王增强三相异步电动机软启动

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理工学院本科毕业设计（论文）

三相异步电动机软启动器的设计

Design of sotf-starter in three-phase asynchronous motor

学院（系）：电子系

专业：电气工程及其自动化

学生姓名：王增强

学号： 097408064

指导教师（职称）：张凤蕊（教

授）

评阅教师：

完成日期：

理工学院

Nanyang Institute of Technology

三相异步电动机软启动器的设计

电气工程及其自动化王增强

［摘要］该系统是基于C8051单片机的交流异步电动机的软启动器控制系统，

电机启动方式采用电压斜坡软启动，由单片机控制晶闸管触发脉冲。其次介绍了软

启动器硬件电路的设计，包括主电路、控制电路、电流检测电路、相序检测电路、

晶闸管触发及其驱动电路等，同时介绍了控制系统软件设计，包括主程序、电压斜

坡启动程序、相序检测程序等，为了保护电机系统还设计了过压、欠压、过流等多

种保护。

［关键词］软启动器；异步电动机；单片机;晶闸管

Design of sotf-starter in three-phase asynchronous motor

Electrical engineering and automation Major WANG zeng－qiang Abstract: sotf-starter has a wide range of application in motor control system because its advangtage of start brake and energy-saving in motor system.Fistly this paper introduced the structure and the operation principle of a motor sotf-starter. This paper designed a sotf-starter control system in three-phase AC asynchronous motor,which is based on 8051 single chip,the crystal thyratron trigger pluse is controled by single chip.the solpe voltage starting of starting mode is used to start the motor.secondly,the hardware design and analysis of the introduced,including the main circuit,control circuit,detect current circuit,the electric current examination circuit, phase sequence detection circuit,the spring and driving of crystal thyratron. And diseussed the software design of control system,including main program, the solpe voltage program, sequence detection program.To protcet the system,it provide over-voltage,over-current,under-voltage protection measures.

Key words: sotf-starter; asynchronous motor; single chip ;crystal thyratron

目录

1 前言

1.1 三相异步电动机软启动器的国内外研究现状

电力电子软起动的出现是随着晶闸管的出现而发展起来的，最早采用晶闸管三相交流调压电路对电动机的软起动应用是在1970 年由英国人发明的，由于采用这种方法可以获得很好的起动性能，所以曾引起人们广泛的注意。近二十多年来，国外对晶闸管三相交流调压电路进行了广泛的研究，在工业应用领域得到应用，在某些领域应用显示出独特的技术优势。90 年代以后，国外一些著名厂商推出了软起动系列产品，技术已趋于成熟。如美国的AB 公司生产的315～2000KW的交流调压式电力电子软起动器，英国的CT 公司，法国的TE 公司，德国AEG 公司及欧洲ABB公司等均推出了软起动产品；德国的西门子公司推出一系列产品：SIRIUS 3RW30/31 适用于55KW以下电机，SIKOSTART 3RW22 适用于710KW 以下电机，SIKOSTART 2RW34 适用于1050KW以下电机。从软起动出现在世界（1970 年），就伴随着研究软起动器能否实现节约能源的问题。英国人曾在八十年代初就对不同控制原理的软起动产品做过对比试验，并得出在40％～50％的额定负载下，软起动器有明显的节能效果的结论，从而使得这种控制器在轻载情况下大大被采用。

目前，国外对晶闸管三相交流调压电路的研究已从对控制电压控制电机电流的开环、闭环方式，发展到通过建立比较准确实用的数学模型，找到适于三相交流调压电路电机负载的控制方法，从而使三相交流调压电路电机负载性能更优。如将原变频调速中的矢量控制和磁场定向控制引入，创立软起动技术的转矩控制。

国内在软起动器方面也有研究。我国软起动技术起步于80 年代初期，以后也推出了各种品牌的软起动器，但在技术上和可靠性上与国外同类产品尚有一定的差距。已推出JKR、NJR1、STR、JKB型软起动器和JQ、JQZ型固态节能软起动器等产品。JQ型用于轻负载起动，JQZ型用于重负载起动，最大控制功率达800kW，并已在上海、广东、新疆、湖南等省市一些工程中应用10 年。我国一些高等院校对于软起动器技术也有一定研究，如浙江大学对此技术的节能控制策略的研究已进入实用化阶段。

（1）基于单片机的变频调速软启动器

软启动器采用了单片机技术做到平稳逐步升高电压，同时考虑到由于电动机启动电