基于单片机的智能软起动器研究

论文摘要

本课题在研究目前国内外各种软起动器的基础上，设计、开发、调试了一种以P89C54单片机为核心的高性能全数字化交流电机软起动器，该软起动器功能比较齐全，能显著改善电动机的起动性能。系统采用晶闸管调压方式，应用模块化设计思想，用定子调压方式实现了电动机的电压斜坡起动、限流起动、软停车等功能。以单片机为核心组成的全数字式控制器完成了控制算法计算、逻辑判断、脉冲触发以及系统保护信号的处理等，提高了软起动器的可靠性和可操作性。具有如下特点：1、系统反馈量采用晶闸管的导通角θ，用以解决电机起动过程中电磁转矩振荡现象。2、实现了软起动器的单片机最小系统，具有很高的性价比和非常广阔的应用前景。本系统经过试验调试，基本达到了鼠笼电机起动性能的要求，在保障降低起动电流的前提下，能够满足电机的平稳可靠起动。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 软起动器介绍
• 软起动器的特性
• 软起动器的功能介绍
• 本课题的目的和意义
• 1 交流异步电动机软起动和制动原理
• 1.1 异步电动机的简化模型
• 1.2 晶闸管调压原理
• 1.2.1 晶闸管调压原理
• 1.2.2 软起动器主电路工作原理
• 1.3 软起动器的起动和停车原理
• 1.3.1 电压斜坡软起动原理
• 1.3.2 限流起动原理
• 1.3.3 全压起动原理
• 1.3.4 软停车原理
• 1.4 软起动和一般降压起动的区别
• 1.5 本章小结
• 2 软起动器中电机功率因数角的研究
• 2.1 三相感应电机功率因数角的变化规律
• 2.1.1 电机功率因数角的理论分析
• 2.2 三相感应电机功率因数角与晶闸管输出电压的关系
• 2.2.1 晶闸管接静止负载时的工作状况
• 2.2.2 晶闸管接电机负载时的工作状况
• 2.3 三相感应电机功率因数角闭环控制的研究
• 2.3.1 电机起动过程中电磁转矩振荡现象的分析
• 2.3.2 电机功率因数角的闭环控制
• 2.4 三相感应电机功率因数角的检测及应用
• 2.4.1 电机导通角的检测
• 2.4.2 功率因数角在电机软起动控制系统中的应用
• 2.5 本章小结
• 3 软起动控制系统中控制算法的研究
• 3.1 触发角的选择
• 3.2 软起动器的控制算法
• 3.2.1 斜坡电压控制模式
• 3.2.2 限流起动控制模式
• 3.3 顺序触发控制
• 3.4 本章小结
• 4 通用三相电机软起动控制系统的研究
• 4.1 三相电机软起动控制系统总体结构设计
• 4.1.1 总体电路结构
• 4.1.2 三相电机软起动控制系统中的硬件电路设计
• 4.1.3 三相电机软起动控制系统的功能
• 4.1.4 三相电机软起动控制系统的软件设计
• 4.2 本章小结
• 5 系统抗干扰措施
• 5.1 抗干扰的硬件措施
• 5.1.1 电源抗干扰
• 5.1.2 抗空间干扰措施
• 5.1.3 过程通道抗干扰
• 5.1.4 其他抗干扰措施
• 5.2 软件抗干扰措施
• 5.2.1 CPU 抗干扰措施
• 5.3 本章小结
• 6 系统试验结果分析
• 6.1 试验波形分析
• 6.1.1 主电路的调试波形
• 6.1.2 起动阶段调试波形
• 6.2 试验结果分析
• 6.3 系统改进措施
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 A
• 在学研究成果
• 致谢