交流电动机软起动器分析与设计

摘要

软起动器是近代电力电子技术的一项新产品，主要用于实现普遍交流电动机的电压斜坡起动，电流限幅起动，而且可以实现软停车功能。它在减小起动电流对电动机、电网和传动系统的冲击方面有突出表现。 本文在传统的三相交流调压电路Y形负载六路窄脉冲触发信号的基础上，进一步分析和讨论了异步电动机软起动器晶闸管的三路触发方案，并用MATLAB中simpowersystem模块对六路、三路触发方案进行仿真。在此研究的基础上设计了基于80C196KC单片机的电动机软起动器的硬件和软件。硬件电路的设计包括对电源电路、控制电路、输入电路、输出电路、指示灯电路、复位电路等的设计。在硬件电路设计的基础上，编写了定时器中断子程序、高速输入中断服务子程序、电压斜坡子起动程序、电流限幅起动子程序等。最后针对起动过程中的谐波干扰问题对电动机软起动器的谐波特性进行了研究。 对晶闸管三路触发脉冲的研究及设计是本论文的创新点所在，通过实践验证了理论分析的正确性，设计的可行性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2国内外现状

1.3课题背景

1.4课题研究内容

第二章交流电动机起动方式

2.1鼠笼式异步电动机的传统起动方法

2.1.1直接起动

2.1.2 Y-△起动

2.1.3阻抗起动

2.1.4自耦变压器起动

2.2降低电压对异步电动机的影响

2.2.1异步电动机的等效电路

2.2.2降压对起动电流的影响

2.2.3降压对起动转矩的影响

2.3利用电力电子元件实现的新型起动方式

2.3.1软起动器

2.3.2变频器

2.4软起动器的起动方式

2.4.1电压斜坡起动方式

2.4.2电流限幅起动方式

2.5软起动器的停机方式

第三章三相交流调压电路触发方式

3.1三相交流调压电路工作原理

3.2电压同步双窄脉冲六路触发方案研究

3.2.1三相调压电路在负载阻抗角φ=0时的工作情况

3.2.2在三相电阻-电感负载时的工作情况

3.3电压同步三路触发方案研究

第四章软起动控制器硬件设计

4.1总体设计

4.2电源电路

4.3控制电路

4.3.1单片机的选择

4.3.2相关80C196KC单片机引脚功能说明

4.4输入电路

4.4.1同步信号检测电路

4.4.2阻抗角检测电路

4.4.3拨码盘输入电路

4.4.4输入控制信号

4.4.5模/数转换电路

4.5输出电路

4.5.1 BRT12H介绍

4.5.2触发通路

4.5.3输出控制电路

4.6指示灯电路

4.7复位电路

4.8外接存储器电路

4.8.1存储器的选择

4.8.2存储器与单片机接口电路

第五章软起动控制器软件实现

5.1总体设计

5.2主程序

5.3定时器中断子程序

5.4高速输入通道及中断服务子程序

5.4.1相关特殊功能寄存器

5.4.2表格生成

5.4.3高速输入中断子程序

5.5电压斜坡起动

5.5.1反查表子程序

5.5.2电压斜坡起动原理

5.5.3电压斜坡起动子程序

5.6电流限幅起动

5.6.1相关特殊功能寄存器

5.6.2电流限幅起动实现

第六章软起动器的谐波分析

6.1谐波问题及研究现状

6.2谐波概念

6.3软起动器的谐波分析

6.4谐波抑制

第七章结论

7.1总结

7.2有待进一步开展的工作

攻读硕士学位期间发表的论文

致 谢

参考文献