电动机智能软起动控制系统的研究与设计

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1、湖南工程学院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：电动机智能软起动控制系统的研究与设计姓名系别电气与信息工程专业自动化班级学号指导老师教研室主任一、任务及要求：针对大中型异步电动机起动时的冲击电流问题及各类降压起动的方式进行分析研究，设计出一种以微处理器（单片机或DSP）为控制核心的软起动和保护系统。该系统除了能完成软起动功能外，还应具有多种保护功能，如断相、短路、过流、漏电闭锁等，并对变频器用于软起动的安全同步切换问题进行探讨。主要设计内容：1系统主电路原理图，元器件计算2系统的软、硬件设计二、度安排及完成时间：2月16日-3月6日查阅资料、撰写文献综述、撰写开题

2、报告。3月7日-3月21日毕业实习、撰写实习报告。3月22日-4月22日主要完成系统硬件构建的初步设计。4月23日-5月10日修改系统硬件构建设计。5月11日-5月20日完成系统的主电路设计与元器件计算。5月21日-5月29日完成系统的软件设计(此项由陈雄完成)。5月30日-6月15日完成系统主电路原理图的绘制，撰写毕业设计说明书（论文）。6月16日-6月20日修改、装订毕业设计说明书、指导教师评阅。6月20日-6月26日毕业设计答辩（公开答辩、分组答辩）。前言随着电力电于技术的发展，人们想到了利用变频技术达到软启动的目的，因为变频启动能使启动更平稳，电流冲击更小，产

3、生的电流谐波更小，转矩达到电机的最大转矩，从而保护了拖动部分。在启动过程中．可始终保持电流为允许的最大值，能使拖动系统用尽可能大的加速度启动，到达稳态频率和转速后，又让电流立即降低下来，转矩与负载平衡，从而进入稳态运行。所以，变频式软启动具有限流启动、相序自动跟踪、软开关，以及过压、欠压、过热等保护功能。电动机特别是大容量的电动机起动时的电流是额定电流的5—7倍，软启动通常是以减少启动电流，加长启动时间为目的。近年来，对电动机的软启动控制方式有串电阻启动，星——三角启动，自藕变压器启动，降电压启动等等。然而，它们都有各自的弊端，比如：串电阻启动会消耗大量的电能，而降电

4、压启动会使电动机绕组的励磁过饱和或不足，从而影响电动机的正常运行。本文基于此提出了用变频器来控制电动机的启动过程，利用单片机的串行口对变频器的启动参数和运行参数进行传送和监测，最终完成软启动。全文共分为五章。第一章为课题的概述，简单的介绍了电动机软启动控制方式。并分析了国内外对软起动控制方式的发展状况，对本论文主要研究工作及总体设计方案做出简介。第二章，首先介绍了电动机的基本知识，从电动机的启动过程分析着手从而引出了电动机直接启动将带来的各种危害，提出软启动概念，分析研究作出用变频器来控制电动机软启动的方案。第三章，主要介绍了变频器的基本结构和原理，由于变频器型号多种

5、多样，本论文根据需要选用FR——A540(L)系列的变频器作为本设计的控制器件，对变频器外接控制电路，过电流保护电路，抗干扰电路等各方面做出了较详细的介绍。第四章介绍了主电路的设计、变频器和开关元器件的选择。并且简单介绍了晶闸管的有关的参数计算等。第五章，主要是对变频器的启动、运行参数的传送和监测，利用RS-485串行通信协议，通过单片机的串行口来完成此功能。同时对变频器输入，输出端的电压信号进行频率和相位的检测和调整，最终使变频器两端电压的频率和相位相同，结束软启动过程。由于设计时间有限，设计水平不足，本论文还有很多有待改进的地方，希望各老师和同学给我鼓励提出宝贵意

6、见。目录摘要………………………………………………………………………………………ⅠAbstract………………………………………………………………………………Ⅱ第一章课题概述……………………………………………………………………1§1.1本课题来源……………………………………………………………………………1§1.2异步电机的起动问题…………………………………………………………………2§1.3国内外研究现状………………………………………………………………………6§1.4课题的来源与意义…………………………………………………………………12§1.5本论文主要研究工作及总体设计

7、方案简介……………………………………………12第二章电机的基本知识…………………………………………………………13§2.1异步电机的启动问题…………………………………………………………………13§2.2电机启动数学建模…………………………………………………………………14§2.3电机机械特性………………………………………………………………………16§2.4电机软启动的选择…………………………………………………………………16第三章变频器的基本原理，功能及内部结构…………………………19§3.1概序………………………………………………………………………