摘 要 介紹用8098單片機(jī)實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)和節(jié)能控制的一種方法。 關(guān)鍵詞 單片機(jī) 節(jié)能控制 軟啟動(dòng) 1 引 言 三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)與負(fù)載有關(guān),額定負(fù)載時(shí)功率因數(shù)最高,因而效率最高;隨著負(fù)載降低,功率因數(shù)降低,功率也隨著降低。為使負(fù)載輕時(shí)不使功率因數(shù)明顯降低,一種有效的方法是隨著負(fù)載的降低,相應(yīng)降低定子供電電壓[sup][1][/sup] 。 本文利用8098高速輸入口的HSO.0、HSO.1、zHSO.2控制三相主電路的三只雙向晶閘管的導(dǎo)通角完成三相交流調(diào)壓。用其高速輸入口的HSI.1測(cè)量功率因數(shù),并將其作為被控量,實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)的閉環(huán)控制。 2 三相交流調(diào)壓[sup][2][/sup] 圖1是本文采用的適用于雙向晶閘管的三相交流調(diào)壓原理,由于三相觸發(fā)信號(hào)之間存在嚴(yán)格的相互關(guān)系,只需采用由X相電壓的過(guò)零點(diǎn)形成的脈沖信號(hào)作為三相觸發(fā)信號(hào)的HSO.0、HSO.1、HSO.2的同步信號(hào),并將作為它高速輸入HSI.0的中斷請(qǐng)求信號(hào),其中斷服務(wù)程序的主要任務(wù)是按圖1所示裝載6個(gè)事件的性質(zhì)和發(fā)生時(shí)間,其中點(diǎn)火時(shí)間τ由閉環(huán)控制算法求出。 [align=center] 圖1 三相交流調(diào)壓原理[/align] T三相電壓周期 TP觸發(fā)脈寬 τ點(diǎn)火時(shí)間 3 軟啟動(dòng) 由于本裝置具有三相交流調(diào)壓功能,極易實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的軟啟動(dòng),軟啟動(dòng)可由三種方式實(shí)現(xiàn):手動(dòng)、開(kāi)環(huán)（按預(yù)先給定的τ曲線）和閉環(huán)（按給定的啟動(dòng)電流）。這里采用第二種軟啟動(dòng)法。 4 功率因數(shù)測(cè)量[sup][3][/sup] 將X相的電壓和電流整形后變成相應(yīng)的方波,作為異或門的輸入,則它的輸出u[sub]o[/sub]的脈沖寬度代表功率因數(shù),見(jiàn)圖2。把u[sub]o[/sub]送到高速輸入端HSI.1。u[sub]o[/sub]出現(xiàn)上升沿的時(shí)間t[sub]r[/sub]已在HSI.0中斷服務(wù)程序中測(cè)得,其下降沿出現(xiàn)時(shí)間td在HSI.1中斷服務(wù)程序中測(cè)得,并計(jì)算脈寬T[sub]c[/sub]=t[sub]r[/sub]-t[sub]d[/sub]。 [align=center] 圖2 功率因數(shù)測(cè)量[/align] 5 功率因數(shù)的閉環(huán)控制[sup][2][/sup] 由8098的一個(gè)軟件定時(shí)器確定閉環(huán)控制的采樣時(shí)間T[sub]S[/sub],并允許其中斷,在其中斷服務(wù)程序中完成P-I算法的計(jì)算。該算法的輸入是代表實(shí)際功率因數(shù)的T[sub]c[/sub]（隱含誤差信號(hào)）,其輸出是晶閘管點(diǎn)火延時(shí)時(shí)間τ。 6 故障處理及保護(hù) 過(guò)壓、過(guò)流和缺相三個(gè)故障信號(hào)相或后,輸給外中斷輸入端EXTINT,其中斷服務(wù)程序的功能是禁止晶閘管觸發(fā)信號(hào),切斷三相電源,并給出報(bào)警信號(hào)。 7 主程序流程圖 主程序流程圖如圖3所示。 在系統(tǒng)接到啟動(dòng)命令后,按預(yù)先設(shè)定的程序?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng),啟動(dòng)完畢后,進(jìn)入功率因數(shù)的閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)狀態(tài),待接到停車命令時(shí),禁止觸發(fā)脈沖,從而切斷三相電源,使電機(jī)停轉(zhuǎn)[sup][4][/sup] 。 [align=center] 圖3 主程序流程圖[/align] 8 硬件簡(jiǎn)化圖 硬件簡(jiǎn)化圖示于圖4,由于8098片內(nèi)無(wú)程序存貯器,必須外擴(kuò)EPROM,且必須將引腳EA接地,本文采用一片27128,其地址空間為2000H-5FFFH。為了把HSO輸出的寬脈沖型觸發(fā)信號(hào)變成脈沖列,采用8098片內(nèi)的PWM輸出。為了禁止觸發(fā)脈沖的輸出,采用P2.0作門控信號(hào),當(dāng)?shù)碗娖綍r(shí)禁止輸出,啟動(dòng)和停車控制信號(hào)分別由P0.0和P0.1輸入,且為低電平有效。采用上電和手動(dòng)二種復(fù)位功能。 9 結(jié) 論 綜上所述,本文介紹的交流電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)與節(jié)能控制的特點(diǎn)簡(jiǎn)單易行,同時(shí),對(duì)硬件稍作改變,采用不同的程序,可用于與交流調(diào)壓有關(guān)的其他應(yīng)用場(chǎng)合。如大型電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)和功率因數(shù)就地補(bǔ)償（采用切換補(bǔ)償電容,而不是調(diào)壓）,也可用于直流電機(jī)的調(diào)壓調(diào)速等。 [align=center] 圖4 硬件簡(jiǎn)化圖[/align]