基于MCS-98單片機(jī)的交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)

　　0 引言

　　對(duì)于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程，為了避免定子回路的大電流沖擊，設(shè)計(jì)有兩種起動(dòng)方法。方法一通過設(shè)置在操作面板上的起動(dòng)電位器，人工控制起動(dòng)過程的快慢。方法二，通過單片機(jī)控制器將給定轉(zhuǎn)速按一定的函數(shù)關(guān)系緩慢地增大，即相當(dāng)于增加一個(gè)轉(zhuǎn)速給定函數(shù)發(fā)生器。在交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定子鐵心中，沿空間均勻分布三相繞組，各繞組軸相互錯(cuò)開120O把定子三相繞組依次接到三相電源時(shí)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，其幅值所在的磁軸相繼與各繞組軸重疊。

　　也就是說，三相繞組聯(lián)合產(chǎn)生一個(gè)在空間不斷移動(dòng)的磁場(chǎng)。當(dāng)三相繞組流過三相正弦電流時(shí)，則將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。如果轉(zhuǎn)子以低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)， 那么在轉(zhuǎn)子繞組和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓引起電流。而感應(yīng)電流在磁場(chǎng)下又產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　1.感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式

　　1.1 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速

　　當(dāng)主電源為恒壓恒頻三相交流電網(wǎng)CVCF，M為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，中間為交流斬波調(diào)壓器時(shí)，就構(gòu)成了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)。交流斬波器的輸出是變壓恒頻交流VVCF，即f1=fa，U1≤Ua，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te，最大電磁轉(zhuǎn)矩Tem及其對(duì)應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)差率sm分別為：

　　由于調(diào)壓調(diào)速屬于能耗轉(zhuǎn)差調(diào)動(dòng)，低速運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的損耗大，轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重，故不適用于長(zhǎng)期低速運(yùn)行。對(duì)于只有短時(shí)低速運(yùn)行的起重機(jī)械升降機(jī)等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和風(fēng)機(jī)泵類等通風(fēng)機(jī)械的負(fù)載都可采用。

　　輕載時(shí)如果把電動(dòng)機(jī)的端電壓降低，就能大大減小勵(lì)磁電流，提高功率因數(shù)和減少電動(dòng)機(jī)空載損耗，這就是國(guó)外發(fā)展起來的所謂NOLA節(jié)能器，即功率因數(shù)節(jié)能器的基本原理。

　　1.2 變極調(diào)速

　　采用雙速（或三速）變極籠型電動(dòng)機(jī)經(jīng)接觸器換接定子繞組，可得到與極對(duì)數(shù)對(duì)應(yīng)的二擋（或三擋）同步速度。這種設(shè)備控制簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、費(fèi)用也低，但調(diào)速是有級(jí)的且范圍有限，一般只用于對(duì)特性要求較低的場(chǎng)所。

　　2.單片機(jī)控制的交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)

　　MCS-98單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字觸發(fā)、數(shù)字測(cè)速、數(shù)字調(diào)節(jié)的任務(wù)。