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三相異頻電動(dòng)機(jī)因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。但在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程中，出現(xiàn)一系列問(wèn)題：?jiǎn)?dòng)時(shí)，電流過(guò)大；制動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生機(jī)械沖擊、引發(fā)放電電弧；負(fù)載減輕時(shí)，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定、功率因數(shù)低等等。

隨著電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的快速發(fā)展，交流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)控制裝置開(kāi)始逐步取代一些常規(guī)的動(dòng)態(tài)控制方式。

筆者提出了一種采用三相電力晶閘管模塊為主電路，單片機(jī)為控制核心的智能型動(dòng)態(tài)控制方法。

1          電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)控制原理

1.1電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)控制結(jié)構(gòu)原理

電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)控制結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

    利用三相電力晶閘管調(diào)壓原理。啟動(dòng)時(shí)，觸發(fā)角最大，，然后逐漸減小觸發(fā)角，直到晶閘管完全導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)。運(yùn)行時(shí)，若I<I_N，增大觸發(fā)角，電動(dòng)機(jī)線(xiàn)電壓下降，使電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)保持在最佳狀態(tài)。停機(jī)時(shí)，若為瞬態(tài)停機(jī)方式，則無(wú)觸發(fā)脈沖；若為軟停機(jī)方式，則控制晶閘管的觸發(fā)脈沖，實(shí)現(xiàn)無(wú)弧、平穩(wěn)停機(jī)。

1.2        動(dòng)態(tài)控制模式

1.2.1  軟起動(dòng)模式

采用斜坡限流軟起動(dòng)方式，如圖2所示。

    在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段（OA），晶閘管控制其輸出電壓的升高，使得電流依調(diào)定的速率升高，當(dāng)電流達(dá)到設(shè)定的電流幅值I_m后，電流保持恒定，直到起動(dòng)完畢。電流限幅值I_m一般取額定電流2倍，即I_m=2 I_N 。

1.2.2  軟停機(jī)和瞬態(tài)停機(jī)模式

采用斜坡軟停機(jī)方式，如圖3所示，原理同上。

    瞬態(tài)停機(jī)：電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)斷電，此后依靠慣性或制動(dòng)裝置停機(jī)。比如：因故障、或要求準(zhǔn)確定位的停機(jī)時(shí)，應(yīng)采用此模式。

1.2.3  節(jié)能運(yùn)行模式

當(dāng)負(fù)載力矩（負(fù)載電流）減小時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)晶閘管的輸出電壓，使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)保持在最佳狀態(tài)。

2          控制系統(tǒng)的硬件電路

控制系統(tǒng)的硬件電路由單片機(jī)、采樣電路、晶閘管模塊、顯示電路及保護(hù)電路等部分組成。

2.1  單片機(jī)電路（單片機(jī)、A/D、D/A、顯示電路）

單片機(jī)采用國(guó)內(nèi)流行的單片機(jī)89C52，顯示器接口采用8155芯片；選用0809作模數(shù)轉(zhuǎn)換，用8155內(nèi)部的定時(shí)器為A/D0809提供時(shí)鐘信號(hào)；另外，選用DAC0832作數(shù)摸轉(zhuǎn)換。

2.2        采樣電路

采樣電路如圖4所示。

    以電動(dòng)機(jī)的電流為檢測(cè)對(duì)象。經(jīng)交流互感器采樣、橋式整流、π型濾波、隔離，信號(hào)送單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換。單片機(jī)計(jì)算出晶閘管的導(dǎo)通角，并輸出觸發(fā)脈沖。觸發(fā)脈沖經(jīng)光電隔離、驅(qū)動(dòng)放大、脈沖變壓器，產(chǎn)生晶閘管所需的觸發(fā)脈沖，控制晶閘管的導(dǎo)通。

2.3  晶閘管模塊

晶閘管模塊內(nèi)含晶閘管和移相控制電路，如圖5所示。

移相控制器具有同步電路和觸發(fā)電路的功能。同步電路實(shí)時(shí)檢測(cè)晶閘管模塊的入端電壓，為觸發(fā)電路提供電壓相角信息，保證觸發(fā)脈沖與電源同步，分時(shí)觸發(fā)六個(gè)晶閘管。從而實(shí)現(xiàn)了交流調(diào)壓。
2.4  保護(hù)電路

當(dāng)主電路發(fā)生過(guò)流、過(guò)壓、欠壓以及斷相等故障時(shí)，單片機(jī)對(duì)采樣信號(hào)處理后，停止輸出觸發(fā)脈沖，斷電并報(bào)警。

同時(shí)，因經(jīng)常發(fā)生過(guò)流故障，為了提高過(guò)流保護(hù)的可靠性，在主電路中采用快速熔斷器。

3          軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件由主程序和軟起動(dòng)、節(jié)能、軟停車(chē)，顯示及報(bào)警等子程序組成，如圖6所示

4          結(jié)束語(yǔ)
    以單片機(jī)89C52為控制核心，配以采樣、顯示、保護(hù)等硬件組成的電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了軟起動(dòng)、軟停車(chē)、節(jié)能運(yùn)行，減小了對(duì)傳動(dòng)元件的沖擊，節(jié)省了電能，并設(shè)置了可靠的故障保護(hù)。該系統(tǒng)具有優(yōu)良的性能，適于在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛推廣。

參  考  文  獻(xiàn)

１  王曉明．電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制．北京航天航空大學(xué)出版社，200２.５

２  李發(fā)海，王巖. 電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)．北京：清華大學(xué)出版社，2000

３　王云亮．電力電子技術(shù)．電子工業(yè)出版社，2004．8