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三相异频电动机因结构简单、维护容易等优点，广泛应用于工农业生产中。但在电动机拖动的动态过程中，出现一系列问题：启动时，电流过大；制动时，产生机械冲击、引发放电电弧；负载减轻时，转速不稳定、功率因数低等等。

随着电力电子技术和计算机控制技术的快速发展，交流电动机的动态控制装置开始逐步取代一些常规的动态控制方式。

笔者提出了一种采用三相电力晶闸管模块为主电路，单片机为控制核心的智能型动态控制方法。

1          电动机动态控制原理

1.1电动机动态控制结构原理

电动机动态控制结构原理如图1所示。

    利用三相电力晶闸管调压原理。启动时，触发角最大，，然后逐渐减小触发角，直到晶闸管完全导通，实现了软起动。运行时，若I<I_N，增大触发角，电动机线电压下降，使电动机功率因数保持在最佳状态。停机时，若为瞬态停机方式，则无触发脉冲；若为软停机方式，则控制晶闸管的触发脉冲，实现无弧、平稳停机。

1.2        动态控制模式

1.2.1  软起动模式

采用斜坡限流软起动方式，如图2所示。

    在电动机起动的初始阶段（OA），晶闸管控制其输出电压的升高，使得电流依调定的速率升高，当电流达到设定的电流幅值I_m后，电流保持恒定，直到起动完毕。电流限幅值I_m一般取额定电流2倍，即I_m=2 I_N 。

1.2.2  软停机和瞬态停机模式

采用斜坡软停机方式，如图3所示，原理同上。

    瞬态停机：电动机瞬时断电，此后依靠惯性或制动装置停机。比如：因故障、或要求准确定位的停机时，应采用此模式。

1.2.3  节能运行模式

当负载力矩（负载电流）减小时，自动调节晶闸管的输出电压，使电动机的功率因数保持在最佳状态。

2          控制系统的硬件电路

控制系统的硬件电路由单片机、采样电路、晶闸管模块、显示电路及保护电路等部分组成。

2.1  单片机电路（单片机、A/D、D/A、显示电路）

单片机采用国内流行的单片机89C52，显示器接口采用8155芯片；选用0809作模数转换，用8155内部的定时器为A/D0809提供时钟信号；另外，选用DAC0832作数摸转换。

2.2        采样电路

采样电路如图4所示。

    以电动机的电流为检测对象。经交流互感器采样、桥式整流、π型滤波、隔离，信号送单片机的A/D转换。单片机计算出晶闸管的导通角，并输出触发脉冲。触发脉冲经光电隔离、驱动放大、脉冲变压器，产生晶闸管所需的触发脉冲，控制晶闸管的导通。

2.3  晶闸管模块

晶闸管模块内含晶闸管和移相控制电路，如图5所示。

移相控制器具有同步电路和触发电路的功能。同步电路实时检测晶闸管模块的入端电压，为触发电路提供电压相角信息，保证触发脉冲与电源同步，分时触发六个晶闸管。从而实现了交流调压。
2.4  保护电路

当主电路发生过流、过压、欠压以及断相等故障时，单片机对采样信号处理后，停止输出触发脉冲，断电并报警。

同时，因经常发生过流故障，为了提高过流保护的可靠性，在主电路中采用快速熔断器。

3          软件设计

系统软件由主程序和软起动、节能、软停车，显示及报警等子程序组成，如图6所示

4          结束语
    以单片机89C52为控制核心，配以采样、显示、保护等硬件组成的电动机动态控制系统，实现了软起动、软停车、节能运行，减小了对传动元件的冲击，节省了电能，并设置了可靠的故障保护。该系统具有优良的性能，适于在工农业生产中广泛推广。

参  考  文  献

１  王晓明．电动机的单片机控制．北京航天航空大学出版社，200２.５

２  李发海，王岩. 电机与拖动基础．北京：清华大学出版社，2000

３　王云亮．电力电子技术．电子工业出版社，2004．8