基于VC的三相異步電機啟停系統的設計

0 引言
三相異步電機啟動(dòng)方式由其功率決定，一般規定，電動(dòng)機功率在10KW以下，可直接啟動(dòng)(即電機全壓?jiǎn)?dòng)，直接開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，將三相接入電源)。10KW以上，要根據電動(dòng)機容量和電源變壓器容量比值來(lái)確定，對于給定電動(dòng)機功率，一般最大功率不大于變壓器容量的20％--30％則可以直接啟動(dòng)，否則需降壓?jiǎn)?dòng)以防止過(guò)大的起動(dòng)電流會(huì )在線(xiàn)路上產(chǎn)生較大的壓降，使電網(wǎng)電壓波動(dòng)很大，影響并聯(lián)在電網(wǎng)上的其它設備的正常運行。
針對小功率三相異步電機的啟停，當前國內外還較多地采用繼電器、接觸器等控制電器來(lái)實(shí)現自動(dòng)控制。由于繼電接觸器控制系統是通過(guò)觸點(diǎn)的機械運動(dòng)來(lái)通斷主、控回路，然而觸點(diǎn)因為電、機械和化學(xué)的原因易于磨損，并且在高沖擊、振蕩的工作環(huán)境下，觸點(diǎn)容易發(fā)生誤動(dòng)作。若主回路有感性負載，則易于產(chǎn)生觸點(diǎn)燃弧及回跳，對外界的電磁干擾較大，并且控制系統中間環(huán)節多，必須確保每部分工作準確，系統才能正確工作，所以它存在不少缺陷，必須改進(jìn)。本文介紹以三相交流固態(tài)繼電器作為單片機和三相電機接口器件，使用PC上位機軟件直接啟動(dòng)或停止三相異步電機，減少中間環(huán)節，確?？刂葡到y穩定工作，同時(shí)可視化的電機控制系統應用前景廣闊。

1 系統設計思想
1．1 系統概述：
該系統是一種基于PC機與AT89S51單片機串口通信的三相異步電機啟停系統，PC機以VC6.0為開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現了上位機軟件的編制。上位機軟件通過(guò)串口通信發(fā)送控制命令給單片機AT89S51，AT89S51以交流固態(tài)繼電器為接口器件，通過(guò)控制交流固態(tài)繼電器輸入端電平的高低來(lái)控制三相異步電機的三相是否接入電源，從而啟動(dòng)或停止電機。
1．2 系統硬件設計
1．2．1 單片機與PC機串口通信電路
AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含4k Bytes可反復擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元。芯片可以在系統編程，大大縮短單片機應用系統的開(kāi)發(fā)周期，此外，AT89S51設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計數器，串行口，外中斷系統可繼續工作，掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。功能強大的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統和工業(yè)控制系統提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。
鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，并結合設計目標，特選用此款單片機。AT89S51單片機與PC機串口通信使用RS-232C串行通信標準接口，RS-232C總線(xiàn)接口芯片有很多，本系統使用MAXIM公司的MAX232芯片完成TTL和EIA之間的雙向電平的轉換，從而使PC機可以與AT89S51單片機通信。AT89S51單片機和PC機的串行通信連接電路如圖1所示：該工作電路對電源噪聲比較敏感，在電路設計中，要注意提高器件的抗干擾能力。應使用0.1uF或則1.OuF電容連接+5V電源去耦，選擇1.0uF／16V鉭電容作外接極性電容C1、C2、C3、C4，且讓電容盡可能靠近芯片。