基于DSP的异步电动机软软起动器启动器的设计与实现pdf下载

留口截月芭!#!,尸!(基于)的异步电动机软启动器的设计与实现,!(#!一!((:(!#!,(!罗德强刘玫<山东大学控制科学与工程学院,济南=>Α摘要Β介绍了基于,一Χ:Δ=ΕΦ=ΓΗ的异步电动机软启动系统的硬件电路和软件设计,提出了一种用光祸器件与二极管构成的同步脉冲电路并介绍了系统的故障保护和显示电路。实践证明,该系统设计合理,可靠性高。关键词Β,软启动器光藕异步电机Ι(Βϑ>#!!#!#Κ!#(Κ!#!(((((!(!(Ι(!#,一Χ:Δ=ΕΦ=ΓΗ,哪#(!#Κ!(!((!Ι()!!###!Φ!!##(!!Ι!(Κ!!!,(((!>Λ#!#Κ!(Ι!#!(,,Κ!Ι!!!!Μ!Κ#Β,((!!!(!(引言交流异步电机具有结构简单、运行可靠、运行效率高等特点,在电力拖动系统中得到了广泛的应用Ν但是异步电机在额定的电压下直接启动,瞬时电流很大,对电网的冲击很大,同时由于电机的启动快,加速时间短,容易对负载造成冲击,对设备造成损坏。近年来,交流调压技术已经在电力电子领域得到广泛运用,特别是在电机的软启动器上的应用。软启动的原理软启动的主回路由Δ对反并联晶闸管组成<见图Α,其实质就是三相交流调压电路。利用晶闸管的相控调压原理,改变其触发角,启动时电机端电压随晶闸管导通角的改变从零逐渐增大<见图=Α,就可以调节输出电压<电机输人电压Α的大小,电机速度逐渐增大,达到启动转矩的要求而结束软启动过程。软启动器的输出是一个平稳的升压过程,直到全导通,电机在额定电压下工作,此时,旁路接触器ΜΔ闭合,短路掉所有的晶闸管,电机处于稳定工作状态。软停车是软启动的逆过程。=控制系统工作原理本文设计的利用交流调压技术实现异步电机软启动的控制系统硬件框图见图Δ。系统的核心是Χϑ公司的Χ:Δ=ΕΦ=ΓΗ,它包括电压检测、电流检测、同步电路、驱动电路、键盘操作与液晶显示外部控制输出。电压检测电路将异步电动机的母线电压降压整流为直流信号,经过刀,转换后送到,,作为电压反馈调节、故障保护、过压欠压Ν电流检测就是通过霍尔电流传感器采集的三相电流信号,经过三相全波整流、滤波变为直流电压信号,经过Ο,转换后送到,作为电流负反馈调节,以及过流保护Ν同步电路为晶闸管的脉冲触发信号提供同步信号。,对检测到的电压、电流信号进行相应的运算处理后产生脉冲信号,经过光祸隔离后,驱动产生期望的电压,从而实现对异步电机的软启动过程。=Χ:Δ=ΕΦ=ΓΗΧ:Δ=ΕΦ=ΓΠ系列,是Χϑ公司专门针对电机、逆变器、机器人、数控机床等控制专门设计的。它采用:)技术,使得供电的电压降为ΔΔΘ,减少了功耗ΝΔ:ϑ的执行速度使得频率在Δ:ΡΣ的指令周期缩短为ΔΔ(,从而提高了实时控作者简介Β罗德强硕士研究生。研究方向为模式识别与智能控制。刘玫女,教授。主要从事智能控制技术及计算机应用技术研究ΤΥ机电一体化留口截月芭!#!,尸!(基于)的异步电动机软启动器的设计与实现,!(#!一!((:(!#!,(!罗德强刘玫<山东大学控制科学与工程学院,济南=>Α摘要Β介绍了基于,一Χ:Δ=ΕΦ=ΓΗ的异步电动机软启动系统的硬件电路和软件设计,提出了一种用光祸器件与二极管构成的同步脉冲电路并介绍了系统的故障保护和显示电路。实践证明,该系统设计合理,可靠性高。关键词Β,软启动器光藕异步电机Ι(Βϑ>#!!#!#Κ!#(Κ!#!(((((!(!(Ι(!#,一Χ:Δ=ΕΦ=ΓΗ,哪#(!#Κ!(!((!Ι()!!###!Φ!!##(!!Ι!(Κ!!!,(((!>Λ#!#Κ!