基于單片機的電機軟啟動器設(shè)計

1、1 緒論1.1 三相異步電動機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀我國軟起動技術(shù)起步于上世紀80年代早期，目前生產(chǎn)電機啟動器的廠家很多，先后也推出了多種品牌的軟起動器。但由于國內(nèi)自主開發(fā)和生產(chǎn)的能力相對較弱，對國外產(chǎn)品的依賴還是很嚴重。在技術(shù)上和可靠性上與國外同類產(chǎn)品尚有一定的差距。所以在整個軟起動器市場上，占據(jù)統(tǒng)治地位的還是國外產(chǎn)品，國內(nèi)產(chǎn)品所占的份額還是很低。目前市場上生產(chǎn)的軟啟動器主要以機械式和三相反并聯(lián)晶閘管方式為主。機械式啟動器是目前使用比較廣泛的啟動方式，但它是有級起動，會產(chǎn)生二次沖擊電流，啟動電流仍然為標稱電流的34倍，且有體積大、噪音大、維護費用高、無法適應(yīng)惡劣環(huán)境等諸多弊端。近三十年來，隨著電力電

2、子技術(shù)的發(fā)展，使無電弧開關(guān)和連續(xù)調(diào)節(jié)電流成為可能。電力半導(dǎo)體開關(guān)器件具有無磨損、壽命長、功耗小等特點，結(jié)合現(xiàn)代控制理論及微機控制技術(shù)，為實現(xiàn)電機的軟起動提供了全新的思路。要突破傳統(tǒng)的啟動方式，是離不開電力電子技術(shù)和微機控制技術(shù)的發(fā)展的。目前在國外，發(fā)達國家的電動機軟起動產(chǎn)品主要是固態(tài)軟起動裝置晶閘管軟起動和兼作軟起動的變頻器。在生產(chǎn)工藝兼有調(diào)速要求時，采用變頻裝置。在沒有調(diào)速要求使用的場合下，起動負載較輕時一般采用晶閘管軟起動。在重載或負載功率特別大的時候，才使用變頻軟起動。晶閘管軟起動裝置是發(fā)達國家軟起動的主流產(chǎn)品，各知名電氣公司均有自己晶閘管軟起動的品牌，在其功能上又各具特色。例如GE公司

3、生產(chǎn)的ASTAT智能電機軟起動器；ABB公司生產(chǎn)的PST、PSTB系列電機軟起動器；施耐德公司的ATS46軟起動器；德國SIEMENS公司的3RW22 SIKOSTART軟起動器等等。目前，國外對晶閘管三相交流調(diào)壓電路的研究己經(jīng)從對控制電壓、控制電機電流的開環(huán)、閉環(huán)方式，發(fā)展到通過建立比較準確實用的數(shù)學(xué)模型，找到適用于三相交流調(diào)壓電路電機負載的控制方法，從而使三相交流調(diào)壓電路電機負載性能更優(yōu)。另一方面，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，異步電動機向更加可靠、方便性好、小型化方向發(fā)展。1.2 本課題研究內(nèi)容軟啟動器本質(zhì)上是一種直流調(diào)壓裝置，用來實現(xiàn)軟啟動、軟停車、實時監(jiān)測以及各種保護功能。為了保證系統(tǒng)安全

4、可靠地運行，可以充分發(fā)揮單片機的強大控制功能，由主控制電路對系統(tǒng)的關(guān)鍵器件和關(guān)鍵參數(shù)，例如過壓、欠壓、過流、過載、等進行實時監(jiān)控。隨著數(shù)字直流PWM調(diào)壓技術(shù)的應(yīng)用，以及采用高性能的單片機作為系統(tǒng)的控制核心，可以使軟啟動器具有控制快速準確、響應(yīng)快、運行穩(wěn)定、可靠等優(yōu)點。在三相交流異步電動機不宜采用直接啟動的時候，可以考慮采用定子串電阻或串電抗器啟動、Y-啟動、自耦變壓器降壓啟動、轉(zhuǎn)子串電阻啟動、晶閘管電子軟啟動、分級變頻軟啟動、兩相變頻調(diào)壓軟啟動等方法。結(jié)合各方面的因素及實際情況，本課題研究的內(nèi)容主要有：(1)研究三相調(diào)壓軟起動的基本原理，對三相異步電動機的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩進行分析，對軟起動控

5、制策略進行研究。(2)對三相晶閘管軟起動系統(tǒng)進行硬件設(shè)計。包括主電路，觸發(fā)電路，檢測電路，控制電路，驅(qū)動電路等。(3)實現(xiàn)三相異步電動機軟啟動器模式的設(shè)計和軟件的有關(guān)設(shè)計。(4)用protues繪制系統(tǒng)的原理圖。本課題的目標是實現(xiàn)三相異步電機的軟啟動，甚至使軟啟動器能夠根據(jù)電機負載的實際情況改變。2 三相異步電動機的起動控制的研究交流三相異步電動機的傳統(tǒng)啟動技術(shù)，如定子串電阻/電抗器啟動、自耦變壓器降壓啟動、星形-三角形降壓啟動、轉(zhuǎn)子串電阻或頻敏變阻器啟動等，在交流電動機啟動技術(shù)發(fā)展過程中都有過重要應(yīng)用。但隨著晶閘管技術(shù)的發(fā)展，三相交流調(diào)壓軟啟動器因為具有性能良好、產(chǎn)品多樣、電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)以及

6、轉(zhuǎn)矩或電流可閉環(huán)控制等優(yōu)點，使得電子軟啟動器得到了深入而廣泛的發(fā)展，成為軟啟動市場中的主流產(chǎn)品。2.1 三相異步電機的啟動方法三相異步電動機的起動方法主要有直接起動、傳統(tǒng)減壓啟動和軟啟動三種啟動方法。下面就分別做詳細介紹。2.1.1 直接起動直接起動，也叫全壓起動。起動時通過一些直接起動設(shè)備，將全部電源電壓(即全壓)直接加到異步電動機的定子繞組，使電動機在額定電壓下進行起動。一般情況下，直接起動時起動電流為額定電流的38倍，起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的12倍。根據(jù)對國產(chǎn)電動機實際測量，某些籠型異步電動機起動電流甚至可以達到812倍。直接起動的起動線路是最簡單的，如圖2.1所示。然而這種起動方法有諸多不

