基于DSP的电机软启动控制系统研究与设计

来源：电工技术作者：佚名 2016-11-03 08:41:34

摘要：本文针对异步电机启动过程中产生冲击电流问题，设计一种基于DSP的工矿用且具有防爆功能的电机数字化软启动控制系统，介绍了该系统的设计原理及软硬件实现方案。通过与传统启动方式汁比，验证了该系统具有平滑启动性和可靠性。

三相交流异步电机广泛应用于工矿机械及各种动力设备中，但是启动过程中会产生较大的冲击电流，不仅会缩短其使用寿命，而且在容量较大时会引起区域电网电压急剧下降、频率变化，威胁到区域电网及其它设备的安全稳定运行。对此，本文设计一种基于DSP的工矿用且具有防爆功能的电机数字化软启动控制系统，以限制电机启动过程中的冲击电流。值逐步升高，电机转速也逐步升高，当转速或转矩达到要求时软启动过程结束。随后，旁路接触器闭合，短路晶闸管，电机在额度电压下稳定工作。电机软启动的逆过程是电机的软停车。

    1 软启动控制系统工作原理
    软启动控制系统结合了自动控制技术与电力电子技术，其工作原理如图1所示。主电路中串接三组反向并联

    2 软启动控制系统硬件设计
    该控制系统以TI公司TMS320LF2407A为核心，包括电流检测电路、电压检测电路、驱动触发电路、保护电路、电源模块、速度检测电路、输入与显示模块等部分。软启动控制系统硬件框图如图2所示。可控晶闸管，启动电机时，通过DSP控制反向并联可控晶闸管的触发角，使电机两端电压从一个远低于额定电压的

    2.1电源模块设计
    AC 380V（或AC 660V）电源经降压、整流、滤波、稳压等环节后，产生稳定的＋12、 +5、 +3.3V直流输出，满足DSP与外围辅助电路需求。电源电路如图3所示。

    2.2电压检测与保护电路设计
    电压互感器采集的电机输入电压，经整流、滤波得到电源电路图直流电压模拟信号后送人DSP的A/D引脚，为电压保护、触发反向并联可控晶闸管等提供电压反馈信号。电压2.3电流检测与保护电路设计
    通过霍尔电流传感器采集的电流信号，经整流、滤波等过程转换成电压信号后注人DSP的A/D引脚，为过流保护、触发反向并联可控晶闸管等提供电流反馈信号。电流检测与保护电路与电压检测与保护电路类同，只是把电压互感器换成霍尔电流传感器。

    2.4晶闸管同步触发电路
    同步触发信号由DSP控制发出。DSP将采集到的反馈电压、电流信号与给定的电压、电流信号进行差值运算，通过PI控制器发出脉冲信号，经光藕隔离，控制晶闸管的触发角，产生电机驱动电压，从而实现电机软启动。晶闸管触发电路如图5所示。