电动机智能软启动控制系统的研究与设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告
学生姓名：梁泽星学号： ********
系部：电子信息工程
专业年级： 07级电子信息工程
设计(论文)题目：基于单片机的软启动器的设计
指导教师：***
2010年12月 22日
开题报告填写要求
1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。

4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计（论文）说明书》等资料装入文件袋中。

毕业设计（论文）开题报告
1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。

文献综述
一、引言
随着当今社会的飞速发展，现代科技的日新月异，智能控制系统得到了越来越广泛的应用，如:生产过程的自动化，各种遥控系统等。

这也给我们提出了更多更高的要求，如对电网的波动性、执行机构的智能配套等要求越来越严格。

作为重要驱动执行机构的电动机，其调速和控制技术也越来越受到人们的重视，尤其是三相笼型异步电动机因具有结构简单、运行可靠、维修方便、价格便宜以及惯性小等优点而被广泛应用于工业、农业和交通运输等领域。

随着各领域生产机械的不断更新和发展，对电动机的启动性能要求越来越高。

大概有以下几点:(1)要求电动机有较大的启动转矩，可以带负载启动，井且有良好的机械特性曲线；(2)启动电流尽可能小；(3)启动设备尽可能简单、经挤、可靠、易维护:(4)启动过程中能源消耗尽可能少。

一般三相异步鼠笼型电动机有两种启动方式:额定电压下的直接启动方式和降压启动方式。

在降压启动方式中又有星—三角启动法、自拐降压启动法、延边三角形启动法、串接饱和电抗器启动法等。

这类降压启动设备虽然部分缓解了大容量电动机在较小容量电网上启动时的矛盾，但是它们只是相对减小了大电流的冲击并未在本质上解决问题。

而且这些启动设备还有一些固有的缺点，如对负载适应能力差、启动电流不连续、维修工作量大等等。

另外，由于在整个电动机启动过程中，电磁转矩大于负载的反转矩，电动机加速运转，在相同的转动惯量下转矩的差额越大，机组加速越快，转动惯量大的机械启动就较慢，对于重复启动的生产机械来说，启动过程的时间长短对劳动生产率的影响是很大的，因而对不同的生产过程，对电动机应有不同的启动时间要求过去的启动装置大多采用接触器，属于有触点系统，容易磨损引发故障，启动特性不好。

为了达到无触点控制，获得灵活多变的良好的启动特性，在80年代初期笼型异步电动机电子软启动器诞生。

软启动控制器是一种新型节能设备，在欧美国家已得到大量的应用。

它利用晶闸管交流调压技术实现降压启动，以后又融入了功率因素控制技术，在控制装置的研究上，正围绕着提高启动力矩、完善检测和自诊断功能以及提高产品可靠性、改进制造工艺、降低成本等方
2、电压检测电路
电压检测电路主要实现2 个功能: (1) 同步信号检测功能,在三相交流电压的过零时刻开始采样,该采样值作为晶闸管脉冲触发信号的同步信号;(2) 三相交流电压信号经过变压器降压后,通过整流电路转换成直流信号,再经A/ D 转换送入到单片机,作为电压负反馈调节、故障诊断、过电压和欠电压保护的实时电压测量值。

由于软启动控制器必须在1 个电压周期内控制可控硅的导通角,即通过确定电压波形的过零点,延时一段时间后输出触发信号控制其导通角。

电压波形的过零点通过同步信号电路检测获得。

3、三相晶闸管部分
其中，每相电路都由两只晶闸管反并联构成，并且有阻容吸收电路。

单片机给出的控制信号, 经脉冲变压器送出一定脉宽的脉冲信号驱动晶闸管的导通,并通过导通角改变加在电动机的电压大小。

其中,脉冲的同步由上述同步信号电路产生,而脉冲的移相、形成和输出则由单片机完成。

晶闸管触发电路采用绝缘强度高、隔离效果好的脉冲变压器( PTR) ,共有6 路,1 个周期内输出6 路相角差为60°的6 个驱动信号。

4、功率因数角检测电路
毕业设计（论文）开题报告
２．开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施
开题报告
一. 课题的目的与意义
随着当今社会的飞速发展，现代科技的日新月异，智能控制系统得到了越来越广泛的应用，如:生产过程的自动化，各种遥控系统等。