7、足。對于需要頻繁起動的電動機，過大的起動電流會造成電動機的發(fā)熱，縮短電動機的使用壽命；同時電動機繞組在電動力的作用下，會發(fā)生變形，可能引起短路進而燒毀電動機；另外過大的起動電流，會使線路電壓降增大，造成電網(wǎng)電壓的顯著下降，從而影響同一電網(wǎng)的其他設(shè)備的正常工作，有時甚至使它們停下來或無法帶負載起動。這是因為Ts及Tm均與電網(wǎng)電壓的平方成正比，電網(wǎng)電壓的顯著下降，可使Ts及Tm 均下降到低于Tz。一般情況下，異步電動機的功率小于75kW時允許直接起動。如果功率大于75kW，而電源總?cè)萘枯^大，能符合下式要求的話，電動機也可允許直接起動。 如果不能滿足上式的要求，則必須采用減壓啟動的方法，通過減壓，把

8、啟動電流Ist限制到允許的數(shù)值。圖2.1 直接啟動原理圖2.1.2 傳統(tǒng)減壓起動減壓起動是在起動時先降低定子繞組上的電壓，待起動后，再把電壓恢復(fù)到額定值。減壓起動雖然可以減小起動電流，但是同時起動轉(zhuǎn)矩也會減小。因此，減壓起動方法一般只適用于輕載或空載情況。傳統(tǒng)減壓起動的具體方法很多，這里介紹以下三種減壓起動的方法：(1)定子串接電阻或電抗起動定子繞組串電阻或電抗相當于降低定子繞組的外加電壓。由三相異步電動機的等效電路可知：起動電流正比于定子繞組的電壓，因而定子繞組串電阻或電抗可以達到減小起動電流的目的。但考慮到起動轉(zhuǎn)矩與定子繞組電壓的平方成正比，起動轉(zhuǎn)矩會降低的更多。因此，這種起動方法僅僅適用

9、于空載或輕載起動場合。 對于容量較小的異步電動機，一般采用定子繞組串電阻降壓；但對于容量較大的異步電動機，考慮到串接電阻會造成銅耗較大，故采用定子繞組串電抗降壓起動。如圖2.2所示：當起動電機時，合上開關(guān)Q，交流接觸器KM斷開，使電源經(jīng)電阻或電抗R流進電機。當電機起動完成時KM吸合，短接電阻或電抗R。圖2.2 定子串電阻或電抗起動原理圖(2)星-三角形(丫-)起動星-三角形起動法是電動機起動時，定子繞組為星形(丫)接法，當轉(zhuǎn)速上升至接近額定轉(zhuǎn)速時，將繞組切換為三角形()接法，使電動機轉(zhuǎn)為正常運行的一種起動方式。星-三角形起動方法雖然簡單，但電動機定子繞組的六個出線端都要引出來，略顯麻煩。圖2.

10、3為星-三角形起動法的原理圖。接觸器KM2和KM3互鎖，即其中一個閉合時，必須保證另一個斷開。KM2閉合時，定子繞組為星形(丫)接法，使電動機起動。切換至KM3閉合，定子繞組改為三角形()接法，電動機轉(zhuǎn)為正常運行。由控制電路中的時間繼電器KT確定星-三角切換的時間。定子繞組接成星形連接后，每相繞組的相電壓為三角形連接(全壓)時的l/，故星-三角形起動時起動電流及起動轉(zhuǎn)矩均下降為直接起動的13。由于起動轉(zhuǎn)矩小，該方法只適合于輕載起動的場合。圖2.3 星-三角形起動法的原理圖(3)自耦變壓器起動自耦變壓器起動法就是電動機起動時，電源通過自耦變壓器降壓后接到電動機上，待轉(zhuǎn)速上升至接近額定轉(zhuǎn)速時，將自

11、耦變壓器從電源切除，而使電動機直接接到電網(wǎng)上轉(zhuǎn)化為正常運行的一種起動方法。圖2.4所示為自耦變壓器起動的自動控制主回路?？刂七^程如下：合上空氣開關(guān)Q接通三相電源。按啟動按鈕后KM1線圈通電吸合并自鎖，其主觸頭閉合，將自耦變壓器線圈接成星形，與此同時由于KM1輔助常開觸點閉合，使得接觸器KM2線圈通電吸合，KM2的主觸頭閉合由自耦變壓器的低壓抽頭(例如65)將三相電壓的65接入電動。當時間繼電器KT延時完畢閉合后，KM1線圈斷電，使自耦變壓器線圈封星端打開；同時KM2線圈斷電，切斷自耦變壓器電源，使KM3線圈得電吸合，KM3主觸頭接通電動機在全壓下運行。自耦變壓器一般有65和80額定電壓的兩組抽

12、頭。若自耦變壓器的變比為k，與直接起動相比，采用自耦變壓器起動時，其一次側(cè)起動線電流和起動轉(zhuǎn)矩都降低到直接起動的lk2。自耦變壓器起動法不受電動機繞組接線方式(丫接法或接法)的限制，允許的起動電流和所需起動轉(zhuǎn)矩可通過改變抽頭進行選擇，但設(shè)備費用較高。圖2.4 異步電動機的自耦變壓器起動法自耦變壓器起動適用于容量較大的低壓電動機作減壓起動用，應(yīng)用非常廣泛，有手動及自動控制線路。其優(yōu)點是電壓抽頭可供不同負載起動時選擇；缺點是質(zhì)量大、體積大、價格高、維護檢修費用高。2.1.3 軟啟動軟起動可分為有級和無級兩類，前者的調(diào)節(jié)是分檔的，后者的調(diào)節(jié)是連續(xù)的。在電動機定子回路中，通過串入限流作用的電力器件實現(xiàn)

