软起动控制器设计及应用

论文摘要

异步电动机以其优良的性能及无须维护的特点,在各行各业中得到广泛的应用。然而由于其起动时要产生较大冲击电流,同时由于起动应力较大,使负载设备的使用寿命降低。为了解决电动机直接起动时遇到的这些问题,目前较好的解决方法是采用软起动的方式。本文对电动机软起动控制器的硬件和软件流程等理论进行了研究。应用美国AB公司SMC PLUS软起动器,开发设计了WJR软起动控制器,硬件的核心部分采用Intel公司的8096系列中的80C196MC单片机。并设计了通过软件对电路进行各种保护的功能。详细说明了同步脉冲、管压降信号、触发脉冲信号形成电路、参数采集和处理电路、键盘和显示部分电路的设计及相应软件实现的框图。在设计中利用了控制角和功率因数角的配合关系,并在此基础上设计控制角分两段区域进行控制的算法。并给出了软起动控制器控制电动机起动时的电压、电流和速度曲线,从实践结果可以看出软起动控制器实现降低电动机起动电流的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 电机起动方式概况
• 1.1.1 直接起动方式
• 1.1.2 降压起动方式
• 1.1.3 软起动与传统的降压起动比较
• 1.2 软起动装置的发展背景
• 1.3 本课题的目的与主要研究内容
• 第2章 软起动控制器的工作原理
• 2.1 软起动器的基本原理与类型
• 2.1.1 基本原理
• 2.1.2 软起动器的基本类型
• 2.1.3 软起动的主要起动方式
• 2.2 软起动器的基本功能
• 2.2.1 基本技术性能
• 2.2.2 基本保护功能
• 2.3 设计软起动器时需要注意的问题
• 2.4 本章小结
• 第3章 软起动控制器的硬件实现
• 3.1 软起动控制器总体结构设计
• 3.2 软起动控制器主回路设计
• 3.3 软起动控制器外围电路设计
• 3.3.1 电压同步信号采样处理电路
• 3.3.2 电流互感器电路
• 3.3.3 触发脉冲信号形成电路
• 3.3.4 电源及信号转换电路
• 3.4 管压降信事情的形成与作用
• 3.4.1 管压降信号形成电路设计
• 3.4.2 管压降信的作用
• 3.5 单片机控制电路
• 3.5.1 单片机的选择
• 3.5.2 运行参数的采集与处理
• 3.6 本章小结
• 第4章 控制器算法及软件实现
• 4.1 软起动控制系统中功率因数角的作用
• 4.1.1 功率因数角的确定
• 4.1.2 三相异步电动机功率因数角的变化规律
• 4.1.3 控制角和功率因数角的关系
• 4.1.4 电机功率因数角的闭环控制
• 4.2 控制角的算法
• 4.3 移相触发控制算法
• 4.3.1 触发要求
• 4.3.2 斜坡电压控制模式
• 4.4 软起动器软件设计
• 4.4.1 软起动模块
• 4.4.2 断相、短路及过载保护模块
• 4.5 主要性能指标
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的科技成果
• 致谢
• 个人简历