(Ι!#!(,,Κ!Ι!!!!Μ!Κ#Β,((!!!(!(引言交流异步电机具有结构简单、运行可靠、运行效率高等特点,在电力拖动系统中得到了广泛的应用Ν但是异步电机在额定的电压下直接启动,瞬时电流很大,对电网的冲击很大,同时由于电机的启动快,加速时间短,容易对负载造成冲击,对设备造成损坏。近年来,交流调压技术已经在电力电子领域得到广泛运用,特别是在电机的软启动器上的应用。软启动的原理软启动的主回路由Δ对反并联晶闸管组成<见图Α,其实质就是三相交流调压电路。利用晶闸管的相控调压原理,改变其触发角,启动时电机端电压随晶闸管导通角的改变从零逐渐增大<见图=Α,就可以调节输出电压<电机输人电压Α的大小,电机速度逐渐增大,达到启动转矩的要求而结束软启动过程。软启动器的输出是一个平稳的升压过程,直到全导通,电机在额定电压下工作,此时,旁路接触器ΜΔ闭合,短路掉所有的晶闸管,电机处于稳定工作状态。软停车是软启动的逆过程。=控制系统工作原理本文设计的利用交流调压技术实现异步电机软启动的控制系统硬件框图见图Δ。系统的核心是Χϑ公司的Χ:Δ=ΕΦ=ΓΗ,它包括电压检测、电流检测、同步电路、驱动电路、键盘操作与液晶显示外部控制输出。电压检测电路将异步电动机的母线电压降压整流为直流信号,经过刀,转换后送到,,作为电压反馈调节、故障保护、过压欠压Ν电流检测就是通过霍尔电流传感器采集的三相电流信号,经过三相全波整流、滤波变为直流电压信号,经过Ο,转换后送到,作为电流负反馈调节,以及过流保护Ν同步电路为晶闸管的脉冲触发信号提供同步信号。,对检测到的电压、电流信号进行相应的运算处理后产生脉冲信号,经过光祸隔离后,驱动产生期望的电压,从而实现对异步电机的软启动过程。=Χ:Δ=ΕΦ=ΓΗΧ:Δ=ΕΦ=ΓΠ系列,是Χϑ公司专门针对电机、逆变器、机器人、数控机床等控制专门设计的。它采用:)技术,使得供电的电压降为ΔΔΘ,减少了功耗ΝΔ:ϑ的执行速度使得频率在Δ:ΡΣ的指令周期缩短为ΔΔ(,从而提高了实时控作者简介Β罗德强硕士研究生。研究方向为模式识别与智能控制。刘玫女,教授。主要从事智能控制技术及计算机应用技术研究ΤΥ机电一体化口峨四ς!#!‘!(输人的三相交流电压需要经过一段延迟时间,ΧΕ>=输出个跳变信号,使得经过光藕得到个方波脉冲信号。由于线电压的相位超前相电压Δ,经过光藕可以使电压相位延迟Δ,实现线电压与相电压的精确同步。反向二极管的作用是提供导通路径,也有保护光电藕合器不被反向电压击穿的作用。见图>。故障信号后,立即封锁脉冲的输出,软启动器停止工作,同时二极管发光报警,并在液晶上显示故障类型。见图Η。二二Α>巧十Θ图ΗΕ:Δ连接图图相电压同步信号=Δ显示电路为了节省,的Ω)口资源,液晶显示模块采用)川ΣΞ,该模块采用台湾矽创电子公司的叨Ψ=控制器。该模块提供了Γ位、Υ位并行,=线、Δ线串行等多种接口方式。在本设计中,我们采用了串行接口方式,用=条传输线传输指令和数据,控制器配合串行时钟线ΕΜ和串行数据线Χ,实现串行传输。):ΖΣΞΥ与,的串行接口见图。Δ控制系统的软件结构根据对软启动器结构进行了分析,控制系统应该具备参数的设置,在启Ο停过程中根据预设参数输出触发角以及过压、过流等故障保护保护的功能。根据以上的要求设计软件,软件有主程序、闭环控制程序、脉冲触发序列程序。主程序主要完成系统的检测,变量的初始化,参数的修改,故障的诊断,系统地保护等任务。件主流程见图Υ。ΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΥΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗΗϑ)江朋朋朋Χ:Δ=ΕΦ=Γ<ΑΑΑ巧巧巧巧巧ϑ)ΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΓΔΔΔ以(((===========ϑϑϑ】】ΨΨΨΨΨΥΥΥΥΥΗΗΗΗΗ>>>>>ΓΓΓΓΓΔΔΔΔΔ=====Ρ,Υ,二二,图显示电路连接图=Γ故障诊断和保护电路故障诊断和保护部分是系统设计的重要组成部分,良好的故障诊断和保护功能可以更有效地保护设备的安全,更方便地查找故障原因。本软启动器设计了种保护Β缺相保护、过压保护、欠压保护、晶闸管过热保护、电机过流保护、短路保护。当有故障信号时信号比较器Ε:Δ输出一低电平,,检测的输输输输输输输输输输输输出故障信息息系系统检测测测测参参数的输人与显示示开开相应中断断启启动显示信息息吸吸合旁路继电器器图Υ控制系统的主流程图<下转第ΗΓ页ΑΗ机电一体化曰口翻月公ς!#!!!「(图>全性和可靠性,简化多任务程序的设计Ν但用户必须对卜Ο)Τ有深人的了解,才能编写出有效的程序代码。本文提出的解决方案己在实验中得到初步验证,系统具有一定稳定性,且在此基础上扩展系统功能也比较简单Ν最终实现聚光抛物面对太阳在同一坐标系内的跟踪,增强了太阳热能的采集,从而提高太阳能的利用率。Γ结束论本文介绍了一种基于Ε===和林ϑ)一的多任务步进电机的控制系统解决方案。由以上分析可以看出,:处理器丰富的片内外设和优越的性能适合于应用复杂的多任务处理场合,且可靠性高、成本低。利用林一可以提高系统的安参考文献【杜昆梅,李铁才电机控制技术【:〕哈尔滨Β哈尔滨工业大学出版社,=洲ΑΑ【=周立功:嵌人式系统基础教程汇:〕北京Β北京航空航天大学出版社,=>〔Δ」ΖΖΕ)嵌人式实时操作系统卜Ο>一仁:邵贝贝,译=版北京Β北京航空航天大学出版社,=Δ【Γ田泽嵌人式系统开发与应用〔:」北京Β北京航空航天大学出版社,=>【>范正翘电力传动与自动控制系统〔:〕北京Β北京航空航天大学出版社=Δ《上接第Η页Α在本设计中我们采用了电压斜坡控制和限流控制方式。在电压电流环控制策略中我们采用了增量式调节控制的方式。流程见图Ψ,图。电压斜坡启动子程序通过调用ϑ子程序对设置的电压和反馈的电压进行比较后进行控制算法运选选择ϑ参数数调调人ϑ调节计算么ΩΩΩ换换算下一个开始选择ϑ参数算,输出晶闸管的触发角。限流启动的设计类似于电压斜坡启动的类型。脉冲触发序列由Χ:Δ=ΕΦ=ΓΗ的个:口产生,经过功率放大,光藕隔离触发晶闸管。Γ结束语本文介绍了一种基于Χ:Δ=)ΕΦ=ΓΗ的异步电机软启动器的工作原理,分析了硬件和软件的结构Ν提出了一种利用光电藕合器和二极管设计的同步电路,充分利用了,的硬件资源,用少量的外围器件构成了一个性能完善的系统,使该设计更加紧凑,成本更加降低。实验证明,该方法控制效果良好,有比较光明的推广应用前景。换换算下一个图,电压环计算子程序图电流环计算子程序参考文献【吴靖基于,的智能电机控制器【,杭州Β浙江大学,=侧只〔=刘和平,严利平,张学锋,等Χ:Δ=ΕΦ=ΓΞ,结构、原理及应用「:」北京Β北京航空航天大学出版社,==〔Δ〕王卫安,危韧勇基于,的中压软启动器控制系统「Ζ机车电传动,=《Π抖<=ΑΒ=一Γ【Γ张世全软启动原理及工程应用【Ζ安装,=侧ΑΓ<ΑΒ=一=Δ【>宋书中交流调速系统〔:北京Β机械工业出版社,ΨΨΨ【周俊基于,的三相异步电机智能软起动器〔,杭州Β浙江大学,=ΗΓ机电一体化哟户往