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1、摘 要世界上大多数国家对于电动机消耗大约的电能总量感到十分苦恼。到我们开始起动电动机时如若不采取任何措施，则会在刚起动的极短的时间内，生成极大的的电流，其电流的大小将会比额定的电流大很多,这并不是一种好的情况，它会消耗很多电能。同样的这种情况下，将会影响系统的正常工作，更严重时，将会产生更严重的后果，甚至影响其它系统的工作，不采取任何措施的启动方式还会产生极大的转矩，这种极大的转矩产生的冲击力会产生极大的危害，无论是对电机，还是对电机所关联的设备都会造成很大的危害与影响。这是世界各国所不愿意看到的 同样的不采用任何措施就将电机起动，导致很多能量的损失。因此，起动电机时使用一定的手段，会减少很多
2、能量的浪费，同样的用这种手段也会减少起动机产生的极大的转矩，减少冲击，这样也就会对其它系统进行保护并对安全性进行一定的提高，是非常重要的步骤。所以，起动电动机使用一定的手段是必须的。 本设计考虑到的软起动技术是具有极高现实意义的,因此对交流电动机软起动系统进行了深入研究。并且通过分析和比较，我们确定了以晶闸管组串联结构构成主电路,以磁环变压器驱动二级晶闸管，借此来实现隔离和同步触发，以型号的单片机为主控芯片，这样我们就实现了对系统的控制，并设计了静态和动态均压之路。其次我们也对其它具有检测功能及电等辅助电路进行了具体详细的构建最后，以这一仿真工具作为平台,通过全面对所设计的整体的系统进行分析，
3、得到仿真的总体结构的设计框图，并应用所需要的仿真模块，然后逐步搭建出所需要的整体结构，在整体结构中，还进行了所需的包括触发部分的子系统的完成，运用仿真手段，获得了没有采取任何手段的方式下对电机起动以及在软起动状态下测得的能反映电机运行状态的数据进行对比，得到了通过软起动的手段起动电机，将会大大改善其性能，减小其对系统的危害的结论。 关键词：交流电动机 单片机 软起动Abstract For many countries, an electric motor consumes about the total amount of electrical energy. While starting
4、a motor if it does not take any measures, will start in the extreme time, current generation greatly, the size of the current will be much larger than the rated current, in this case, the system will affect the normal work, more serious, and even affect other systems the work, will produce great tor
5、que, this impact will produce great harm, not only of the motor, causing great harm and influence will be related to the motor of the equipment. In the same way, starting the motor without any action will cause a lot of damage to the energy. and do not use any measures to reduce, the maximum torque,
6、 reduce the impact, for the protection of other systems and enhance the safety, is a very important step. This design takes into account the soft starter technology has very high practical significance, determine the thyristor series structure of the main circuit, the magnetic transformer driving tw
7、o thyristor, isolation and synchronization trigger, with models of the main control chip to control the system. Secondly, in the system are also other important parts of the design, including the system for power supply, for simultaneous detection of on line voltage angle difference measurement part
8、. Finally, use the simulation tools as a platform, through the comprehensive analysis of the overall system design, design diagram of the overall structure simulation, simulation module application needs, and gradually build a whole structure of need, in the whole structure, also were required inclu