这也给我们提出了更多更高的要求，如对电网的波动性、执行机构的智能配套等要求越来越严格。

作为重要驱动执行机构的电动机，其调速和控制技术也越来越受到人们的重视，尤其是三相笼型异步电动机因具有结构简单、运行可靠、维修方便、价格便宜以及惯性小等优点而被广泛应用于工业、农业和交通运输等领域.随着各领域生产机械的不断更新和发展，对电动机的启动性能要求越来越高。

软启动器因为启动电流小、节约能源以及减少了对机械的启动冲击，而广泛应用于三相笼型异步电动机的启动中。

传统的降压启动方法基本上是靠单纯的降低电压来启动电动机的，启动转矩很小，不适用于恒转矩启动。

基于分级变频理论的高转矩软启动器，从根本上解决了电动机控制中存在的一些难题，特别是解决了大容量电动机恒转矩启动的问题，与传统的软启动方式相比提高了其转矩特性，与变频器软启动方式相比又降低了成本。

为电动机在农业电气化中的应用提供了一种新型的软起启动方式。

二.课题发展现状和前景展望
电动机软起动，是一项技术，一类产品，一个行业。

发达国家软起动行业现状：从进口软起动产品看，发达国家的电动机软起动产品主要是固态软起动装置：晶闸管软起动和兼作软起动的变频器。

在生产工艺兼有调速要求时，当然采用变频装置，在没有调速要求的使用场合下，起动负载较轻时（例如风机、水泵）采用晶闸管软起动，在重载或负载功率特别大的时候，才用变频软起动。

晶闸管软起动装置是发达国家软起动的主流产品，各知名电气公司均有自己晶闸管软起动的品牌，在其功能上又各具特色。

能够生产中压（6~10KV）晶闸管软起动产品的厂家不多。

中压（3~10KV）晶闸管软起动产品还没有问世。

国产中压晶闸管软起动装置推迟问世的原因，绝不在技术方面，而是在预期的利润空间不大等经济方面。

国产液态软起动装置占据了很大的市场份额。

国产装置
比国外产品简单，成本更低，电解液配置不采用蒸馏水，液箱也作成不密封的。

国产装置得以流行的原因是它比较适合现时我国的国情。

它能够满足起码的软起动要求，售价低，维护虽然麻烦但难度不大。

从短期来看，软起动将仍然以各种形式的降压（限流）软起动为它的主要形式。

从理论上说，性能价格比高的产品将占有更大的市场份额。

但是，在各种应用场合，人们对于各种性能的侧重面不同，使各类起动产品（包括传统的星三角起动）在市场上都可能会赢得自己的一席之地。

客观和主观两个方面。

客观方面：例如使用环境条件（温度、湿度变化范围），起动负载轻重，使用的频繁度、防爆、防尘要求等等，例如，南方的用户就不会很在意于液态软起动液阻会不会结冰；主观方面：主管人员的知识水平，维护人员的技术水平、用户单位的管理水平等等。

显然，主管技术人员知识老化的单位，是不会乐意选用高技术含量产品的。

从长远来看变频软起动将成为软起动的主流。

各种形式的降压软起动将与星三角起动等技术一起归并为传统的起动技术。

如本文所研究的分级变频技术将会替代传统的软启动方式。

另外，随着变频器价格的逐渐下降，可靠性的进一步提高，也随着技术人员水平的提高，仅仅为软起动而选用变频器将不再会被人们认为是一种奢侈。

三.课题的主要内容及要求
本课题要求在了解远程通信控制电路构成及工作原理的基础上，以微处理器(SPCE061A 单片机)为核心设计一个电话智能遥控器。

设计的主要内容：
1、设计方案论证、比较及确定
2、设计完善的硬件电路
3、元器件选型及有关计算
4、软件设计及有关调试
5、完成说明书、图纸及软件清单
涉及的主要相关知识：
晶闸管分级变频电机学原理单片机原理
四. 研究方法、步骤和措施
通过查阅利用各种文献资料，利用实验室现有的设备，本次毕业设计按照以下步骤进行：
1．根据所做课题，查阅有关资料写好文献综述和开题报告；
2．根据课题内容，查阅相关资料，相关课题，确定课题的总体方案；
3．系统软件总体结构设计；
4．各模块程序设计及部分程序调试；
5．对系统的软硬件进行联调；
6．撰写说明书；
7．整理资料，准备答辩。

毕业设计（论文）开题报告
指导教师意见：
1．对“文献综述”的评语：
2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：
指导教师：
年月日所在专业审查意见：
负责人：
年月日。