基于单片机的软启动器设计

基于单片机的软启动器设计

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。但是其启动过程中会产生很大的启动电流，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启动性能，具有重要的经济价值。

本文在分析异步电动机启动过程的基础上，引用软启动异步电动机的原理，分析比较了几种软启动方法的优劣和软启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启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启动的影响。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启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。

本文给出了以80C196KC单片机为控制核心的软启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、相序判断程序和软启动计算方法子程序的实现方法。

关 键 词：软启动器； 调压电路； 单片机； 异步电动机

论文类型：b.应用基础

目  录

摘　要 V

目  录 VII

1 绪论 1

1.1 异步电动机的启动问题 1

1.2 电力电子软启动方法 1

2 软启动器原理和运行方式 3

2.1 软启动原理 3

2.2 软启动器运行方式 3

3 交流调压主电路结构设计及原理 5

3.1 交流调压主电路结构与原理分析 5

3.2 谐波对异步电动机启动的影响 6

4 软启动器系统设计实现方案 7

4.1 系统设计总体方案 7

4.2 系统的硬件构成 7

4.2.1 单片机最小系统 8

4.2.2 同步信号电路 8

4.2.3 晶闸管触发驱动电路 8

4.2.4 相序检测单元 9

4.2.5 电流检测单元 10

4.2.6 晶闸管的选择和保护 10

4.3 系统的软件实现 11

4.3.1 系统资源分配 11

4.3.2 系统软件设计 11

5 结论与展望 13

致    谢 15

参考文献 17

附    录 19