基于单片机的电机软起动器设计.docx

简介：
本文档详细介绍了基于单片机技术的电机软启动器的设计与实现过程。通过采用先进的控制策略和硬件配置，有效降低了电动机启动电流对电网的影响，并延长了设备使用寿命。 我国的软起动技术始于上世纪80年代初期，如今国内生产电机启动器的企业众多，并推出了多种品牌的软起动器产品。然而由于自主研发生产能力较弱，对进口产品的依赖性仍然较强，在技术和可靠性方面与国外同类产品相比仍存在差距。因此在当前市场中，占据主导地位的还是外国品牌的产品。 市场上常见的软启动方式包括机械式和三相反并联晶闸管两种类型。其中，机械式的使用较为广泛，但它是有级起动方式，并会产生二次冲击电流，其启动时的电流仍然会达到额定电流的3到4倍。此外它还存在体积大、噪音高、维护成本高等缺点。 近三十年来，随着电力电子技术的进步，无电弧开关和连续调节电流成为可能。半导体电力器件具有使用寿命长、能耗低等优点，并结合现代控制理论及微机控制技术的发展，为电机的软起动提供了新的解决方案。要实现突破传统的启动方式，则离不开电力电子技术和计算机控制系统的发展。 国外市场上的电动机软启产品主要采用固态装置——晶闸管和变频器两种类型。在需要调速功能时使用变频器，在不需要调速且负载较轻的情况下则多用晶闸管进行起动，而在重载或大功率场合才考虑使用变频方式的启动设备。目前，发达国家普遍采用的是基于晶闸管技术的软启装置，并有多家知名电气公司推出了各自品牌的此类产品。 随着电力电子技术的发展和现代控制理论的进步，异步电动机正朝着更加可靠、操作便捷以及小型化方向发展。本研究旨在设计一个基于单片机为核心的电机软启动器系统，该系统将具备实时监测与保护功能，并能根据实际负载情况调整运行模式以确保系统的安全稳定。 在三相交流异步电动机不适合直接起动的情况下，可以考虑采用定子串电阻或电抗、星形-三角形降压等方法。结合各种因素和实际情况，本课题主要研究内容包括：（1）探讨三相调压软启的基本原理，并分析电机启动电流与转矩；（2）设计晶闸管软起动系统的硬件部分；（3）实现异步电动机的软件控制模式；以及利用Protues绘制系统电路图。目标是开发出能够根据实际负载情况灵活调整运行参数的三相交流异步电动机电软启装置。 综上所述，传统的启动方式虽然简单直接但存在诸多不足之处，而随着电力电子技术的进步和现代控制理论的应用，基于晶闸管技术和单片机控制系统的新一代电机启动器正逐渐成为主流趋势。