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1、单片机控制滑差电动机的应用研究引言：用单片机8031构成的滑差电动机的控制系统,具有软起动、调速、电制动以及过载、缺相保护等功能，并能分别用数字直观地显示转速和电流•用晶闸管作为交流开关，取消了电磁接触器，无触点和火花，因此寿命长、可靠性高，尤其适用于频繁起动和易燃易爆的工作场关键词：滑差电动机，调速，保护交流电动机的起动、制动、止反转可通过接触器控制来实现•滑差电动机一般通过改变滑差离合器的励磁电流来调整和控制•但是，同时实现上述要求的电机控制电路如果再加上保护电路和检测电路等会使整个电机的控制路线复杂、休积庞大,还需要较多的接触器，
2、且因接触器容易产生火花，不适合在易燃易爆地方工作•我们研制了一种新型的电机控制系统，即用MCS—51系列单片机8031实现电动机的定时软起动（起动电流倍数，可根据负载性质来整定），予以调速、制动及过载和缺相保护,并且有显示运行中的电流、速度等功能，这种控制系统不用接触器，而且控制系统的休积较小，控制精度高.1设计思路及控制系统的结构控制系统的设计思路主要是通过8031的P1口高、低电平，分别经单稳和功放电路后去作可控硅的触发脉冲•这样，就可通过给8031的P1口发高、低电平来控制可控硅的关断和导通，并利用定时中断方式控制可控硅的导通角，
3、从而实现8031控制可控硅的目的•能够控制可控硅，就能够实现三相交流可控硅开关的通断和输出三相电压的调节，从而实现电机起动控制功能;电机的制动控制是用8031控制两个不同相的町控硅在电源的正半波作整流电源，在电源的负半波用一个可控硅续流，实现电机的能耗制动;通过控制滑差离合器励磁用的整流可控硅可达到控制离合器励磁电流大小的目的,实现调速控制•另外,当8031判断出缺相信号和过载信号时，可通过关断三相交流可控硅的触发脉冲來实现断相和过载保护功能控制系统的硬件电路如图1所示，它由三大部分组成，第一部分是由8031用户最小系统和8155等构成
4、;第二部分是前向通道，它包括同步信号输人电路、电流、转速测量和A/D转换电路，以及5几等整定值设定用DIP开关电路和开、停选择,1、，3,。显示选择电路;第三部分是后向通道，它包扌舌数码显示和控制脉冲触发电路•第一部分单片机系统提供了30位1/0口和两个外部中断、3个定时/计数器和1个申行输人口和1个串行输出0.8031的P】・3~P】・7口输出脉冲，经双单稳74LS123整形后，经功放输出，分别用来控制交流可控硅开关、制动用续流可控硅、调速用速流可控硅•基准同步信号由降压后经光耦和整形后送入8031的P】・。〜P"口，这3个信号经双单
5、稳74LS123和与非门后作8031的外部中断信号,讥?而。定子电流测量是由接在定子上的互感器测得电流后，经整流和多路选通开关,再经过A/D转换后送入8031数据口;转速测量是由接在电机转子上的测速发电机测得与转速成正比的电压经整流和多路选通开关选通后,再经过A/D转换后送入8031的数据口•测量定子电流是为了对电机进行过载保护•当测得厶V?V1・5/n时，调整交流可控硅的导通角，即可减小I,使Z接近弘，当测得大于・1.5〃时，立即关断可控硅，实现过载保护;测量转速是为了对电机进行调速控制•通过测得的转速3和给定转速信号比较的差值JQ>
6、=几-，来调整离合器的整流可控硅导通角，实现转速的控制.图】控制系统还设置了数码显示功能,它通过系统的扩展口8155发位选码和段选码來实现显示电流、转速等功能•为了使得系统能控制不同容量的电机，我们还设置了控制变量设定用DIP开关・rfl此可市操作人员根据不同容量的电机自由地选定额定电流”起动时间丁・等控制变量，这样就使系统具有通用性的特点•该系统还设置了显示电流、显示转速和开、停选择开关，并通过通断开关向8155的Pc.l〜Pc.2口发出不同的选择信号.2软件流程图和实际应用结果系统的程序主要有初始化程序、外部中断服务程序及起动、调速
7、、制动程序等•初始化时，设定T。、T1、为定时器工作方式，，Pb口为输出「口为输人•外部中断服务程序用T。测60°（或1个周期）的时间常数心=咒。/60，可算出电机起动时每步。角的位移厲=(180。一卩)/N・T2(式中卩:为U、I和位差,N为起动步数)和每步起动时间右=几/"•电机的起动程序、调速程序和制动程序,其框图见图2••其原电磁离合器自然的机械特性很软，且励磁电流越小,特性越软，转速随负载的变化越大，当负载转矩很小时，有一不可控区,如图3(a)所示•采用我们的控制系统后，能根据负载变化而自动调节励磁电流，使机械特性硬度大大提高
8、，如图3(b)所示•此外，由于速度反馈信号经A/D转换为数字信号，能更精确地进行励磁电流控制，因此显著地比原控制器的控制精度高.而且具有电机保护和数显功能，这对滑差电动机的安全运行是十分重要的•该微机控制系
