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三相异步电动机软启动器设计.pdf

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第26卷第2期 2009年2月 机 电 工 程 MechanicalElectrical Engineering Magazine VoI,26 No.2 Feb.2009 三相异步电动机软启动器设计 孙驷洲,盂樱,王冠凌 (安徽工程科技学院安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000) 摘 要:为了解决由于三相异步电动机启动电流大,对电机造成损坏的问题,采用了80C196KC单片机 及功率器件晶闸管为核心,完成了三相异步电动机软启动器的系统设计。采用模块化设计思想,利用 16位单片机80C196KC实现了电压斜坡启动、限流启动、软停车等算法,通过改变晶闸管的触发角来实 现对电机定子两端的电压调节,解决了电动机启动时对电网和机械设备的冲击,延长了供电设备的寿 命,同时能够实现软停车、故障保护、节能等功能。 关键词:单片机;异步电动机;软启动器 中图分类号:TM343+.2;TP368.2 文献标识码:A 文章编号:1001—4551(2009)02—0028—03 Design of soft-starter in three·phase asynchronous motor SUN Si—zhou,MENG Ying,WANG Guan—ling (Anhui Provincial Key Laboratory of Electric and Control,Anhui University of Technology and Science,Wuhu 24 1 000,China) Abstract:Aiming at reducing the starting current in the three—phase asynchronous motor.using 80C196KC and thyristors as core parts,the three-phase asynchronous motor soft starter was designed.The algorithm of the voltage slope start,current limit start, soft parking and SO on was programmed in modularization.The motor stator voltage was changed by the trigger angles of the thyfis- tors to reduce impact of the starting CUTTent OD equipments and grid.The soft starter can extend the life of the power supply equip· ment,and has the function of soft parking,protection,energy conservation and SO on. Key words:single chip microcomputer(SCM);asynchronous motor;soft starter 0引 言 三相异步电动机以其低成本、高可靠性和易维护 等特点,被广泛应用于各工业领域。但其启动电流是 额定电流的6倍左右,带载启动时甚至达到8倍。大 的启动电流会加速电动机的绝缘老化,大大降低电动 机的使用寿命,导致大量的能量被消耗;大电流还会给 电网带来不良影响,使电网电压产生波动?。 随着电力电子技术和微机控制技术的发展,国内 外相继开发了以晶闸管为开关器件、单片机为控制核 心的电子软启动设备,用于异步电动机的启动控制,以 取代自耦降压、Y/A降压等传统启动设备旧。,平滑了 异步电动机启动过程,大大减缓了对电网的冲击,减轻 了机械设备的振动;而且可根据电动机负载特性调节 启动过程的各种参数,增加了对不同负载的适应;同时 它具有节能和对异步电动机的多种保护功能-。 本研究采用80C196KC单片机为控制核心,采用 KP系列的晶闸管来设计三相异步电机软启动器。 1 系统的工作原理 软启动器系统是综合三相异步电动机的启动和运 行保护于一体,主要包括异步电动机的软启动、电机故 障保护和软停机3部分。其系统如图l所示,在三相 异步电动机启动过程中,将电机的电压信号由A/D完 成模/数转换后送至单片机,与没定电压值进行比较 后,计算出电压偏差和电压的偏差变化率,确定输出触 发脉冲的时间,触发脉冲经过功放电路放大后触发晶 闸管。单片机通过控制触发脉冲的宽度来改变晶闸管 的触发角的大小,从而改变晶闸管的输出电压。在电 机启动过程中,晶闸管的触发角逐渐减少,晶闸管的输 出电压也逐渐增加,直到达到电机的额定电压,电机转 速从零开始
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