基于MCS-98單片機的交流調壓調速系統

　　0 引言

　　對于電動機的起動過程，為了避免定子回路的大電流沖擊，設計有兩種起動方法。方法一通過設置在操作面板上的起動電位器，人工控制起動過程的快慢。方法二，通過單片機控制器將給定轉速按一定的函數關系緩慢地增大，即相當于增加一個轉速給定函數發生器。在交流感應電動機的定子鐵心中，沿空間均勻分布三相繞組，各繞組軸相互錯開120O把定子三相繞組依次接到三相電源時產生一個磁場，其幅值所在的磁軸相繼與各繞組軸重疊。

　　也就是說，三相繞組聯合產生一個在空間不斷移動的磁場。當三相繞組流過三相正弦電流時，則將產生一個旋轉磁場。如果轉子以低于旋轉磁場的轉速轉動， 那么在轉子繞組和旋轉磁場之間出現相對運動，而在轉子繞組中產生感應電壓引起電流。而感應電流在磁場下又產生轉矩，推動轉子轉動。

　　1.感應電動機的調速方式

　　1.1 感應電動機調壓調速

　　當主電源為恒壓恒頻三相交流電網CVCF，M為感應電動機，中間為交流斬波調壓器時，就構成了感應電動機調壓調速系統。交流斬波器的輸出是變壓恒頻交流VVCF，即f1=fa，U1≤Ua，感應電動機的電磁轉矩Te，最大電磁轉矩Tem及其對應的臨界轉差率sm分別為：

　　由于調壓調速屬于能耗轉差調動，低速運行時電動機轉子的損耗大，轉子發熱嚴重，故不適用于長期低速運行。對于只有短時低速運行的起重機械升降機等恒轉矩負載和風機泵類等通風機械的負載都可采用。

　　輕載時如果把電動機的端電壓降低，就能大大減小勵磁電流，提高功率因數和減少電動機空載損耗，這就是國外發展起來的所謂NOLA節能器，即功率因數節能器的基本原理。

　　1.2 變極調速

　　采用雙速（或三速）變極籠型電動機經接觸器換接定子繞組，可得到與極對數對應的二擋（或三擋）同步速度。這種設備控制簡單、運行可靠、費用也低，但調速是有級的且范圍有限，一般只用于對特性要求較低的場所。

　　2.單片機控制的交流調壓調速系統

　　MCS-98單片機實現數字觸發、數字測速、數字調節的任務。