的定时/计数器T0配合控制l、2、3号晶闸管的导通时刻,通道2与单片机的定时/计数器T,配合控制4、5、6号晶闸管的导通时刻,T0、T1定时时间均为3.3ms,它是利用前一次定时中断启动下一次定时,而在一周期内分别产生相差3.3ms的三个触发控制脉冲。

启动(停)指令来自机床电气控制系统主控制器,按照加工工艺流程,要求该电动机启动(停)时,主控制器会发出启动(停)指令,则软启动器控制电机启动(停)。在机床设备中往往需要联锁控制,这样当电动机出现故障而停机保护时,就需向主控制器回馈一个停信号,主控制器随之可以进行联锁控制处理

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