13、軟起動，叫做降壓或者限流軟起動。它是軟起動中的一個重要類別。按限流器件不同可分為：以電解液限流的液阻軟起動；以磁飽和電抗器為限流器件的磁控軟起動；以晶閘管為限流器件的晶閘管軟起動。晶閘管軟起動產(chǎn)品問世不過30年左右的時間，它是當今電力電子器件長足進步的結(jié)果。10年前，電氣工程界就有人預(yù)言，晶閘管軟起動將引發(fā)軟起動行業(yè)的一場革命。目前在低壓(380V)內(nèi)，晶閘管軟起動產(chǎn)品價格已經(jīng)下降到液阻軟起動的大約2倍，甚至更低。而其主要性能卻優(yōu)于液阻軟起動。與液阻軟起動相比，它的體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，維護量小，功能齊全，菜單豐富，起動重復(fù)性好，保護周全，這些都是液阻軟起動無法比擬的。但是晶閘管軟起動產(chǎn)品也有缺點

14、。一是高壓產(chǎn)品的價格太高，是液阻軟起動產(chǎn)品的510倍，二是晶閘管引起的高次諧波比較嚴重。2.2軟起動的原理及分析2.2.1 晶閘管調(diào)壓原理晶閘管的控制方式有兩種：一是相位控制，即通過控制晶閘管的導(dǎo)通角來調(diào)壓；二是周波控制，即把晶閘管作為靜止接觸器，交替的接通與切斷幾個周波的電源電壓，用改變接通時間與切斷時間之比來控制輸出電壓的有效值，從而達到調(diào)壓的目的。但周波控制用在異步電機定子上時，通斷交替的頻率不能太低，一方面會引起電動機轉(zhuǎn)速的波動，另一方面每次接通電流就相當于一次異步電動機的重啟動過程。當電源切斷時，電動機氣隙中的磁場將由轉(zhuǎn)子中的瞬態(tài)電流來維持，并隨著轉(zhuǎn)子而旋轉(zhuǎn)，氣隙磁場在定子繞組中感應(yīng)

15、的電動勢頻率將有所變化，當斷流時問隔較長時，這個旋轉(zhuǎn)磁場在定子中感應(yīng)的電勢和重新接通時的電源電壓在相位上可能會有很大的差別，這樣就會出現(xiàn)較大的電流沖擊，可能危及晶閘管的安全。故在異步電動機的調(diào)壓控制中，晶閘管調(diào)壓一般采用相位控制。采用相位控制時，輸出電壓波形已不是正弦波，經(jīng)分析可知，輸出電壓不含偶次諧波，奇次諧波中以三次諧波為主要成分。諧波在異步電機中會引起附加損耗，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動等不良影響。此外，由于異步電機是感性負載，從電力電子學(xué)中可以知道，當晶閘管交流調(diào)壓回路帶有感性負載時，只有當移相角大于負載的功率因數(shù)角時，才能起到調(diào)壓的作用。當<時，電流導(dǎo)通的時間將始終保持在180°。

16、其情況與=0時一樣，相控不起任何調(diào)壓作用，甚至在晶閘管觸發(fā)脈沖不夠?qū)挼那闆r下，出現(xiàn)只有一個方向上的晶閘管工作，負載上出現(xiàn)直流分量，對晶閘管造成危害。為了保證晶閘管的安全，在使用相控晶閘管電路時采用寬脈沖觸發(fā)，移相范圍限制在<180°。本系統(tǒng)軟起動器采用晶閘管調(diào)壓原理，通過調(diào)節(jié)電動機定子輸入端電壓的大小和相位實現(xiàn)軟起動的各種功能。本系統(tǒng)軟起動器采用了如圖2.5所示的主電路。用三組反并聯(lián)晶閘管分別串聯(lián)在星形接法的電機三相定子線圈上，這種連接方式諧波比較少，調(diào)壓性能最為優(yōu)越，控制系統(tǒng)簡單、可靠。圖2.5軟起動主回路原理圖為了方便分析，做以下假定：(1)電源為三相對稱的正弦電壓源，內(nèi)阻

17、抗為零；(2)各晶閘管的特性一致，對稱觸發(fā)，關(guān)斷狀態(tài)時，其阻抗為無窮大；導(dǎo)通狀時壓降為零；(3)電機為理想電機，其定、轉(zhuǎn)子繞組在空間產(chǎn)生正弦分布的磁通勢；(4)穩(wěn)態(tài)運行時，電機的轉(zhuǎn)速為常數(shù)。由于主電路中沒有中線，因此在工作時若要負載電流流通，至少要有兩相構(gòu)成通路。其中一相是正向晶閘管導(dǎo)通，另一相則是反向晶閘管導(dǎo)通。為了保證在電路起始工作時有兩個晶閘管同時導(dǎo)通，以及在感性負載與控制角較小時仍能保證不同相的兩個晶閘管同時導(dǎo)通，本系統(tǒng)采用了能夠產(chǎn)生大于60°的雙窄脈沖的觸發(fā)電路。要實現(xiàn)異步電動機的平穩(wěn)起動，需要控制電機的輸入電壓，使其按照某種曲線由小到大逐漸上升。通過按照一定時序調(diào)整六個晶

18、閘管的觸發(fā)角就可以實現(xiàn)該目標。該電路的調(diào)壓實質(zhì)是對電源電壓進行斬波。電機獲得的電壓是非正弦的，但是每相電壓的正負半周是對稱的。晶閘管任意一相的電壓波形如圖2.7所示，其中電網(wǎng)電壓的波形是完整的正弦波，是晶閘管的觸發(fā)角，是負載的功率因數(shù)角(也叫晶閘管的續(xù)流角)，是晶閘管的導(dǎo)通角。由圖2.6可以很容易地推導(dǎo)出觸發(fā)角，功率因數(shù)角以及導(dǎo)通角之間的關(guān)系： 公式(2.1)圖2.6 任意相晶閘管的工作波形其中晶閘管的輸出電壓是介于導(dǎo)通角之間的波形。通過改變導(dǎo)通角的大小，就可以改變晶閘管的輸出電壓，從而改變了電機的輸入電壓。由式(2.1)可以得知，導(dǎo)通角與觸發(fā)角、功率因數(shù)角都有關(guān)。對于恒定的負載而言，功率因數(shù)

