基于VC的三相异步电机启停系统的设计

1．2．2 AT89S51和三相异步电机的接口器件：
当前国内外使用的电机控制系统电路如图2所示，这种控制系统称为继电接触器控制系统，它是一种有触点的断续控制，因为其中控制电器是断续动作的。
本系统采用三相交流固态继电器作作为AT89S51和三相异步电机的接口器件。
SSR(Solid state Relay)固态继电器是用分离的电子元器件、集成电路(或芯片)及混合微电路技术结合发展起来的一种具有继电特性的无触点式电子开关。具有寿命长、可靠性高、开关速度快、电磁干扰小、无噪声、无火花等特点。固态继电器按输出负载电源分，有交流固态继电器和直流固态继电器。交流固态继电器按开关方式分有电压过零导通型和随机导通型。过零导通型SSR是当负载电源电压过零区时才能导通，负载电流过零时才关断，这是为了避免使负载受到峰值电压的冲击和干扰；随机导通型SSR是只要输入端加入信号，便导通。本系统使用过零导通型SSR。
过零导通型SSR原理图和应用简图如图3所示：应用简图中1、2为控制端，加上一定大小的直流电压，输出端3、4便导通，负载便接入电源工作；当控制端电压低于一定大小时，输出端3、4立刻断开，负载停止工作。其小信号控制端和主回路在电气上是隔离绝缘的，所需控制功率极小，开关速度很快。

图3所示的交流固态继电器称为单相交流固态继电器，三相交流固态继电器是集三只单相交流固态继电器为一体，并以单一输入端对三相负载进行直接开关切换的固态继电器，它可方便地控制三相交流电机、加热器等三相负载。
本系统受控的三相异步电机功率为3KW，额定电流为6.4 A，故选择山东淄博其特电子公司生产的型号为3SSR30的三相固态继电器。该产品过零触发，无火花，介质耐压2500V AC，每相输出最大交流电流有效值为30A(电机直接启动瞬间电流为额定电流几倍)，每相最大相电压有效值为450V，工作频率为50HZ，控制端信号必须满足电压达到4-24V DC，电流达到50mA输出端才导通。则本系统AT89S51控制电机电路图如4所示：图4中线性光耦器件OPTOISO1工作在饱和和截止状态，其性能指标CTR范围为50％-200％。晶体管9013工作在放大区，为3SSR30的导通提供足够大的输入电流。由于电机是感性负载，所以在输出回路中必须附加过流、过压抑制元件RY820V压敏电阻，用于保护SSR，它的选用原则是220V选用500V-600V压敏电阻，380V时可选用800V-900V压敏电阻。