電動機(jī)智能軟啟動控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)開題報告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告學(xué)生姓名：梁澤星學(xué)號：20079985系部：電子信息工程專業(yè)年級：07級電子信息工程設(shè)計(jì)(論文)題目：基于單片機(jī)的軟啟動器的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：賀澤凡2010年12月22日開題報告填寫要求1開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效。2開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按此電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見。3“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊），其中至少應(yīng)包括1篇外文資料；對于重要的參考文獻(xiàn)應(yīng)附原件復(fù)印件，作為附件裝訂在開題報告的最后。4統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨(dú)成冊，隨畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書等資料裝入文件袋中。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告1文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2500字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。文獻(xiàn)綜述一、引言隨著當(dāng)今社會的飛速發(fā)展，現(xiàn)代科技的日新月異，智能控制系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，如:生產(chǎn)過程的自動化，各種遙控系統(tǒng)等。這也給我們提出了更多更高的要求，如對電網(wǎng)的波動性、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的智能配套等要求越來越嚴(yán)格。作為重要驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動機(jī)，其調(diào)速和控制技術(shù)也越來越受到人們的重視，尤其是三相籠型異步電動機(jī)因具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維修方便、價格便宜以及慣性小等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。隨著各領(lǐng)域生產(chǎn)機(jī)械的不斷更新和發(fā)展，對電動機(jī)的啟動性能要求越來越高。大概有以下幾點(diǎn):(1)要求電動機(jī)有較大的啟動轉(zhuǎn)矩，可以帶負(fù)載啟動，井且有良好的機(jī)械特性曲線；(2)啟動電流盡可能?。?3)啟動設(shè)備盡可能簡單、經(jīng)擠、可靠、易維護(hù):(4)啟動過程中能源消耗盡可能少。一般三相異步鼠籠型電動機(jī)有兩種啟動方式:額定電壓下的直接啟動方式和降壓啟動方式。在降壓啟動方式中又有星三角啟動法、自拐降壓啟動法、延邊三角形啟動法、串接飽和電抗器啟動法等。這類降壓啟動設(shè)備雖然部分緩解了大容量電動機(jī)在較小容量電網(wǎng)上啟動時的矛盾，但是它們只是相對減小了大電流的沖擊并未在本質(zhì)上解決問題。而且這些啟動設(shè)備還有一些固有的缺點(diǎn)，如對負(fù)載適應(yīng)能力差、啟動電流不連續(xù)、維修工作量大等等。另外，由于在整個電動機(jī)啟動過程中，電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載的反轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，在相同的轉(zhuǎn)動慣量下轉(zhuǎn)矩的差額越大，機(jī)組加速越快，轉(zhuǎn)動慣量大的機(jī)械啟動就較慢，對于重復(fù)啟動的生產(chǎn)機(jī)械來說，啟動過程的時間長短對勞動生產(chǎn)率的影響是很大的，因而對不同的生產(chǎn)過程，對電動機(jī)應(yīng)有不同的啟動時間要求過去的啟動裝置大多采用接觸器，屬于有觸點(diǎn)系統(tǒng)，容易磨損引發(fā)故障，啟動特性不好。為了達(dá)到無觸點(diǎn)控制，獲得靈活多變的良好的啟動特性，在80年代初期籠型異步電動機(jī)電子軟啟動器誕生。軟啟動控制器是一種新型節(jié)能設(shè)備，在歐美國家已得到大量的應(yīng)用。它利用晶閘管交流調(diào)壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)降壓啟動，以后又融入了功率因素控制技術(shù)，在控制裝置的研究上，正圍繞著提高啟動力矩、完善檢測和自診斷功能以及提高產(chǎn)品可靠性、改進(jìn)制造工藝、降低成本等方面努力。本文以應(yīng)用于三相籠型異步電動機(jī)啟動的軟啟動器為主要研究對象，控制電路采用新的啟動方法分級變頻啟動來保證電動機(jī)在啟動初期具有低電流、高轉(zhuǎn)矩的特性，提高了其應(yīng)用范圍，從根本上解決了電動機(jī)控制中存在的一些難題，特別是解決了大容量電動機(jī)恒轉(zhuǎn)矩啟動的問題，可以說是替代傳統(tǒng)降壓啟動方式的一項(xiàng)新技術(shù)。本文重點(diǎn)研究了分級變頻啟動方法的實(shí)現(xiàn)，據(jù)供電電源在一個正弦周期內(nèi)兩個過零點(diǎn)處電壓瞬時值的單調(diào)性不同，提出了各離散頻率觸發(fā)角組合的新方法，確定了各離散頻率最佳相位角組合的新方法，使該頻率下的正弦分量最大化，保證了分級變頻啟動過程中正弦曲線的連續(xù)性。系統(tǒng)的主電路由三對晶閘管反并聯(lián)而成，并與交流電源各相相聯(lián)。通過改變晶閘管的觸發(fā)角來改變電動機(jī)電壓，實(shí)現(xiàn)降壓啟動，另外還能達(dá)到減緩沖擊和節(jié)約電能的目的。并在此基礎(chǔ)上給出了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞:軟啟動器，高啟動轉(zhuǎn)矩，分級變頻，晶閘管二、實(shí)現(xiàn)方案1、總體設(shè)計(jì)電動機(jī)智能軟啟動控制系統(tǒng)由單片機(jī)S87C196MH構(gòu)成主控核心部分，進(jìn)行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號，并完成對于各種信息的記錄和處理；接口電路提供單片機(jī)與外部電路接口。主電路中包括電壓檢測電路、三相晶閘管部分、電流檢測電路、功率因數(shù)角檢測電路、電源變壓器等。主電路部分結(jié)構(gòu)比較簡單，主要采用晶閘管調(diào)壓原理完成軟啟動器的各項(xiàng)功能。三相異步電動機(jī)的晶閘管調(diào)壓系統(tǒng)主回路的接法有多種，最常用的控制方案是將六個反并聯(lián)的晶閘管分別串接在電動機(jī)的三相線圈上，這種連接方法由于各相波形對稱，輸出電壓不含偶次諧波，諧波比較少，因此功率可以做的較大，調(diào)速性能也比較優(yōu)越，本系統(tǒng)采用這種典型的調(diào)壓電路，控制系統(tǒng)主回路電路圖見下圖。其中所有晶閘管兩端并聯(lián)的開關(guān)K是互鎖的(同時斷開或者閉合)，開關(guān)工作情況如下:電動機(jī)軟啟動開始