基于单片机的软起动器的研究和设计

论文题目: 基于单片机的软起动器的研究和设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 电力电子与电力传动

作者: 戴茵茵

导师: 胡虔生

关键词: 软起动器,调压电路,单片机,异步电动机,仿真

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 交流异步电动机因其成本低,高可靠性和少维护等优点在各种工业领域中得到广泛的应用。但是其起动过程中会产生很大的起动电流,过大的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。大的电流还会造成较大的线路压降,从而影响接在同一电网上的其它电气设备正常工作。因此,如何改善异步电动机的起动性能,具有重要的经济价值。本文在分析异步电动机起动过程的基础上,推导了软起动异步电动机的原理,分析比较了几种软起动方法的优劣和软起动器的几种运行方式。本文在深入分析了基于交流调压方式的软起动器工作原理的基础上,研究了该方式所产生的谐波情况以及谐波对异步电动机起动的影响。接着,应用MATLAB中的SIMULINK和POWER SYSTEM工具箱搭建了基于交流调压方式软起动器系统的仿真电路模型,重点介绍了两相静止坐标系下的异步电动机数学模型和仿真模型的建立。应用所建的仿真模型对异步电动机直接起动与软起动的过程进行了计算机仿真,并对仿真结果进行了比较和分析。本文给出了以80C196KC单片机为控制核心的软起动系统的硬件设计电路和软件设计流程。对同步信号电路、驱动电路、相序判断、电流检测等电路给出了具体的硬件实现方案。软件设计中,详述了HSI.0中断服务程序、HSO中断服务程序、相序判断程序和软起动计算方法子程序的实现方法。最后,本文对所设计的软起动系统进行了实验调试,对调试过程中出现的问题进行了分析与解决,对调试的结果进行了分析比较。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 异步电机的起动问题

1.2 电力电子软起动方法

1.3 国内外研究现状

1.4 本课题的意义及论文的主要工作

第二章软起动器原理和特点

2.1 异步电动机的起动过程分析

2.2 软起动原理

2.3 软起动方法和运行方式

2.3.1 各种软起动方法

2.3.2 软起动器运行方式

2.4 本章小结

第三章交流调压方式软起动方法的研究和仿真

3.1 交流调压电路分析

3.1.1 工作原理

3.1.2 交流调压电路谐波和功率因数分析

3.1.3 谐波对异步电动机起动的影响

3.2 交流调压方式仿真模型的建立

3.2.1 异步电机的数学模型的建立

3.2.2 异步电机仿真模型的实现

3.2.3 软起动器仿真模型的搭建

3.3 仿真结果及分析

3.3.1 交流调压电路仿真结果及分析

3.3.2 全压起动时的电流、转矩和转速波形

3.3.3 加软起动时的电流电压转矩转速波形

3.4 本章小结

第四章软起动器系统设计实现方案

4.1 系统设计总体方案

4.2 系统的硬件构成

4.2.1 单片机最小系统

4.2.2 同步信号电路

4.2.3 晶闸管触发驱动电路

4.2.4 相序检测单元

4.2.5 电流检测单元

4.2.6 晶闸管的选择和保护

4.3 系统的软件实现

4.3.1 系统的开发环境

4.3.2 系统资源分配

4.3.3 系统软件设计

4.4 本章小结

第五章系统调试

5.1 实验装置实物照片

5.2 调试过程

5.3 调试结果及实验波形分析

5.3.1 异步电动机稳态运行波形

5.3.2 异步电动机起动过程波形

5.4 本章小结

第六章总结和展望

参考文献

攻读硕士学位期间作者发表的论文

致谢

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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[7].软起动器测试方法的研究与实现[D]. 梁冠明.华南理工大学2017
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