19、角是常量，導(dǎo)通角僅僅與觸發(fā)角有關(guān)。此時，只要改變晶閘管觸發(fā)角就可以改變晶閘管的輸出電壓。但是對于異步電動機而言，功率因數(shù)角是個變量，并且是電機轉(zhuǎn)速的函數(shù)。在電機起動過程中，隨著轉(zhuǎn)速逐漸變大，功率因數(shù)角也在不斷變化。因此，改變晶閘管觸發(fā)角的同時也要兼顧功率因數(shù)角的變化情況。只有這樣，才能實現(xiàn)異步電動機的輸入電壓按照預(yù)定規(guī)律變化的要求。2.2.2 軟起動的起動方式軟起動器的功能主要是實現(xiàn)軟起動和軟停車，而軟停車相當于是軟起動的逆過程。三相異步電動機軟起動器擁有多種起動模式，可以滿足不同的起動要求。下面詳細介紹：(1)限流起動限流起動就是在電動機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設(shè)定值Im的軟起動

20、方式，起動波形如圖2.7所示。主要用于輕載起動的降壓起動，其輸出電壓從零開始迅速增長，直到其輸出電流達到預(yù)先設(shè)定的電流限值Im，然后保持輸出電流不大于該值的條件下逐漸升高電壓，直到額定電壓。這種起動方式的優(yōu)點是起動電流小，且可按需要調(diào)整起動電流的限定值Im。其缺點是在起動時難以知道起動壓降，不能充分利用壓降空間，損失起動轉(zhuǎn)矩，起動時間相對較長。該方法應(yīng)用較多，適用于風(fēng)機，泵類負載。圖2.7 限流啟動波形(2)電壓斜坡起動輸出電壓由小到大斜坡線性上升，將傳統(tǒng)的有級降壓起動變?yōu)闊o級，主要用在重載起動。它的缺點是起動轉(zhuǎn)矩小，且轉(zhuǎn)矩特性呈拋物線型上升對起動不利，起動時間長，對電動機不利。改進的方法是采

21、用雙斜坡起動，如圖2.8所示。輸出電壓先迅速升至U(U，為電動機起動所需的最小轉(zhuǎn)矩所對應(yīng)的電壓值)，然后按設(shè)定的斜率逐漸升高電壓。直至達到額定電壓，初始電壓和電壓上升率可根據(jù)負載特性調(diào)整。在加速斜坡時同期聞，電動機電壓逐漸增加，加速斜坡時間在一定時間范圍內(nèi)可調(diào)整，加速斜坡時間一般在260秒之間。這種起動方式的特點是起動電流相對較大，但起動時間相對較短，適用于重載起動的電動機。圖2.8 電壓斜坡啟動波形(3)轉(zhuǎn)矩控制起動主要用于重載起動，如圖2.9所示。它是按照電動機的起動轉(zhuǎn)矩線性上升的規(guī)律控制輸出電壓。其優(yōu)點是起動平滑、柔性好、對拖動系統(tǒng)有利，同時減少對電網(wǎng)的沖擊，使最優(yōu)的重載起動方式。其缺點

22、就是起動時間較長。圖2.9轉(zhuǎn)矩控制啟動波形(4)轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動 轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動與轉(zhuǎn)矩控制起動一樣，也是用在重載起動的場合。所不同的是在起動的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩，克服拖動系統(tǒng)的靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，可縮短起動時間。但是，突跳會給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其他負荷。轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動如圖2.10所示。圖2.10 轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動波形(5)電壓控制起動電壓控制起動是在保證起動壓降一定的前提下使電動機獲得最大的起動轉(zhuǎn)矩，盡可能地縮短起動時間，是最優(yōu)的輕載軟起動方式，如圖2.11所示。 圖2.11 電壓控制起動波形3 軟啟動器的硬件電路設(shè)計3.1 主要器件的介紹3.1.1 AT89C51介紹 高性能

23、8位單片機AT89C51 是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機,片內(nèi)含8k Bytes的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 AT89C51具有如下特點,40個引腳,8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器,256 byte的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器,RAM,32個外部雙向輸入/輸出,I/O,口,5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口門狗,WDT

24、,電路,片內(nèi)時鐘振蕩器。此外,AT89S51設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下,CPU暫停工作,而RAM定時計數(shù)器,串行口,外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作,掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù),停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 3.1.2 AT89C51管腳功能介紹 VCC:供電電壓。 GND:接地。 P0口:P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門流。當P1口的管腳第一次寫1時,被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時:P0 口作為原碼輸入口當FIASH進行校驗時P0輸出原碼此時P

25、0外部必須被拉高。 P1口:P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時,P1口作為第八位地址接收。P2口:P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個TTL門電流,當P2口被寫“1”時其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高且作為輸入。并因此作為輸入時,P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時P2口輸出地址的高八位。在給出地

26、址“1”時,它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢,當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時,P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口:P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平并用作輸入。作為輸入由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流,ILL,這是由于上拉的緣故。 P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST:復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時,要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG:地址鎖存允許信號端。當訪問外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址

27、的地位字節(jié)。在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時,ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號,此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是,每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時,將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時, ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,該引腳被略微拉高。如果微處理器在外執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止,置位無效。 PSEN:外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間,每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP:當

28、/EA保持低電平時,則在此期間外部程序存儲器,0000H-FFFFH,不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時,/EA將內(nèi)部鎖定為RESET當/EA端保持高電平時此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間此引腳也用于施加12V編程電源VPP。 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。 表3.1 P3.0口引腳功能表 P3口引腳 第二功能 P3.0 RXD:串行口輸入 P3.1 TXD:串行口輸出P3.2 INT0:外部中斷0輸入 P3.3 INT1:外部中斷1輸入 P3.4 T0:定時器0外部脈沖輸入 P3.5 T1:定時器1外部脈沖輸入 P

