采用单片机的交流电动机节能及保护控制系统

ByElmer1

摘要:交流电动机节能及保护控制系统，根据电机负载电流，用单片机进行星一三角切换改变绕组电压，实现
1 ~, N: d. _6 k, c& z: K" a节能.系统采用霍尔传感器和电压传感器对电压和电流采祥，转化成电压信号输给压控芯片LM231. AT89C51 对
; W6 ~% j9 J3 \' R" C; r, \: n脉冲计數测频，求得电压值和电机电流。AT89C51 通过模拟开关栓测信号，由74HC165扩展拨码开关设定系统参
8 b1 L4 W" p* P' n& E數，系统软件对电机过载和短路、缺相、欠压、三相不平街等进行监测，实现自动保护.
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关键词:控制系统;节能保护;单片机;交流电动机
& x3 T, E( b6 R! ]9 J
- G; s9 ~' p# D7 q/ b: P1
5 q1 f! o2 J. E" l引言
2 I, Q( P- b: G: l电动机的耗电量约占总耗电量的60%，因此电
, |% G% a" I4 l/ F机的节能降耗技术正成为重点研究与推广项目。
本系统适用于交流380V/50Hz三相异步电动
2 d4 S/ D. P4 g  P机，对负载经常变化的电机实现星形一三角形连接
的自动切换，使电机处于最佳经济运行状态。同时
9 V/ {  D6 T5 c2 d2 M, y2 y对电机过载和短路、三相供电缺相、欠压、三相不
9 j* }1 B  C" {# h, |7 M( a) q- i平衡等异常现象有保护功能，并可显示故障提示。
2
( ~) M, {0 l! y* `控制系统原理与软硬件实现
2.1节能原理
  q& G  {0 H0 N% K  O电动机在工.作时存在定子、转子的铜损、铁损
4 l5 Z; i8 c% j( F& X( l; m" B3 h0 f+ ^及机械损耗，前两种损耗与电流电压平方成正比。
3 I" D. R! c4 ^5 V( }+ r) {: O0 x. [如图1示，若在电机轻载、空载时降低绕组电
压则能降低功率。因此系统根据电机不同工作电
流，采用不同连接方式。当工作电流大于额定电流
50% ( 根据负载可调)时用三角形连接; 当工作
电流小于额定电流40%时，自动切换为星形连接。
( l  s' o5 ?/ e' T+ w2 {$ \, x2.2采用LM231芯片的检测电路LM231
电压一频率转换器系列是低功耗外围
; ]$ d: Y! l% Z接口电路，多用于模拟数字转换、电压频率精确转
8 A- a( C% P5 S换。当用作电压一频率转换器时其输出为一系列脉
8 g% z* V# X# V- b) J冲，与其输入电压成比例。因此可用单片机对其计
) Y0 U' {/ z& B& E( x/ h  B( v+ R数，以检测电压。

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AT89C51 通过模拟开关栓测信号