基于A(yíng)T89C51的三相異步電動(dòng)機

這里所介紹的基于單片機AT89C5l的三相異步電動(dòng)機軟啟動(dòng)器從本質(zhì)上改善交流電動(dòng)機的啟動(dòng)特性，而且具有節電運行、過(guò)流保護、過(guò)載保護、缺相保護等功能。

　　1 工作原理及硬件構成

　　該軟啟動(dòng)器的硬件電路結構框圖如圖1.

　　啟動(dòng)時(shí)（接到啟動(dòng)指令），從單片機輸出口產(chǎn)生移相觸發(fā)脈沖，通過(guò)控制串接在三相異步電動(dòng)機繞組中的雙向晶閘管的導通角α，使之實(shí)現斜坡方式減壓?jiǎn)?dòng)。在電機運行中，實(shí)時(shí)檢測電機功率因數，據此改變導通角α，實(shí)現節電運行。過(guò)流與過(guò)載檢測采用常規電流互感器電路，經(jīng)整流、濾波、放大、A/D轉換及隔離后送人單片機，由軟件完成數據處理及判斷。缺相檢測采用同時(shí)檢測三相電源的方法以判斷缺相故障。每相檢測電路如圖2所示。在晶閘管導通期間，該電路Vo應輸出高電平信號，否則該相缺相（電流為零）。各相的檢測信號也送入單片機進(jìn)行處理及判斷。

　　相位檢測與同步信號產(chǎn)生電路見(jiàn)圖3.A相電流、電壓信號經(jīng)光耦變?yōu)榉讲ê笏腿氘惢蜷T(mén)，定時(shí)/計數器8253的通道0（工作于方式2）用于檢測A相電壓與電流的相位差，電壓過(guò)零時(shí)門(mén)控端GATE0得到高電平，開(kāi)始計數，電流過(guò)零時(shí)GATEo變?yōu)榈碗娖?，計數停止。單片機在GATE.低電平期間讀出計數值則可得到電壓電流相位差。由8253的通道l、2（工作于方式5）延時(shí)實(shí)現觸發(fā)脈沖的移相控制，A相電壓過(guò)零為同步信號啟動(dòng)定時(shí)。通道l與單片機的定時(shí)/計數器T0配合控制l、2、3號晶閘管的導通時(shí)刻，通道2與單片機的定時(shí)/計數器T，配合控制4、5、6號晶閘管的導通時(shí)刻，T0、T1定時(shí)時(shí)間均為3.3ms，它是利用前一次定時(shí)中斷啟動(dòng)下一次定時(shí)，而在一周期內分別產(chǎn)生相差3.3ms的三個(gè)觸發(fā)控制脈沖。

　　啟動(dòng)（停）指令來(lái)自機床電氣控制系統主控制器，按照加工工藝流程，要求該電動(dòng)機啟動(dòng)（停）時(shí)，主控制器會(huì )發(fā)出啟動(dòng)（停）指令，則軟啟動(dòng)器控制電機啟動(dòng)（停）。在機床設備中往往需要聯(lián)鎖控制，這樣當電動(dòng)機出現故障而停機保護時(shí)，就需向主控制器回饋一個(gè)停信號，主控制器隨之可以進(jìn)行聯(lián)鎖控制處理

　　2 控制軟件

　　該軟件的任務(wù)是控制硬件系統自動(dòng)采集、檢測輸人信號，對輸人數據進(jìn)行判斷與處理，按要求輸出所需的控制信號。主程序流程圖如圖4所示。接到啟動(dòng)指令后首先啟動(dòng)電機，之后進(jìn)人循環(huán)工作過(guò)程直至接到停指令或故障停機。由于有較強功能的硬件電路的配合，使得主程序在每次循環(huán)中都能進(jìn)行故障檢測、電流值采樣顯示、功率因數角測量、觸發(fā)脈沖移相和輸出控制，因此做到了控制迅速，采樣、故障診斷兩不誤。INTo與To中斷程序實(shí)現的是1、2、3號晶閘管的觸發(fā)脈沖移相與定位控制，其流程圖見(jiàn)圖5、圖6.INT1與T1中斷程序實(shí)現的是4、5、6號晶閘管的觸發(fā)脈沖移相與定位控制，其流程圖與圖5、圖6相似。