29、3.6 WR:外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖輸出 P3.7 RD:外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖輸出 3.1.3 AT89C51的最小系統(tǒng)電路構(gòu)成 AT89C51單片機的最小系統(tǒng)由時鐘電路、復(fù)位電路、電源電路及單片機構(gòu)成。單片機的時鐘信號用來提供單片機片內(nèi)各種操作的時間基準,復(fù)位操作則使單片機的片內(nèi)電路初始化,使單片機從一種確定的初態(tài)開始運行。 單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到,內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)或陶瓷諧振器,就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。由于單片機內(nèi)部有一個高增益反相放大器,當外接晶振后,就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。當單片機的復(fù)位引腳RST

30、出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時,單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平,單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求,復(fù)位操作通常有兩種基本形式,上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后,自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后,單片機自動復(fù)位,并且在單片機運行期間,用開關(guān)操作也能使單片機復(fù)位。單片機的復(fù)位操作使單片機進入初始化狀態(tài),其中包括使程序計數(shù)器PC,0000H,這表明程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。 系統(tǒng)復(fù)位是任何微機系統(tǒng)執(zhí)行的第一步,使整個控制芯片回到默認的硬件狀態(tài)下。51單片機的復(fù)位是由RESET引腳來控制的,此引腳與高電平相接超過24個振蕩周期后,51單片機即

31、進入芯片內(nèi)部復(fù)位狀態(tài),而且一直在此狀態(tài)下等待,直到RESET引腳轉(zhuǎn)為低電平后,才檢查EA引腳是高電平或低電平,若為高電平則執(zhí)行芯片內(nèi)部的程序代碼若為低電平便會執(zhí)行外部程序。 3.2 主電路的選擇在晶閘管交流調(diào)壓系統(tǒng)中，晶閘管可以借負載電流波形過零而自行關(guān)斷，不需另加換流電路，所以其主要優(yōu)點是線路簡單、調(diào)壓裝置體積小，價格低廉、使用及維修方便。本系統(tǒng)采用晶閘管相控調(diào)壓的技術(shù)，采用圖3.1所示的主電路，用六個兩兩反向并聯(lián)的晶閘管串連在電機主供電回路中。圖3.1 交流調(diào)壓主電路晶閘管調(diào)壓單相等效電路如圖3.2所示，其中ZL為電機一相等效阻抗，Ui為電網(wǎng)相電壓，UL為晶閘管輸出電壓。設(shè)。 圖 3.2晶

32、閘管單相調(diào)壓電路 圖3.3 晶閘管輸出電壓波形 圖3.3為一路晶閘管輸出波形示意圖。晶閘管控制角和功率因數(shù)角決定了晶閘管的輸出電壓值。晶閘管正負半周的觸發(fā)是對稱的，晶閘管的輸出電壓有效值u?？捎墒剑?.1)計算： 公式(3.1)可見，UL是晶閘管控制角、功率因數(shù)角及供電電壓U的函數(shù)。當供電電壓不變時，通過改變晶閘管的控制角，可以改變晶閘管的輸出電壓。3.3 主回路設(shè)計3.3.1 主回路電路軟起動器主回路設(shè)計電路如圖3.4所示。圖3.4主回路電路采用三組反并聯(lián)晶閘管組成調(diào)壓電路。在三組晶閘管和三相供電電源之間接入接觸器，軟起動時，接觸器斷開，軟起動完成后接觸器閉合。軟停車開始時，接觸器再次打到雙

33、向晶閘管端，軟起動器投入到停車運行，如此重復(fù)來完成軟起動和軟停車。在三相電源側(cè)通過隔離電路得到軟起動器同步信號；在晶閘管輸出側(cè)即R、S、T通過電阻分壓而得到較低幅值的三相電壓，再經(jīng)過整流電路送入單片機做故障檢測。而TAl，TA2年TA3表示為霍爾傳感器電流輸出，該電流信號通過整流電路后轉(zhuǎn)變成電壓信號輸入到控制回路。3.3.2 晶閘管參數(shù)選擇晶閘管的選擇參數(shù)很多，但用于應(yīng)用于軟起動時，主要是額定電壓、額定電流的計算與選擇。晶閘管由于過電流過電壓能力低，又常常工作在不同的電流波形情況下，給額定電流的選擇帶來一定的困難，如若額定值選擇不當，會造成不必要的損失或浪費。根據(jù)實際工作條件，在滿足需要的前提

34、下，應(yīng)盡量降低晶閘管的定額，以減少設(shè)備投資。需滿足兩個條件。首先，晶閘管的正、反向峰值電壓UDRM和URRM應(yīng)為晶閘管實際承受最大峰值電壓UM的23倍，即UDRM/RRM=(23)UM。在本文設(shè)計中電機為220V的三步電動機，根據(jù)公式計算可得晶閘管耐壓在622V933V范圍內(nèi)。其次，晶閘管的額定通態(tài)電流ITAV指的是工頻正弦半波平均值，其對應(yīng)的有效值應(yīng)滿足IRMS=1.57ITAV。為使晶閘管在工作過程中不因?qū)嶋H有效值應(yīng)在乘以安全系數(shù)1.52后才能等于1.57 ITAV。本文中使用的異步電機功率4KW，額定電流0.55A。由于異步電機在直接起動時的電流為67倍的額定電流。因此晶閘管的ITAV范

35、圍在3.3A3.85A。3.3.3 晶閘管觸發(fā)電路晶閘管調(diào)壓的控制方式有兩種，一是相位控制，即通過控制晶閘管的導(dǎo)通角來調(diào)壓，二是周波控制，在一定的時間內(nèi)，控制晶閘管導(dǎo)通的工頻周期數(shù)來達到調(diào)壓的目的。周波控制方式有難以實現(xiàn)連續(xù)調(diào)壓，不易找到合適的調(diào)壓比等缺點,所以交流調(diào)壓大多以相位控制方式為主。該方式是晶閘管在每個電源周期的選定時刻將負載與電源接通,根據(jù)選定時刻的不同可得到不同的輸出負載電壓從而起到調(diào)壓作用。軟起動器常采用的是三相交流調(diào)壓電路每相在電源和異步電動機之間接,入雙向反并聯(lián)晶閘管。晶閘管調(diào)壓的控制方式一般采用比較好控制的相位控制方式，即晶閘管在電源電壓每一周期中在程序規(guī)定的時刻將晶閘管

