模糊控制电机软启动论文

模糊控制电机软启动论文内容摘要：

过载保护及缺相保护 当电动机的工作电流超过了 所设定的电流值后，控制电路将自动关断晶闸管，使电动机停机。 而且过载电流超过所设定的值越多，晶闸管关断的时间越快，这样就使电动机和晶闸管相关元件得到了充分的保护。 三项电源中任一缺相或电机绕组断线而引起缺相故障，晶闸管关断使电机停止工作。 这种保护性能比常用的双金属热保护器性能好，保护动作快。 五、硬件电路的设计说明 硬件系统 图 10 交流异步电动机软启动器结构示意图 图 10 是整个系统硬件的 结构示意图。 左面控制面板上的五个按纽可设定为 可控硅模块 A B C N A B C N U V W 主控板 面板 模糊控制电机软启动 13 软停车，急停，停止，启动，状态显示。 按纽上面是显示屏。 硬件电路框图如图 11 所示，它以 ATMEL 公司的 AT89C51 系列单片机为核心构成模糊控制器的硬件电路。 运算放大器 LM324 把检测到电动机启动电流信号 Uiq变为 0~5V 电压。 由键盘输入的电流给定信号送入 AT89C51， A/D 转换器ADC0809 把检测到的启动电流信号进行采样变为相应的数字信号送给AT89C51。 这两种信号在单片机内进行模糊处理。 8950 单片机内部含有 4KB 闪速存储器，模糊控制所执行的程序、模糊控制表、用于存放模糊控制所必须的变量都存放在 AT89C51 内部 4KB 闪速存储器中，无须再扩展外部程序存储器。 D/A 转换器 DAC0832 把 AT89C51 输出的数字量转换为模拟量，再经运算放大器 LM324 变为 0~10V 电压信 号 Ua 作为双向晶扎管触发电路的控制电压，用于控制触发电路输出脉冲的触发角 a。 当电动机达到额定电压时，驱动电路输出UJC 用于驱动晶扎管调压电路中的接触器触点 JC 闭和。 Uig由键盘输入 Ua Uiq LM324 图 11 硬件电路框图 在整个系统中，选用了国外进口的双向可控硅模块，并要求其反压大于1200V，工作电流 为被控电机额定电流的 2 倍。 它是该控制器主回路的控制元件，主控板上的单片机系统可根据现场的相关参数控制可控硅模块的导通角，最终改变被控电机的端电压。 驱 动 控 制 系 统 工 作 状 态 设 置 单 片 机 系 统 ADC 0809 AT89C51 DAC 0832 驱动 电路 模糊控制电机软启动 14 图 12 系统控制流程图 图 12 是系统控制流程图。 工作状态设置由两只 8 位拨码开关组成，可用于设置启动时间、启动电流和启动方式，来满足不同用户的需要。 可靠性及采取的相关措施 为了保证本控制器的质量及其工作的可靠性，在整个设计过程中采取了下列措施。  电路设计方面：在电路的设计上， 留有了足够的余量，并且增加了许多的保护电路，如采取 了光电隔离电路，将高压与低压隔开，既防止了干扰，又保证了各部份电路的可靠运行。  元器件的选取：本着高可靠性，优良性能的原则，尽量选取工业级。 并从满足使用要求出发，尽量减少品种规格，并向已有定型产品靠拢，以方便采购和老化筛选。 在工作电流、电压和功率值上，相应地留有 1～ 3倍的余量。  印制板、整体布局 ：在印制板布局及总装时 ,尽量做到布局合理 ,维修方便。  整机的散热 ：由于采取了合理的整体布局，并利用风扇散热就可以满足要求。 六、 软件部分 该系统硬件功能齐全，但系统的运算及控制必须靠软件支持。 该系统软件需设计合理，运行可靠。 其软件可分控制软件与管理软件两部分： 模糊控制电机软启动 15  控制软件： 程序中只需完成启动 ADC0809 对给定启动电流值和电动机启动电流信号的采集、求电流偏差及变化率、查模糊控制表、启动 DAC0832 进行输出量的 D/A 转换等工作。 程序流程图如下图 13。  管理软件： 主要完成现场各种数据的采集及计算，同时完成与外部的联系，与其它计算机构成控制网络，实现自动化管理。 软件程序流程图 13 A N A 清 e1单元 采样系统输出 Y 开始 初始化 启动 0809 给定值→ R1 启动 0809 检测值→ R2 计算偏差 圆整→ R3 计算变化率 圆整→ R4 查控制表→ R5 R5+R6→ R7 R7≧ R0 启动 0832 置 0 结束 模糊控制电机软启动 16 N 求 e ： e=R－ Y 求△ e: △ e=e－ e1 用 K K2对 e、△ e 进行量化计算，求出 e、△ e 对应的模糊量的伦域值 xi、 yj i=xi＋ 6， j= yj＋ 6 求 uij存放的表地址为 ： A(uij)= 表首地址＋ (i13＋ j) 查模糊控制表，取得 uij 控制量 u*=k3uij 输出 u* e 送入 e1单元 采样时间到 模糊控制电机软启动 17 部分程序清单（见附录） 模糊控制电机软启动 18 七、小结 当前交流电动机软启动控制器尚属刚刚起步阶段，但由于它具备一系列优点，将使其进一步得到 广泛地应用。 a) 电子产品代替机械产品为大势所趋，无论从社会效益，还是从企业效益看，必将逐步取代机电式降压启动器，并且由于启动电流可调，可设计为多种工况用启动器，其应用面广； b) 软启动节电控制器变有触点为无触点控制，省材节能，方便维修，同时具有体积小、重量轻、调整方便等一系列优点； c) 恒流软启动减少了电动机的启动电流，减少了启动电流对电网的冲击和对电动机及设备的启动冲击转矩； d) 使电动机在空载和中轻载运行时节约了能源，轻载运行时减小了电动机的有功损耗、无功损耗提高了功率因数，减少了线路损耗； e) 其软停车功能减小了设备制动时的冲击转矩； f) 这种新颖的软启动器节电控制具有优良的缺相保护等功能，由于缺相是电机损坏的主要原因，因此该产品采用了独特的设计，大大地提高了缺相保护功能，比常用的双金属保护器性能好得多，动作时间更灵敏快捷； g) 本产品备有微机接口，可与微机交联，负载设备多的地方可实行微机联网集中控制。 八、参考资料 曹巧圆 单片机原理及应用 诸静 模糊控制原理与应用 机械工业出版社 余永权、曾碧 单片机模糊逻辑控制 北京航空航天大学出版社 李铁才、杜坤梅 电机控制技术 哈尔滨工业大学出版社 网络信息 电气自动化杂志 模糊控制电机软启动 19 九、附录 部分程序清单 8155 作为显示器的接口电路，用 8155 定时器定时，每隔 1 秒种依次读出8155 内部 RAM 的数据，送 LED显示。 ORG 0000H SJMP STAR ORG 0003H AJMP INTR0 ORG 0010H MOV 22H,00H MOV 23H,0FCH MOV R0,0FFH STAR: MOVX @DPTR,0FC00H MOV R7,0FFH] MOV A,00H LOOP: MOVX @DPTR,A INC DPTR INC A DJNZ R7,LOOP MOV DPTR,0FEF8H MOV A,0C2H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,0FEFCH MOV A,88H MOVX @DPTR,A INC DPTR MOV A,93H MOVX @DPTR,A MOV IE,81H SETB IT0 模糊控制电机软启动 20 INT0 中断服务程序：（由 0003H 来） INTR0: MOV DPTR,0FEF8H MOV。