基于Intel96的感应电动机起动器

本软起动器采和三相平衡调压式主回路[1]，将三对反并联的晶闸管串接于电动机的三相电路上，主电路原理图如图1所示。通过Intel196单片机控制触发角，改变导通程度。由于引入电流负反馈，因而能控制电动机起动电流的大小，实现电动机多种软起动方式。晶闸管主电路还可与接触器并联使用，待起动过程完成后，接触器自动闭合，短接晶闸管，使电动机直接设网运行，以避免晶闸管元件的持续损耗。主电路的晶闸管和接触器并不固定，随系统容量不同可以选用不同的器件。

2 控制系统结构

图2为以Intle 196单片机[2]为核心的控制系统结构图。除Intel196单片机外，还配以电压同步信号，控制信号，电流、电压反馈，断相检测，脉冲调制、放大与隔离，LED显示和接触器接口等多种电路。

2.1 电压同步信号

图3 是电压同步信号电路。来自同步变压器的电压信号，先经电容滤去电网电压的波形畸变，再经比较器转变成方波，送给单片机，以保证触发脉冲与主电路电压同步。二极管起限幅作用，防止比较器因差模电压过大而误动作。因滤波产生的相位移动，必须进行补偿，通常有两种方法：一是调整同步变压器的连接方式如Δ/Y-11，此方式需精确计算滤波电阻与电容值，并与相序有关；二是在程序里用软件补偿，这种方法调整方便，且与相序无关。本起动器采用后者。

2.2 控制信号

控制信号来自控制面板，它包括：最大起动电流和额定电流的设定、起动方式选择、停止方式选择以及起动/停止开关操作。方式选择按钮上有发关指示功能，用软件实现自锁，按钮被先中时相应的指示灯亮。

2.3 电流、电压反馈

电流、电压反馈

软起动器工作时，主要任务是控制主电路的电流，因此要对电流进行监控。本起动器采用霍尔电流传感器，获得的电流信号为微弱交流信号，这样的信号单片机是无法识别的，必须进行处理。处理电路可以采用电流变送方式，即先对电流离散化，再由软件计算得到其效值。这种方法精确度高，实时性好，但在一个周期内要多次采样、计算，占用大量单片机资源，影响其它程序运行。处理电路也可采用整流、滤波、A/D转换的形式，特点是电路简单，占用单片机资源少，但精度稍差，且由于电路中有滤波电容，使信号的变化滞后于实际电流的变化，容易引起系统振荡。本起动器虽然采用后者，但为了克服其缺点，特采用如图4（a）所示的精密整流电路。因为电流传感器的信号很小，若直接用二极管整流会造成较大误差，而采用精密整流电路后，可以克服二极管的死区。同时设计了如图4（b）所示的电容放电电路，每次A/D转换结束后，由单片机输出口给出放电信号，对电容放电，以保证每次采样当前的电流值。电容上实测的电压波形如图4（c）所示。实验结果表明所设计的电路使用效果良好。