15KW智能软启动器控制系统的研究与设计

摘要

软启动器因为启动电流小、节约能源以及减少了对机械的启动冲击，而广泛应用于三相笼型异步电动机的启动中，如工业、农业和交通运输等领域。随着各领域生产机械的不断更新和发展，对电动机的启动性能要求越来越高。传统的降压启动方法基本上是靠单纯的降低电压来启动电动机的，启动转矩很小，不适用于恒转矩启动。 本文通过分析三相笼型异步电动机启动技术的现状，提出了提高软启动器启动转矩的新方法。系统的控制电路采用新的启动方法——分级变频启动来保证电动机在启动初期具有低电流、高转矩的特性。重点研究了分级变频启动方法的实现，考虑供电电源在一个正弦周期内两个过零点处电压瞬时值的单调性不同，提出了各离散频率触发角组合的新方法，确定了各离散频率最佳相位角组合的新方法，使该频率下的正弦分量最大化。确定了用于分级变频控制的各离散频率的选取方法及不同频率的切换原则，保证了分级变频启动过程中正弦曲线的连续性。系统的主电路由三对晶闸管反并联而成，并与交流电源各相相联。通过改变晶闸管的触发角来改变电动机电压，实现降压启动，另外还能达到减缓冲击和节约电能的目的。 本文在理论分析与仿真的基础上，完成了以intel 16位单片机S87C196MH为微处理器的高转矩软起动器的实验研究，并设计了基于分级变频启动方法的软启动器。实验表明，该软启动器可以减小启动电流，提高其动转矩，具有较好的控制效果。

目录

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摘要

第一章绪论

1.1前言

1.2异步电动机软启动技术的发展

1.3传统软启动器原理概述

1.4分级变频高转矩软启动器原理概述

1.5本文研究的主要内容

第二章异步电动机软启动器基本原理分析

2.1异步电动机的数学模型

2.2传统启动方式的原理

2.3软启动器的传统启动法

2.4异步电动机的分级变频软启动方法

2.5晶闸管调压原理

第三章分级变频理论

3.1分级变频理论概述

3.2分频方法

3.3分频频率和最优组合选择

3.4各级子频率触发角的计算

3.5分级变频切换过程研究

第四章分级变频启动的建模及仿真

4.1仿真模型

4.2仿真结果

第五章软启动系统的硬件设计

5.1硬件系统概述

5.2系统的主电路设计

5.3系统的控制电路设计

5.4本章小结

第六章软启动系统的软件设计

6.1软件系统概述

6.2主程序设计

6.3键处理程序

6.4中断处理程序

6.5分级变频启动软件流程

结论

附录

参考文献

致谢