36、導(dǎo)通，使負載與晶閘管構(gòu)成的三相交流調(diào)壓。主電路由六個晶閘管VT1、VT2、VT3 、VT4、VT5、VT6兩兩反并聯(lián)連接而成。一對反并聯(lián)晶閘管接交流電源的一相,它們分別在交流電源的正、負半周起作用,主電路輸出端接三相交流異步電機。電機軟起動中通過合理控制晶閘管的觸發(fā)角,使得晶閘管模塊的輸出電壓(電機輸入電壓)按照預(yù)定的規(guī)律進行變化,從而實現(xiàn)電機的平滑起動。 由三相交流調(diào)壓電路的原理圖可以看出任何時刻至少有兩只晶閘管同時保持導(dǎo)通,才能構(gòu)成閉合回路,負載才能得電。下面以電阻性負載為例來進行分析三相交流調(diào)壓電路的工作情況。三相電源相位關(guān)系互差120，晶閘管VT1、VT3、VT5工作在電源的正半周，V

37、T2、VT4、VT6工作在電源的負半周。因此VT1、VT3、VT5或VT2、VT4、VT6的觸發(fā)脈沖在相位上應(yīng)依次相差120°，同一相上的兩個反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)脈沖相位應(yīng)依次相差180°。故六路晶閘管脈沖觸發(fā)順序為VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6相位依次相差60°。電阻性負載下，隨著觸發(fā)角的不同，晶閘管的觸發(fā)導(dǎo)通有三類工作情況：第一類情況是同一時刻下有三個晶閘管導(dǎo)通，三相電源經(jīng)晶閘管模塊輸入到三相負載中，每相負載的電壓就是此刻該相的相電壓。第二類情況是同一時刻下有兩個晶閘管導(dǎo)通，即導(dǎo)通的兩相構(gòu)成閉合回路，回路負載有電流流過。第三類情況是同一時刻下只有

38、一個晶閘管導(dǎo)通，因無法形成閉合回路，三相負載中沒有電流。3.3.4 晶閘管保護電路晶閘管由于擊穿電壓接近工作電壓，熱容量又較小，所以承受過電壓、過電流能力較差，短時間內(nèi)的過電壓、過電流都可能造成元件損壞。為了使晶閘管能正常工作，除了合理的選擇元件外，還必須對過電流，過電壓的發(fā)生采取保護措施。(1)過電流保護晶閘管設(shè)備發(fā)生過電流有可能是晶閘管損毀、觸發(fā)電路或控制系統(tǒng)有故障等。針對這些情況，除了用軟件來實現(xiàn)保護外，還可以在硬件電路中加入快速熔斷器來保護晶閘管的過電流。(2)過電壓保護我們知道晶閘管有一個重要的特性參數(shù)，即斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt。它表明晶閘管在額定結(jié)溫和門極斷路條件下，使晶閘管

39、從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)的最低電壓上升率。若電壓上升率過大，超過了晶閘管的電壓上升率的值，則會在無門極信號的情況下開通。即使此時加于晶閘管的正向電壓低于其陽極峰值電壓，也可能出現(xiàn)這種情況。為了限制電路電壓上升率過大，確保晶閘管安全運行，本設(shè)計在晶閘管兩端并聯(lián)RC阻容吸收網(wǎng)絡(luò)，利用電容兩端電壓不能突變的特性來限制電壓上升率。因為電路總是存在電感的，所以與電容C串聯(lián)電阻R可起阻尼作用，它可以防止R、L、C電路在過渡過程中，因振蕩在電容器兩端出現(xiàn)的過電壓損壞晶閘管。同時，避免電容器通過晶閘管放電電流過大，造成過電流而損壞晶閘管。3.4 電壓檢測回路在電壓檢測回路中，盡量實現(xiàn)以下三個功能。其一是同步信號的檢測功

40、能，采樣三相電壓的自然換相點，它作為晶閘管脈沖觸發(fā)信號的同步信號；其二是通過檢測晶閘管輸出端可以得到晶閘管導(dǎo)通時刻的檢測，以便做電壓反饋和缺相故障檢測；其三是將三相晶閘管輸出電壓信號通過電阻降壓后轉(zhuǎn)變成直流信號，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入到單片機中，作為過壓或欠壓保護的信號。3.4.1 同步信號檢測為了保證三相交流調(diào)壓器主回路中各個晶閘管的觸發(fā)脈沖與其陽極電壓保持嚴格的相位關(guān)系。在電機軟起動器的設(shè)計過程中，同步信號檢測是很重要的一個環(huán)節(jié)。只有準確的測量出電壓的過零點，才能精確的控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而實現(xiàn)對電機兩端電壓的無極加載，完成軟起動的功能。采用如圖3.5所示的電路作為電壓同步信號檢測電路。從

41、圖中可以看出，這個電路的功能就是將由電源側(cè)來的線電壓正弦信號轉(zhuǎn)為低壓方波信號來供單片機進行處理分析。由于這里的信號是從高壓轉(zhuǎn)為低壓送入單片機處理的，因此要利用一塊光耦對高低壓信號進行隔離，這樣保證了這兩種信號可以互不干擾地分離處理。整個工作過程大體是這樣的：由電源側(cè)來的線電壓信號經(jīng)過2個電阻和1個二極管，變成半波交流信號，這個交流信號在正半波時觸發(fā)光耦導(dǎo)通，從而使得右側(cè)輸入到單片機的是高電平信號；而當光耦左側(cè)交流信號處于低電平時，光耦則截止。那么右側(cè)輸入到單片機的信號也就是低電平。這樣周而復(fù)始，單片機所得到的就是幅值為5V的方波信號，周期等同于電源的周期即工頻50Hz，而高低電平持續(xù)的時間也基

