单片机控制的三相异步电机软启动器设计开题报告

1. 研究目的与意义

电机在生活中的使用越来越广泛，三相异步电机也因为相比于单相异步电机，其有运行性能可靠，重量轻和价格便宜等优点，使其在工业农业等领域得到广泛应用。电机在开始启动的瞬间会产生一个电流为启动电流，启动电流是电机启动时的最大电流，电机启动时，瞬间电流最大，然后随着转速的增加，电流和转矩逐渐减小，达到额定转速时，运行电流逐渐稳定在额定电流附近^[1]。而过大的启动电流，会导致绝缘的老化，影响电机的其他部件和外部设备的使用寿命。电网中其他电设备也会因为较大的电网压降受到冲击，频繁的启动电机还会使得电机出现短路、缺相、欠压等故障，影响设备运行。因此人们想了许多办法解决电机启动问题，而软启动恰恰能很好的解决这一问题，它能使启动电压由零慢慢提升到额定电压，使启动电流始终处于可控状态^[2]。控制电机平滑启动，减小冲击电流，避免冲击电网^[3]。软启动还可以改变电动机的启动特性和保护拖动系统，保证电动机可靠启动^[4]。

软起动有定子串接电阻起动、y-#8710;起动、自耦变压器降压起动、延边三角形起动。随着电力电子技术和控制技术的发展，大功率晶闸管制造技术日益完善，控制技术的水平也日益提高，国内如今有性能更佳的新型软起动设备，比如液阻软起动、磁控软起动、晶闸管软起动、变频器软起动，新型软起动设备中，以晶闸管软起动和变频调速设备最具有发展前景。液阻软起动，其起动电流小，电压波动小，成本较低，最早起源与国外，后来在国内发展，得到广泛的应用；磁控软起动在电网电压波动问题中没有明显优势，研究发展较少；晶闸管软起动其体积小，控制方便，适用于电网问题不突出的中小型电机的起动；变频器起动电动机时起动电流小，转矩大，保护灵敏性高和性能可靠，但因其造价高等问题需要在适合的场所充分发挥其产品功能^[5-7]。国外软起动行业从产品来看，发达国家的电动机软起动产品主要是从固态软起动装置和变频软起动装置。相比于国外，国内在软起动方面还是有一定差距。首先我国在大功率电动机软起动装置上主要还是进口，比如20000kw以上的电动机，西门子和abb的变频软起动装置，在sfc上国内目前还没能力突破；第二，高端产品如固态软起动产品，其可靠性设计和数字化智能化方面，远远高于国内同类产品^[8]。

现阶段，很多学者基于单片机控制三相异步电机的软起动，进行了一系列研究^[9]。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

（1）单片机控制的三相异步电机软起动，主要包括at89c51单片机、同步信号检测模块、电流检测电路、键盘模块、人机交互系统等。

（2）完成的功能：利用单片机控制电机平滑起动，使电流慢慢变成额定电流，不产生较大的冲击电流。

3. 研究的方法与步骤

拟采用的研究方法：

本课题拟采用软硬件相结合组成实际控制系统。主要分为以下几个部分：电路原理图设计与分析，算法模型建立并进行软件的编程及其功能的调试与仿真。采用mcs-51单片机，完成对数据的采集、分析与处理，最后输出控制量。

拟采用的具体步骤：

4. 参考文献

[1]笼型三相异步电动机运转性能参数解析[j]. 黄莉明;陈金刚.防爆电机,2019(06):23-25

[2]基于模糊控制的三相异步电动机软启动器设计[j]. 王颖;单宝鑫;李智超;孙延飞.电气传动自动化,2014(03):20-22

[3]三相异步电动机起动方式的分析与选择[j]. 赵建文;翟文利.电机技术,2006(03):46-48

5. 计划与进度安排

2.26--3.12 查阅资料，攥写开题报告；

3.12--4.17 硬件功能分析，熟悉cc2530系统指令及编程语言；

4.17--4.25 设计电路原理图、编制应用程序；