基于分级变频技术的全数字化低压软启动器的研究

摘要

在国民生产生活的各个方面，三相交流电机的使用占据了绝大部分比重，而三相交流电机的起动也一直是研究的重点。在三相交流电机的起动过程当中，若直接将电机接入电网时，会产生很大的冲击电流，这样会对电机本身以及电网产生很大的危害。为此，提出了采用软启动的方式来减少大冲击电流带来的危害。
　　软起动器在本质上是一个降压调压电路。将电机通过三相反并联的晶闸管与电网连接，通过控制晶闸管的关断来调节定子输入电压，在起动过程中渐渐增加电压，降低电机的起动电流，达到软启动的目的。但传统的软启动器在降低较大起动电流的同时也降低了电机的起动转矩。为此提出了采用分级变频的方式来提高电动机的电磁转矩。
　　本文将对基于分级变频技术的低压软启动器进行研究，分析其硬件电路结构以及软件功能实现过程。分级变频低压软启动器的硬件电路由主电路、主控板、驱动板和液晶板四部分组成；软件结构则重点介绍了电压斜坡起动+突跳程序结构、时钟芯片实现方法以及电流斜坡程序流程等。同时也对异步电动机直接起动、传统软启动器起动以及分级变频软启动进行建模仿真实验，对分级变频软启动进行谐波分析，验证分级变频软启动的优越性，证明分级变频软启动会是未来发展的重要方向。

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1 绪论

1.1 三相异步电动机的发展历史与现状

1.2 课题研究现状和存在主要问题

1.3 课题需要解决的问题

1.4 本文研究的主要内容

2 三相交流电机启动原理

2.1 异步电动机 型等效电路

2.2 异步电动机起动方法

2.3 低压软起动器的基本原理

2.4 分级变频理论

2.5 本章小结

3 分级变频软起动器的建模与仿真

3.1 分级变频软启动仿真模型

3.2 仿真结果

3.3 本章小结

4 分级变频软启动器硬件设计

4.1 硬件电路系统框图

4.2 主电路硬件设计

4.3 主控板硬件设计

4.4 液晶屏显示电路硬件设计

4.5 驱动板电路

4.6 本章小结

5 分级变频软启动器软件设计

5.1 电压斜坡起动（+突跳）

5.2 电流斜坡

5.3 软停车

5.4 时钟芯片设置

5.5 顺序启动

5.6 可编程输入

5.7 模拟量输出

5.8 本章小结

6 软启动器调试

6.1 调试流程

6.2 调试波形

6.3 调试总结

7 全文总结

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献