42、本與電源側(cè)正負交流信號所持續(xù)的時間大致相同，雖然其間存在著一定的時延，但這可以通過軟件進行補償，從而既簡化了外圍硬件電路的設(shè)計，又得到了與電源電壓同步的信號，為下面給出晶閘管觸發(fā)信號提供了工作電壓零點的基準。圖中右端接主控單片機芯片。這個電路的優(yōu)點在于：一方面，在起動未開始或是開始瞬間，這個電路就可以檢測到器件電壓零點；另外，由于輸入的交流信號是直接從電源側(cè)獲取的，因此這就不需要像其他電路那樣需要先利用變壓器取得交流信號再進行處理，這樣就既節(jié)省了線路板的空間，又節(jié)約了成本。圖3.5同步信號檢測電路同時，可以利用圖3.5這個電路(以下稱為電路I)和另一套與電路I基本相同的電路(以下稱為電路II)

43、配合，進行電源的相序判斷和缺相檢測。簡要介紹一下工作原理。電路II和電路I結(jié)構(gòu)基本相同，存在的區(qū)別就是，假設(shè)電路I的輸入側(cè)連接電源的U、V兩相，而電路II輸入側(cè)連接的就是電源的V、W兩相，且輸出信號是分別送入主控單片機芯片的外部中斷輸入口。我們假設(shè)電路I接的是電源的U、V相，而電路II接的是V、W相，這樣在三相電源正常工作時，當UV線電壓發(fā)生正跳變(即從負半波轉(zhuǎn)為正半波)時，VW線電壓為負，那么電路II送入CPU的信號就為低電平；當UV線電壓發(fā)生負跳變時，VW線電壓為正，那么電路II送入CPU的信號是高電平(如果電路II接的是W、V相，那么兩次送入CPU的信號高低電平情況就相反)。同步信號示意

44、圖如圖3.6圖3.6 同步信號示意圖而當電源發(fā)生缺相故障時，UV線電壓無論發(fā)生何種跳變時，VW線電壓都同為正或同為負，這樣電路II送入單片機的信號將同為高電平或低電平。設(shè)置電路I接入單片機的P32引腳在信號每次跳變時都產(chǎn)生中斷，并在每次跳變中斷時記錄下電路II接入單片機的P33引腳的狀態(tài)，通過兩次對比P32引腳的電平情況，從而判斷出所連入電路中三相電源的相序，為下一步產(chǎn)生正確的脈沖觸發(fā)信號序列奠定基礎(chǔ)。同時在電源缺相時，也能判斷出故障狀況，并封鎖脈沖信號及給出報警信號和顯示信息。3.4.2 電壓反饋回路電壓反饋回路如圖3.7所示。下面的電路可以得到與晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷時刻相匹配的工頻50Hz的矩

45、形波。簡單介紹一下電路構(gòu)成：U為三相電源的一個輸入端(即一組晶閘管輸入側(cè))，R是與之相應(yīng)的電機輸入端(即相應(yīng)晶閘管輸出側(cè))。6N139是一塊高速達林頓光耦，既保證高壓側(cè)與單片機低壓部分的隔離，又能快速反應(yīng)出晶閘管導(dǎo)通/截止的時刻。通過計算單片機I/O口的高低維持時間，我們就可以計算出晶閘管的導(dǎo)通角，作為輸出電壓反饋，同時可以檢測出電壓是否缺相，并發(fā)出報警信息，及時通知操作人員出現(xiàn)故障的某一相電源。圖3.7顯示的是一路電壓反饋的檢測，還有兩路與之相似的電路檢測V、W相。圖3.7電壓反饋回路3.5 電流檢測回路電流檢測回路包括了電流反饋回路和保護回路兩方面。通過霍爾傳感器將三相電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信

46、號，再將這個電壓信號經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后送入到單片機中作為電流負反饋調(diào)節(jié)、故障檢測和過流保護的依據(jù)。3.5.1 電流反饋回路電流反饋信號取自電機的定子側(cè)，采樣器件為霍爾元件，采樣后得到三相電流信號，將此電流信號經(jīng)過精密電阻得到相應(yīng)的電壓信號。與電壓過/欠電路類似，該信號經(jīng)過三相全波整流、濾波和分壓后得到一個直流信號，并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送入到單片機的I/O口中，作為系統(tǒng)執(zhí)行軟起動時的電流反饋信號。電流反饋信號檢測電路如圖3.8所示。U15為單片機芯片。圖3.8電流檢測電路3.5.2 過電流保護電路一個優(yōu)秀的過流保護環(huán)節(jié)應(yīng)該是既能對過流反應(yīng)迅速，又能夠準確動作。本設(shè)計的過流保護和過壓保護環(huán)節(jié)相似。過流保

47、護的信號取自電流反饋回路，整流、濾波電路與電流反饋電路相同。它與設(shè)定值相比較，一旦超過設(shè)定值，則輸出一個低電平信號送入輔助單片機U2的外部中斷口P3.3，然后再由軟件處理，對過流的晶閘管實現(xiàn)脈沖封鎖、故障報警和系統(tǒng)復(fù)位等。對過電流值的設(shè)定，一般選擇大小為5.5倍的額定電流，這是因為一般的限流起動時，選擇的最大限流幅度為5倍，因此要留出一定的余量來保證正常起動時不至于切斷電路。過流保護的具體回路如圖3.9所示。圖3.9 過電流檢測電4 基于單片機的軟起動器的設(shè)計由單片機產(chǎn)生所需的晶閘管移向觸發(fā)脈沖，必須包括同步電壓檢測環(huán)節(jié)、移相延遲角定時環(huán)節(jié)、觸發(fā)脈沖時序分配環(huán)節(jié)等部分，它與模擬電路實現(xiàn)的方法是

48、類似的。同步檢測信號在發(fā)生正跳變時，經(jīng)反相以終端的形式向CPU的INT0提供同步指令。采用CPU內(nèi)部T0定時器檢測同步信號的周期，用T1定時器實現(xiàn)移相角的定時控制，P1端口的P1.2P.7分別用于輸出三相橋式整流電路的觸發(fā)信號，而P1口的P1.0P1.1除法指令進行采樣。而由于AT89S51單片機在CPU上電復(fù)位期間，所有輸出為高電平，為避免復(fù)位期間所有晶閘管存在驅(qū)動信號，應(yīng)采用低電平為有效觸發(fā)信號。即當端口輸出為低電平時，經(jīng)外加反相器變?yōu)楦唠娖胶笥|發(fā)晶閘管導(dǎo)通，輸出觸發(fā)脈沖的寬度也通過定時器T1來控制。觸發(fā)脈沖的控制軟件框圖如圖4.1所示。 主程序初始化，并設(shè)置處置處置處置開放外中斷計算脈寬

