電動機智能軟啟動控制系統(tǒng)的研究與設計開題報告.doc

畢業(yè)設計（論文）開題報告學生姓名：梁澤星學號：20079985系部：電子信息工程專業(yè)年級：07級電子信息工程設計(論文)題目：基于單片機的軟啟動器的設計指導教師：賀澤凡2010年12月22日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。3“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于10篇（不包括辭典、手冊），其中至少應包括1篇外文資料；對于重要的參考文獻應附原件復印件，作為附件裝訂在開題報告的最后。4統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨成冊，隨畢業(yè)設計（論文）說明書等資料裝入文件袋中。畢業(yè)設計（論文）開題報告1文獻綜述：結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2500字以上的文獻綜述，文后應列出所查閱的文獻資料。文獻綜述一、引言隨著當今社會的飛速發(fā)展，現(xiàn)代科技的日新月異，智能控制系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應用，如:生產(chǎn)過程的自動化，各種遙控系統(tǒng)等。這也給我們提出了更多更高的要求，如對電網(wǎng)的波動性、執(zhí)行機構(gòu)的智能配套等要求越來越嚴格。作為重要驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的電動機，其調(diào)速和控制技術(shù)也越來越受到人們的重視，尤其是三相籠型異步電動機因具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維修方便、價格便宜以及慣性小等優(yōu)點而被廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運輸?shù)阮I域。隨著各領域生產(chǎn)機械的不斷更新和發(fā)展，對電動機的啟動性能要求越來越高。大概有以下幾點:(1)要求電動機有較大的啟動轉(zhuǎn)矩，可以帶負載啟動，井且有良好的機械特性曲線；(2)啟動電流盡可能??；(3)啟動設備盡可能簡單、經(jīng)擠、可靠、易維護:(4)啟動過程中能源消耗盡可能少。一般三相異步鼠籠型電動機有兩種啟動方式:額定電壓下的直接啟動方式和降壓啟動方式。在降壓啟動方式中又有星三角啟動法、自拐降壓啟動法、延邊三角形啟動法、串接飽和電抗器啟動法等。這類降壓啟動設備雖然部分緩解了大容量電動機在較小容量電網(wǎng)上啟動時的矛盾，但是它們只是相對減小了大電流的沖擊并未在本質(zhì)上解決問題。而且這些啟動設備還有一些固有的缺點，如對負載適應能力差、啟動電流不連續(xù)、維修工作量大等等。另外，由于在整個電動機啟動過程中，電磁轉(zhuǎn)矩大于負載的反轉(zhuǎn)矩，電動機加速運轉(zhuǎn)，在相同的轉(zhuǎn)動慣量下轉(zhuǎn)矩的差額越大，機組加速越快，轉(zhuǎn)動慣量大的機械啟動就較慢，對于重復啟動的生產(chǎn)機械來說，啟動過程的時間長短對勞動生產(chǎn)率的影響是很大的，因而對不同的生產(chǎn)過程，對電動機應有不同的啟動時間要求過去的啟動裝置大多采用接觸器，屬于有觸點系統(tǒng)，容易磨損引發(fā)故障，啟動特性不好。為了達到無觸點控制，獲得靈活多變的良好的啟動特性，在80年代初期籠型異步電動機電子軟啟動器誕生。軟啟動控制器是一種新型節(jié)能設備，在歐美國家已得到大量的應用。它利用晶閘管交流調(diào)壓技術(shù)實現(xiàn)降壓啟動，以后又融入了功率因素控制技術(shù)，在控制裝置的研究上，正圍繞著提高啟動力矩、完善檢測和自診斷功能以及提高產(chǎn)品可靠性、改進制造工藝、降低成本等方面努力。本文以應用于三相籠型異步電動機啟動的軟啟動器為主要研究對象，控制電路采用新的啟動方法分級變頻啟動來保證電動機在啟動初期具有低電流、高轉(zhuǎn)矩的特性，提高了其應用范圍，從根本上解決了電動機控制中存在的一些難題，特別是解決了大容量電動機恒轉(zhuǎn)矩啟動的問題，可以說是替代傳統(tǒng)降壓啟動方式的一項新技術(shù)。本文重點研究了分級變頻啟動方法的實現(xiàn)，據(jù)供電電源在一個正弦周期內(nèi)兩個過零點處電壓瞬時值的單調(diào)性不同，提出了各離散頻率觸發(fā)角組合的新方法，確定了各離散頻率最佳相位角組合的新方法，使該頻率下的正弦分量最大化，保證了分級變頻啟動過程中正弦曲線的連續(xù)性。系統(tǒng)的主電路由三對晶閘管反并聯(lián)而成，并與交流電源各相相聯(lián)。通過改變晶閘管的觸發(fā)角來改變電動機電壓，實現(xiàn)降壓啟動，另外還能達到減緩沖擊和節(jié)約電能的目的。并在此基礎上給出了系統(tǒng)的軟硬件設計。關鍵詞:軟啟動器，高啟動轉(zhuǎn)矩，分級變頻，晶閘管二、實現(xiàn)方案1、總體設計電動機智能軟啟動控制系統(tǒng)由單片機S87C196MH構(gòu)成主控核心部分，進行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號，并完成對于各種信息的記錄和處理；接口電路提供單片機與外部電路接口。主電路中包括電壓檢測電路、三相晶閘管部分、電流檢測電路、功率因數(shù)角檢測電路、電源變壓器等。主電路部分結(jié)構(gòu)比較簡單，主要采用晶閘管調(diào)壓原理完成軟啟動器的各項功能。三相異步電動機的晶閘管調(diào)壓系統(tǒng)主回路的接法有多種，最常用的控制方案是將六個反并聯(lián)的晶閘管分別串接在電動機的三相線圈上，這種連接方法由于各相波形對稱，輸出電壓不含偶次諧波，諧波比較少，因此功率可以做的較大，調(diào)速性能也比較優(yōu)越，本系統(tǒng)采用這種典型的調(diào)壓電路，控制系統(tǒng)主回路電路圖見下圖。其中所有晶閘管兩端并聯(lián)的開關K是互鎖的(同時斷開或者閉合)，開關工作情況如下:電動機軟啟動開始