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
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
7 A8 F  T/ a8 |2 y5 w9 G4 [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
6 d& L' I1 v) R5 o+ p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.
- j4 j4 q6 O/ f9 p0 U/ [

/ t" ~5 ~) v$ x4 F* f关键词:控制系统;节能保护;单片机;交流电动机
8 w4 k; o7 \4 {  ?5 i/ r0 r
% ]2 i4 d+ ]8 P# a/ @0 C1
引言
' B6 r0 A3 b7 W8 u$ u电动机的耗电量约占总耗电量的60%，因此电
机的节能降耗技术正成为重点研究与推广项目。
7 T5 k* `6 T, |) W. F5 a3 w' }9 H8 V本系统适用于交流380V/50Hz三相异步电动
机，对负载经常变化的电机实现星形一三角形连接
$ _. G: X2 }/ g的自动切换，使电机处于最佳经济运行状态。同时
对电机过载和短路、三相供电缺相、欠压、三相不
+ P. B7 t) R* }平衡等异常现象有保护功能，并可显示故障提示。
2
- Q6 L% d# Z- V" G) D; U& h控制系统原理与软硬件实现
2.1节能原理
! n6 L: P1 C0 k8 j( _9 X  v电动机在工.作时存在定子、转子的铜损、铁损
及机械损耗，前两种损耗与电流电压平方成正比。
如图1示，若在电机轻载、空载时降低绕组电
! d9 T5 H4 f) b, Y/ z压则能降低功率。因此系统根据电机不同工作电
! y4 M, h8 g" T; u- ]: W0 V! F, B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。
2.2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
5 m" p7 B4 Y+ q接口电路，多用于模拟数字转换、电压频率精确转
; z. ?4 C2 `% C% Y  u' r0 B换。当用作电压一频率转换器时其输出为一系列脉
$ i/ s( w1 r  R+ e* F冲，与其输入电压成比例。因此可用单片机对其计
数，以检测电压。

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AT89C51 通过模拟开关栓测信号