基于Intel96的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器

本軟起動(dòng)器采和三相平衡調(diào)壓式主回路[1]，將三對(duì)反并聯(lián)的晶閘管串接于電動(dòng)機(jī)的三相電路上，主電路原理圖如圖1所示。通過(guò)Intel196單片機(jī)控制觸發(fā)角，改變導(dǎo)通程度。由于引入電流負(fù)反饋，因而能控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的大小，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)多種軟起動(dòng)方式。晶閘管主電路還可與接觸器并聯(lián)使用，待起動(dòng)過(guò)程完成后，接觸器自動(dòng)閉合，短接晶閘管，使電動(dòng)機(jī)直接設(shè)網(wǎng)運(yùn)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(jī)[2]為核心的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。除Intel196單片機(jī)外，還配以電壓同步信號(hào)，控制信號(hào)，電流、電壓反饋，斷相檢測(cè)，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(hào)

圖3 是電壓同步信號(hào)電路。來(lái)自同步變壓器的電壓信號(hào)，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(jī)，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(guò)大而誤動(dòng)作。因?yàn)V波產(chǎn)生的相位移動(dòng)，必須進(jìn)行補(bǔ)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(jì)算濾波電阻與電容值，并與相序有關(guān)；二是在程序里用軟件補(bǔ)償，這種方法調(diào)整方便，且與相序無(wú)關(guān)。本起動(dòng)器采用后者。

2.2 控制信號(hào)

控制信號(hào)來(lái)自控制面板，它包括：最大起動(dòng)電流和額定電流的設(shè)定、起動(dòng)方式選擇、停止方式選擇以及起動(dòng)/停止開(kāi)關(guān)操作。方式選擇按鈕上有發(fā)關(guān)指示功能，用軟件實(shí)現(xiàn)自鎖，按鈕被先中時(shí)相應(yīng)的指示燈亮。

2.3 電流、電壓反饋

電流、電壓反饋

軟起動(dòng)器工作時(shí)，主要任務(wù)是控制主電路的電流，因此要對(duì)電流進(jìn)行監(jiān)控。本起動(dòng)器采用霍爾電流傳感器，獲得的電流信號(hào)為微弱交流信號(hào)，這樣的信號(hào)單片機(jī)是無(wú)法識(shí)別的，必須進(jìn)行處理。處理電路可以采用電流變送方式，即先對(duì)電流離散化，再由軟件計(jì)算得到其效值。這種方法精確度高，實(shí)時(shí)性好，但在一個(gè)周期內(nèi)要多次采樣、計(jì)算，占用大量單片機(jī)資源，影響其它程序運(yùn)行。處理電路也可采用整流、濾波、A/D轉(zhuǎn)換的形式，特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，占用單片機(jī)資源少，但精度稍差，且由于電路中有濾波電容，使信號(hào)的變化滯后于實(shí)際電流的變化，容易引起系統(tǒng)振蕩。本起動(dòng)器雖然采用后者，但為了克服其缺點(diǎn)，特采用如圖4（a）所示的精密整流電路。因?yàn)殡娏鱾鞲衅鞯男盘?hào)很小，若直接用二極管整流會(huì)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(shí)設(shè)計(jì)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(jī)輸出口給出放電信號(hào)，對(duì)電容放電，以保證每次采樣當(dāng)前的電流值。電容上實(shí)測(cè)的電壓波形如圖4（c）所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的電路使用效果良好。