基于PIC16C74A的交流电动机节能控制器

节能技术基于的交流电动机节能控制器石家庄市华夏电器开关厂（赵敏惠孙错引言交流异步电动机以其结构简单价格低性能稳定得到广泛的应用。

据统计，我国电动机的耗电量占总发电量的从电动机的设计制造方面考虑，电动机一般在额定负载附近时效率功率因数最高。

但在实际应用中，一些电动机不在额定负载下工作，而是在轻载或空载下长期运行，这就造成了大量能源浪费。

本文介绍一种以可控硅为功率调压器件，单片机为控制核心的电动机节能控制器。

该控制器具有结构简单控制灵活工作可靠的特点，同时具备电动机降压软起动和软停车的功能。

异步电动机节能原理异步电动机的损耗△尸为△尸二界心十尺广尺十几式中，尺一定子转子铜耗，尺。

一铁耗，气一机械损耗凡一杂散损耗。

其中铜耗占电动机总损耗的铁耗占此两项是决定电机效率的主要因素。

铜耗随负载大小而变化，即尺厂广几式中厂，一定子每相绕组电阻几一转子每相绕组电阻（折算到定子侧几一负载电流。

铁耗由涡流损耗和磁滞损耗组成，与电源电压平方成正比，即界凡式中认一电源电压一涡流损耗常数气一磁滞损耗常数。

当电动机轻载时，输出功率减少，尺嵘随之降低，但界弓凡基本不变。

由于励磁电流未变，凡降低不多，因此，电机效率大大降低。

适当降低输入电压，由式知爪将大大降低，励磁电流也因磁通的减小而下降，使几，减少，从而降低了电机效率得到提高。

但电压的降低不能过分，因为为了产生轻载转矩，当电压和磁通过分降低后转子电流必然回升，由式知将会增加。

根据电动机的功率因数曲线知，电机的功率因数月与其负载率刀有关，夕越大，之越大，刀越刁之越刁刀二时，之达到电机的额定功率因数。

因此，通过检测功率因数来确定节能运行的降压幅度，再配合负载电流图的变化可以找到最佳节能运行点。

根据以上分析，本控制器采用了功率因数角必和负载电流变化量作为反
馈信号，通过单片机对其进行模糊推理，确定晶闸管触发角原理框图如图所示。

中，反并联的晶闸管模块具有体积小便于安装等特点。

节能控制器的硬件结构框图单片机和控制电路系统选用型单片机作为控制器的核心。

电机的电流信号和电压信号分别由取样互感器检测，经整流滤波分压进人单片机的八口。

同步信号取自相电压源，通过分压斩波光电隔离可获得与相电压同步的方波信号。

通过检测管压降可以获得电流信号的过零点。

利用反并联晶闸管的条阴极线作为管压降信号检测源。

管压降信号进人单片机的外部断口，单片机通过检测同步信号与管压降信号过零点的时间差测得必角。

图节能控制器的原理框图由于功率因数和负载电流都受负载变化的影响，因此采用少和的反馈控制还可以使控制器突加负载的响应速度加快，提高电机的稳定性。

硬件设计系统硬件结构框图如图所示。

主电路控制器主电路用对反并联的晶闸管模块接在电动机的三相供电线路软件设计软件采用了必角闭环与电流闭环进行控制，各模块功能如下初始化模块。

用于对中断向量程序状态标志控制参数进行初始化。

自检模块。

对各口信号进行检测，女马发现故障则报警退出。

判相序断相模块。

根据三相管压降的相位关系自动判断电源相序，下转第页经验交流一笋彦刃萝增大。

放电电弧最初会在轴承的圈座上留下凹坑。

由于凹坑微小，它引起的电机振颤很难被检测设备发现，但在运行中，轴承滚珠很容易落人凹坑中，这使它的滚动润滑作用受到限制，结果轴承的绝缘水平被削弱，导致更大的轴电流流过，圈座上的凹坑进一步加深。

恶性循环，最终在轴承的圈座上出现了深而均匀的凹槽，影响到电机的正常使用。

轴承损害的预防措施选择适当的开关频率通过上面的分析可知，电路的开关频率越高，共模电压的频率也越高，穿过杂散电容形成的轴电流也就越大，因此必须选择一个适当的开关频率。

