基于Intel96的感應電動機起動器

本軟起動器采和三相平衡調(diào)壓式主回路[1]，將三對反并聯(lián)的晶閘管串接于電動機的三相電路上，主電路原理圖如圖1所示。通過Intel196單片機控制觸發(fā)角，改變導通程度。由于引入電流負反饋，因而能控制電動機起動電流的大小，實現(xiàn)電動機多種軟起動方式。晶閘管主電路還可與接觸器并聯(lián)使用，待起動過程完成后，接觸器自動閉合，短接晶閘管，使電動機直接設網(wǎng)運行，以避免晶閘管元件的持續(xù)損耗。主電路的晶閘管和接觸器并不固定，隨系統(tǒng)容量不同可以選用不同的器件。

2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2為以Intle 196單片機[2]為核心的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。除Intel196單片機外，還配以電壓同步信號，控制信號，電流、電壓反饋，斷相檢測，脈沖調(diào)制、放大與隔離，LED顯示和接觸器接口等多種電路。

2.1 電壓同步信號

圖3 是電壓同步信號電路。來自同步變壓器的電壓信號，先經(jīng)電容濾去電網(wǎng)電壓的波形畸變，再經(jīng)比較器轉(zhuǎn)變成方波，送給單片機，以保證觸發(fā)脈沖與主電路電壓同步。二極管起限幅作用，防止比較器因差模電壓過大而誤動作。因濾波產(chǎn)生的相位移動，必須進行補償，通常有兩種方法：一是調(diào)整同步變壓器的連接方式如Δ/Y-11，此方式需精確計算濾波電阻與電容值，并與相序有關；二是在程序里用軟件補償，這種方法調(diào)整方便，且與相序無關。本起動器采用后者。

2.2 控制信號

控制信號來自控制面板，它包括：最大起動電流和額定電流的設定、起動方式選擇、停止方式選擇以及起動/停止開關操作。方式選擇按鈕上有發(fā)關指示功能，用軟件實現(xiàn)自鎖，按鈕被先中時相應的指示燈亮。

2.3 電流、電壓反饋

電流、電壓反饋

軟起動器工作時，主要任務是控制主電路的電流，因此要對電流進行監(jiān)控。本起動器采用霍爾電流傳感器，獲得的電流信號為微弱交流信號，這樣的信號單片機是無法識別的，必須進行處理。處理電路可以采用電流變送方式，即先對電流離散化，再由軟件計算得到其效值。這種方法精確度高，實時性好，但在一個周期內(nèi)要多次采樣、計算，占用大量單片機資源，影響其它程序運行。處理電路也可采用整流、濾波、A/D轉(zhuǎn)換的形式，特點是電路簡單，占用單片機資源少，但精度稍差，且由于電路中有濾波電容，使信號的變化滯后于實際電流的變化，容易引起系統(tǒng)振蕩。本起動器雖然采用后者，但為了克服其缺點，特采用如圖4（a）所示的精密整流電路。因為電流傳感器的信號很小，若直接用二極管整流會造成較大誤差，而采用精密整流電路后，可以克服二極管的死區(qū)。同時設計了如圖4（b）所示的電容放電電路，每次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后，由單片機輸出口給出放電信號，對電容放電，以保證每次采樣當前的電流值。電容上實測的電壓波形如圖4（c）所示。實驗結(jié)果表明所設計的電路使用效果良好。