49、定時處置并保存讀入觸發(fā)角指令看門狗處理a) 主程序圖定時器T1中斷程序STARTTT輸出觸發(fā)脈沖信號關(guān)T1清脈沖前沿標志START清IDT開T1計算下一個觸發(fā)脈沖,并保存返回輸出全T1關(guān)T1R5-1=0?置IDT,R5=6置START間隔時間初值置T1開T1 N Y N Yb) T1定時中斷子程序主程序保護現(xiàn)場關(guān)定時器T0讀入T0值并保存定時器T0清0，重新啟動T0關(guān)斷T1IDT=1？觸發(fā)角調(diào)整計算，由此確定第一個脈沖指令初值并保存通過循環(huán)延時來完成未完成觸發(fā)脈沖的輸出輸出全1計算觸發(fā)角對應(yīng)的定時初值，并送初值至T1定時器置脈沖前沿標準取第一個脈沖指令計算下一個脈沖時間隔得定時初值IDT=1?

50、啟動T1恢復(fù)現(xiàn)場返回 觸發(fā)延時角定時值減去循環(huán)延遲角NYNYc) 外部中斷程序流程4.1 移相觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的控制軟件流程圖5 結(jié) 論廣泛應(yīng)用的三相異步電動機起動時刻出現(xiàn)的起動電流一般高出額定電流的37倍，會對進線、供電電網(wǎng)、電動機以及其他設(shè)備造成嚴重危害。傳統(tǒng)的降壓起動存在著降壓效果不明顯、耗能大、有機械觸點或不能平滑調(diào)節(jié)電壓等缺點。由高性能控制芯片技術(shù)與電力電子技術(shù)的緊密結(jié)合產(chǎn)生的軟起動器可以實現(xiàn)更靈活的實現(xiàn)降壓起動。本文在查閱有關(guān)中外文獻的基礎(chǔ)上對晶閘管移相交流調(diào)壓感應(yīng)電動機軟起動系統(tǒng)的硬件設(shè)計方面進行了主要的研究，而對于軟件方面由于實驗條件等方面的原因未作深入探討，總結(jié)本課題研究的內(nèi)容如

51、下。1）在分析了三相感應(yīng)電動機的起動過程和三相交流調(diào)壓電路的基礎(chǔ)上，研究設(shè)計了晶閘管調(diào)壓的觸發(fā)方案。2）采用單片機作為主控單元，設(shè)計了軟起動系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序。由于時間及實驗條件等的限制，仍還有許多問題有待于進一步研究，例如軟件設(shè)計方面闡述及論證的內(nèi)容不夠詳實等。電機軟起動器將來的發(fā)展方向是更加智能化和多功能化。目前來看，軟起動仍以電壓斜坡軟起動和限流軟起動為主要形式，以后轉(zhuǎn)矩控制的起動方式將成為電機軟起動的一種重要起動方式。從更長期來看，變頻軟起動將成為軟起動的主流。這是因為變頻軟起動可以在限流(起動電流不超過電機額定電流值)的同時獲得大的起動轉(zhuǎn)矩，完成包括軟停車在內(nèi)的各種起動功能。參

52、考文獻1 王穎中壓電動機傳統(tǒng)起動方式的危害性J大電機技術(shù)，2004，4(1)：42-45 2 陳翔宇，江和異步電機電子軟起動器的現(xiàn)狀和展望J電氣開關(guān)，2003，6(2)：31-333 蔣家久中壓交流電機軟啟動技術(shù)問題探討C機車電傳動，2004，3(3)：8-11 4 周文定，亢寶位緣柵雙極晶體管(IGBT)的研究與設(shè)計J杭州：浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，20055 許宏綱，徐方逸軟起動器原理及其應(yīng)用能源技術(shù)，2002，23(3)：121-125 6 余洪明，章克強軟起動器實用手冊M，北京：機械工業(yè)出版社，20067 高偉單片機原理及應(yīng)用M，北京：國防工業(yè)出版社，2008，28 Lipo T A，Ro

53、wan T MA quantitative analysis of induction motor performance improvement by SCR voltage contrCIEEE Trans，1983：5455539 張大禹，紀延超，王建賾中壓異步電動機軟起動裝置的研制電氣應(yīng)用2008，8(1)：5-810 危文剛高壓籠型電動機自勵式磁控軟起動技術(shù)J電氣時代2008，1(4)：36-39 11 孫津濟，房建成，王建民異步電動機軟起動過程中的振蕩J電工技術(shù)學(xué)報2007，2(7)：16-112 張浩，韋忠朝電子軟啟動器軟件控制算法的設(shè)計J電力電子技術(shù)，200213 梁亦鉑，王正

54、茂，何濤全數(shù)字直流電動機調(diào)速系統(tǒng)的原理及數(shù)學(xué)模型J中小型電機，2001，28(6)：17-20 致 謝本論文是在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下完成的。在做畢業(yè)設(shè)計的整個過程中，得到了老師的耐心指導(dǎo)，特別是在設(shè)計的初始階段，老師在需求分析方面給了我很大的幫助，在老師幫助和指導(dǎo)下，使我能很快地就確定了系統(tǒng)的目的和開發(fā)方案，在后來的確定步進電機結(jié)構(gòu)和性能方面老師給了很大的幫助，使后來的程序?qū)崿F(xiàn)方面使我少走了很多彎路，并提高了我的效率。這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有很大的幫助，在此衷心感謝老師的耐心輔導(dǎo)。同時感謝那些在設(shè)計中給予幫助的同學(xué)，因為有充分的、默契的合作才有更順利的結(jié)果。附錄1：仿真附錄2：程序#include<reg52.h> /包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義#include<stdio.h>#include"1602.h"#include"delay.h"#include"ZD_init.h"#include"AD.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*P3.2 P3.3 P3.5sbit KK_i=P20;sbit KK_k=P11;sbit KK_g=P12