9、ding the trigger subsystem part of the simulation has been completed, do not take any measures under the motor starting, and the soft start state measured by comparing can reflect the running status of the motor data can be obtained by means of soft start motor, will greatly improve the performance
10、and reduce the harm to the system.Key words: AC motor singlechip soft startII目录摘 要I AbstractII第1章 绪论31.1 课题研究的背景61.2 课题研究的目的及意义71.3 国内外发展现状81.4 论文主要研究内容8第2章 软起动基本原理及系统总体设计102.3.1 斜坡电压起动的控制策2.1 三相交流电动机的起动过程的分析102.2常见起动方式122.2.1 斜坡电压起动122.2.2 限流软起动132.2.2 转矩控制软起动142.2.4 转矩加突跳起动152.2 电动机软启动系统电路的总体结构分析1
11、52.3 电动机软起动控制策略16略162.3.2 转矩控制的策略162.4 晶闸管参数选择162.4.1 晶闸管的电流容量的选择162.4.2 晶闸管的耐压选择17第3章 晶闸管软起动技术装置硬件电路设计183.1 系统的总体框图183.2 晶闸管均压电路的设计193.2.1 电路电压分配不均的分析191.晶闸管自身静态特性及其自身数值所产生的电压不均192.晶闸管自身动态特性及其自身数值所产生的电压不均193.2.2 晶闸管在串联使用时解决电压分配不均的方法203.3 主控芯片的选择223.4 晶闸管的触发电路233.4.1 触发电路的分析233.4.3 触发电路的工作过程241.前级主电
12、路24 3.变换器的恒流控制电路254.全桥控制电路263.5 同步信号电路273.6 电流检测及反馈电路283.7 电压检测电路283.8 A/D转换电路293.9 通信部分电路303.10 电源部分电路303.10.1 5V电源电路303.10.2 3.3V电源电路313.10.3 15V电源电路31第4章 控制系统的软件设计334.1 系统流程图334.2 系统初始化与自检程序344.3 同步中断模块344.4 电流闭环控制模块354.5 脉冲延时模块36第5章 MATLAB仿真与分析375.1 建立交流电机软起动的仿真模型375.1.1 仿真工具的介绍375.1.2 仿真模型的基本单元
13、参数设定375.1.3 主电路模块375.1.4 反并联晶闸管模块385.1.5 触发电路385.1.6 软起动控制环节395.2 仿真结果及分析39结 论41致 谢42参考文献43附 录45第1章 绪论1.1 课题研究的背景电机的出现让社会得到极大的进步，通过不断的以实际为基础的应用的革新发展，使得电机不论是在性能上还是在功能上都产生了让人惊叹的改善，这些改善满足了急速发展的社会不断提高到需求。人们运用这些多种多样的电动机，将电能转换为机械能，把这样的功能，使我们的生活得到了极大的改善，这样的改善不仅使我们的生活水平得到了提高，而且还促进了人类的发展进程。目前电动机在生活中有着举足轻重的地位
14、，是因为电动机的性能和它不可替代的作用。在曾经技术和需求还不算很高的时候，占据主导的位置还是直流机的应用，但是由于其内部结构的问题，会有许多无法用人为手段弥补的问题,所以人们把研究的重点放在了交流电动机上,这是因为交流电动机着直流机无法媲美的诸多优点 而其中优点最为突出的便是三相鼠笼式异步电动机，它的结构相对简单，制作工艺也不复杂，而且易于生产，价格也较为低廉,并且惯量小,运行可靠,它能够满足工厂苛刻条件下的需求。所以在工业和日常生活中交流电动机得到了越来越多的人的认可，因此得到了广泛的发展和应用，在当今的时代交流电动机有着不可替代的作用。在现在社会中，运用最为广泛的电机便是交流电动机,这些都
15、是因为交流电动机在结构和性能的方面有着极其明显的优势，交流电动机相比直流电动机来说，交流电机更受现代社会的青睐，但是任何事物都有其两面性，虽然交流电动机比起直流电动机有着诸多优点，但是其在起动方面就需要进行一定手段来进行改善，否则就会造成很多能量损失，因为其结构与直流的电机有着极大的不同，如果其不采取一定的方法进行起动的话，在其转速从最开始提升到转速稳定的时候，其电流将会变化的非常大，远超电动机的可接受范围，这种起动方式同样也会产生极大的冲击，这种冲击对电机的危害是十分巨大的，严重时不仅仅对电机的自身的产生影响。还会对其相关联的系统造成很大的危害，这样的情况是被人们所不能接受的，所以交流电机不能在不采取任何措施的情况下起动，要通过一定的手段来克服其结构特性中所可能产生的存在问题的情况。以此来减少那些不必要的损失，从而获得利益最大化。1.2 课题研究的目的及意义现如今，人类社会飞速发展，科学的技术也在日新月异，这也就造成了电动机也起着越来越不可或缺的重要作用，而在各种各样的电动机最重要的就是交流电动机。因为交流电机有着其他电机所无法比拟的诸多优点，因为交流电机的整体结构比较简单，所以这就