实上接第百）作为发出脉冲信号先后次序的依据，同时检测三相电源是否存在断相故障。

软起动模块。

实现电机的平滑起动。

节能运行模块。

电机的节能运行是在稳定运行前提下，尽可能提高功率因数，从而减小电机各项损耗，使电机效率最高。

用输出电流几及其变化量和功率因数角的变化量砂为输人量，经过模糊礁理决策，最终输出的变量是晶闸管触发甭口的变化量故障检测模块。

检测电机的运上接第页）此的大小主要由二决定。

水压由升到。

电机转速升高了，负载增加了，也上升了一点，但从图的曲线可见，低频段的电压补偿比高频段高。

当频繁增大，转速上升，电势月与频率厂的比值渐下降，磁通沪下降，磁路饱和程度降低，激磁电流大幅度降低，因此人不会上升反（上接第五）调试时，电机一次电源处应有专人守护，并同现场保持较好的联络，以便软起动器面板操作失灵时，能及时切断主回路电源。

）应增强软起动器一次开关动作的灵敏度可靠性。

如一次开关采用的验证明，调速电机的最佳开关频率为在这个频率范围内，共模电压的频率相对较低，杂散电容产生的高阻作用能够避免较大轴电流产生。

使用绝缘轴承采用绝缘轴承是消除轴电流最常用的办法，但必须注意，需要绝缘的不仅仅是电机上的轴承，与电机轴相连的所有负载的轴承都必须采用绝缘轴承，否则轴电流将通过未被绝缘的轴承产生环流，造成该轴承更快的损坏。

安装接地碳刷当不能做到所有的轴承都被绝缘时，则可采取安装接地碳刷的办法。

将碳刷一端接在轴上，另一端接地，使轴电流通过碳刷流人地下。

但由于碳刷的维护及安装较为复杂，这种方法并没有得到较多使用。

电机外壳必须充分接地当电机外壳不能充分接地时，外壳上的高频电流就有可能通过其他途径如接地碳刷）流人轴，使轴电流增大，轴承损坏的可能性也增大。

用具有导电性能的润滑油作为临时措施，可采用较为特殊的润滑油。

从前面的分析中可以看出，若使用的润滑油具有导电性，就能够避免大的轴电压的产生，从而减小了轴电流对轴承的损坏。

编褥康忠亮行参数，对断相过压欠压过流过载三相不平衡等故障信号进行检测。

故障处理模块。

对检测到各种故障信号进行定时或反时限处理，并发出报警信号。

软停车模块。

用于某些负载在停车时不宜直接断电而应逐渐减速的场合。

结论该控制器起动电机平稳电流连续，最大起动电流不超过额定电流的倍节能运行时有明显的节能效果，而且负载越轻，节能效果越明显。

参考文献陆安定，等，电动机节能改造实用手册。

上海科学技术出版社，日）森熏力。

电动机运行与节能技术。

机械工业出版社，武汉力源电子有限公司。

工单片机应用手册，刘国林，等。

交流电机软起动装置中管压降信号的应用。

电气传动，一（偏料罗朋义而下降。

怎样才能避免电机轻载跳闸增加水压可使电机轻载不跳闸，由于这时电机电流仍然很大，铁耗和铜耗都很大，水压偏高达不到要求，因此这只能是一种应急措施。

既然跳闸是由于低频电压过补偿引起的，那么就应合理设定州了线。

应根据负载性质设定川厂线，对于水泵负载应选用有负补偿的州了线，采用qP系列变频器时因低频段都有电压补偿，应从补偿程度最低的那条线开始调试令。

号功能置。

也可以选择转矩自动补功能令07号功能置。

这时变频器能根据定子电流大小自动地决定补偿程度，既能避免跳闸又可使电机电流变得更小，达到节能的目的。

编辑康忠亮是机械过流保护，则必须更换为电气过流方式，且动作值应整定为入，以便能迅速切除故障。

必要时，利用软起动器对小型样品电机进行起动试验，成功后，才在软起动器负荷侧接人负载电机，可避免负载电机遭受正面冲击。

参考文献何报杏。

新颖的电动机控制设备一软起动器。

电气时代，郑浙等。

一种微处理器控制的新型电动机软起动器。

电工技术杂志，储百森。

二滩软起器故障诊断及改进建议。

水电站机电技术，编拜多叨义
k6aplo 矿物绝缘电缆。