基于單片機AT89C5l的三相異步電動機軟啟動器

這里所介紹的基于單片機AT89C5l的三相異步電動機軟啟動器從本質(zhì)上改善交流電動機的啟動特性，而且具有節(jié)電運行、過流保護、過載保護、缺相保護等功能。

　　1 工作原理及硬件構成

　　該軟啟動器的硬件電路結構框圖如圖1。

　　啟動時(接到啟動指令)，從單片機輸出口產(chǎn)生移相觸發(fā)脈沖，通過控制串接在三相異步電動機繞組中的雙向晶閘管的導通角α，使之實現(xiàn)斜坡方式減壓啟動。在電機運行中，實時檢測電機功率因數(shù)，據(jù)此改變導通角α，實現(xiàn)節(jié)電運行。過流與過載檢測采用常規(guī)電流互感器電路，經(jīng)整流、濾波、放大、A/D轉(zhuǎn)換及隔離后送人單片機，由軟件完成數(shù)據(jù)處理及判斷。缺相檢測采用同時檢測三相電源的方法以判斷缺相故障。每相檢測電路如圖2所示。在晶閘管導通期間，該電路Vo應輸出高電平信號，否則該相缺相(電流為零)。各相的檢測信號也送入單片機進行處理及判斷。

　　相位檢測與同步信號產(chǎn)生電路見圖3。A相電流、電壓信號經(jīng)光耦變?yōu)榉讲ê笏腿氘惢蜷T，定時/計數(shù)器8253的通道0(工作于方式2)用于檢測A相電壓與電流的相位差，電壓過零時門控端GATE0得到高電平，開始計數(shù)，電流過零時GATEo變?yōu)榈碗娖剑嫈?shù)停止。單片機在GATE。低電平期間讀出計數(shù)值則可得到電壓電流相位差。由8253的通道l、2(工作于方式5)延時實現(xiàn)觸發(fā)脈沖的移相控制，A相電壓過零為同步信號啟動定時。通道l與單片機的定時/計數(shù)器T0配合控制l、2、3號晶閘管的導通時刻，通道2與單片機的定時/計數(shù)器T，配合控制4、5、6號晶閘管的導通時刻，T0、T1定時時間均為3.3ms，它是利用前一次定時中斷啟動下一次定時，而在一周期內(nèi)分別產(chǎn)生相差3.3ms的三個觸發(fā)控制脈沖。

　　啟動(停)指令來自機床電氣控制系統(tǒng)主控制器，按照加工工藝流程，要求該電動機啟動(停)時，主控制器會發(fā)出啟動(停)指令，則軟啟動器控制電機啟動(停)。在機床設備中往往需要聯(lián)鎖控制，這樣當電動機出現(xiàn)故障而停機保護時，就需向主控制器回饋一個停信號，主控制器隨之可以進行聯(lián)鎖控制處理

　　2 控制軟件

　　該軟件的任務是控制硬件系統(tǒng)自動采集、檢測輸人信號，對輸人數(shù)據(jù)進行判斷與處理，按要求輸出所需的控制信號。主程序流程圖如圖4所示。接到啟動指令后首先啟動電機，之后進人循環(huán)工作過程直至接到停指令或故障停機。由于有較強功能的硬件電路的配合，使得主程序在每次循環(huán)中都能進行故障檢測、電流值采樣顯示、功率因數(shù)角測量、觸發(fā)脈沖移相和輸出控制，因此做到了控制迅速，采樣、故障診斷兩不誤。INTo與To中斷程序?qū)崿F(xiàn)的是1、2、3號晶閘管的觸發(fā)脈沖移相與定位控制，其流程圖見圖5、圖6。INT1與T1中斷程序?qū)崿F(xiàn)的是4、5、6號晶閘管的觸發(fā)脈沖移相與定位控制，其流程圖與圖5、圖6相似。

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