电动机智能软启动控制系统的研究与设计开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告学生姓名：梁泽星学号：20079985系部：电子信息工程专业年级：07级电子信息工程设计(论文)题目：基于单片机的软启动器的设计指导教师：贺泽凡2010年12月22日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文）说明书等资料装入文件袋中。毕业设计（论文）开题报告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文献综述一、引言随着当今社会的飞速发展，现代科技的日新月异，智能控制系统得到了越来越广泛的应用，如:生产过程的自动化，各种遥控系统等。这也给我们提出了更多更高的要求，如对电网的波动性、执行机构的智能配套等要求越来越严格。作为重要驱动执行机构的电动机，其调速和控制技术也越来越受到人们的重视，尤其是三相笼型异步电动机因具有结构简单、运行可靠、维修方便、价格便宜以及惯性小等优点而被广泛应用于工业、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。大概有以下几点:(1)要求电动机有较大的启动转矩，可以带负载启动，井且有良好的机械特性曲线；(2)启动电流尽可能小；(3)启动设备尽可能简单、经挤、可靠、易维护:(4)启动过程中能源消耗尽可能少。一般三相异步鼠笼型电动机有两种启动方式:额定电压下的直接启动方式和降压启动方式。在降压启动方式中又有星三角启动法、自拐降压启动法、延边三角形启动法、串接饱和电抗器启动法等。这类降压启动设备虽然部分缓解了大容量电动机在较小容量电网上启动时的矛盾，但是它们只是相对减小了大电流的冲击并未在本质上解决问题。而且这些启动设备还有一些固有的缺点，如对负载适应能力差、启动电流不连续、维修工作量大等等。另外，由于在整个电动机启动过程中，电磁转矩大于负载的反转矩，电动机加速运转，在相同的转动惯量下转矩的差额越大，机组加速越快，转动惯量大的机械启动就较慢，对于重复启动的生产机械来说，启动过程的时间长短对劳动生产率的影响是很大的，因而对不同的生产过程，对电动机应有不同的启动时间要求过去的启动装置大多采用接触器，属于有触点系统，容易磨损引发故障，启动特性不好。为了达到无触点控制，获得灵活多变的良好的启动特性，在80年代初期笼型异步电动机电子软启动器诞生。软启动控制器是一种新型节能设备，在欧美国家已得到大量的应用。它利用晶闸管交流调压技术实现降压启动，以后又融入了功率因素控制技术，在控制装置的研究上，正围绕着提高启动力矩、完善检测和自诊断功能以及提高产品可靠性、改进制造工艺、降低成本等方面努力。本文以应用于三相笼型异步电动机启动的软启动器为主要研究对象，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，提高了其应用范围，从根本上解决了电动机控制中存在的一些难题，特别是解决了大容量电动机恒转矩启动的问题，可以说是替代传统降压启动方式的一项新技术。本文重点研究了分级变频启动方法的实现，据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，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。并在此基础上给出了系统的软硬件设计。关键词:软启动器，高启动转矩，分级变频，晶闸管二、实现方案1、总体设计电动机智能软启动控制系统由单片机S87C196MH构成主控核心部分，进行主要的信息处理，接收外部操作指令形成各种控制信号，并完成对于各种信息的记录和处理；接口电路提供单片机与外部电路接口。主电路中包括电压检测电路、三相晶闸管部分、电流检测电路、功率因数角检测电路、电源变压器等。主电路部分结构比较简单，主要采用晶闸管调压原理完成软启动器的各项功能。三相异步电动机的晶闸管调压系统主回路的接法有多种，最常用的控制方案是将六个反并联的晶闸管分别串接在电动机的三相线圈上，这种连接方法由于各相波形对称，输出电压不含偶次谐波，谐波比较少，因此功率可以做的较大，调速性能也比较优越，本系统采用这种典型的调压电路，控制系统主回路电路图见下图。其中所有晶闸管两端并联的开关K是互锁的(同时断开或者闭合)，开关工作情况如下:电动机软启动开始时K都处于断开状态，当启动完毕时所有的开关K闭合，软启动器旁路，即启动完毕后软启动器退出运行状态，软停机开始时开关K又断开，软启动器又进入停机运行状态，如此循环重复，实际系统中用微机控制的一个三相旁路继电器来实现开关的功能。