电机节能操控器的规划节能原理
技能难点及处理
软硬件的调试
处理方案：
采纳电流与微电平比较来获取相位差
按有效值的界说进行检测
选用广泛运用的WDT电路，进步软件抗搅扰才干
三相异步电机是广泛运用的一种动力机械，每年的耗电量占我国总耗电量的50%以上。在满负荷工况条件下，电机的功率一般较高，一般在80%左右；但是，一旦负荷下降，电机的功率便随之显着下降。由于电机选型时是按最大或许负荷和最坏工况所需的功率而定的，大都电机在大部分运转时刻的负荷率都在50%～60%，所以实践运转时的功率都是比较低的。因此，进步这部分电机的运转功率，有着巨大经济效益和社会效益。
节能原理
电机的功率是电机输出功率与输入功率的比值的百分数。因此供电机的电能即输入功率并不仅用来驱动电机即输出功率，还有一部分将成为电机固有的损耗。电机的首要损耗为铜耗和铁损，其间铜耗是由于电流流过电机绕组而发生，与电流的平方成正比；铁损是由于定子和转子铁芯中的磁化电流而发生，与供电电压成正比。其它损耗很小，可疏忽。
调压节电原理是当负荷下降时，能够恰当下降电源电压以削减铁损，一起电流随之下降也削减了铜损及无谓的糟蹋，此刻电机的功率将得到改进。电机负荷的检测一般选用功率因数法进行：电机负荷大，则它的功率因数大；电机负荷小，则它的功率因数小。
技能难点及处理
①功率因数角的检测。一般情况下电流波形是完好的，经过检测电压和电流的过零点获得的相位差便是功率因数角。但本操控器由于选用了可控硅沟通调压，当导通角较小时，电流波形呈现断续。电流持续使电流过零检测失效。为此，咱们采纳电流与微电平比较来获取其正半周接连波形的部分，从而获得近似的相位差。
②电压和电流有效值的检测。一般按有效值的界说进行检测的电路需求用到模仿乘法器，因此电路比较复杂，本钱也高。由于有效值和肯定平均值之间存在必定的对应联系，而且此处对检测精度要求不高，故咱们先检测肯定平均值，再转化为有效值。
③强搅扰下的体系加固。本节电器作业在工厂的恶劣环境下，强电磁搅扰会严重影响微机体系的正常作业，为此咱们采纳了多种维护措施：将数字电路部分独自安装在金属机壳中，以屏蔽空间电磁搅扰；选用优质开关电源和传感器，以削减从线路串入的搅扰；在微机外围电路中广泛选用串行接口芯片，以简化电路板布线；选用广泛运用的WDT电路，进步软件抗搅扰才干。
④可控硅的移相触发电路。在三相沟通调压电路中，一个很重要的目标是三相平衡问题。曾经的三相沟通调压常选用3个单相移相触发芯片规划（如TA785），要仔细调试才干到达三相平衡。咱们选用最新推出的三相移相触发芯片AT787，简化了电路规划，使该电路免于冗杂的调试；一起还选用了可控硅的强触发技能，使其触发得更精确。
硬件规划
本操控器首要由3部分组成：可控硅及移相触发电路部分，接纳操控板的操控信号，施行沟通电压的调理；信号检测板部分，接纳传感器的信号并进行处理，得到规范电压和电流的有效值及功率因数有送操控板；单片机操控板部分，接纳信号检测板的信号，经过操控运算宣布操控信号到移相触发电路，施行最佳功率因数操控，一起操控板还经过键盘显现面板对操控器参数进行修正，并显现操控器运转状况。
可控硅及移触发电路部分TC787芯片的根本衔接。
从同步变压器来的三相过零信号经C1、C2、C3电容耦合到6V的直流信号上送入18、2、1脚。TC787对其进行过零检测，经积分电容C4、C5、C6构成以过零点为起点的三角波，与由VR引进的触发操控信号比较，再经C7调制成触发脉冲，由12、9、10、7、8、11脚输出，由脉冲变压器驱动可控硅。
信号检测板部分规范电压和电流的有效值转化电路。此电路依据根本的肯定值电路，增加了滤波电容C1，将沟通信号的肯定值变为平均值；合理规划R5的阻值，将平均值变为有效值。
相位检测电路。
电压信号VA和电流信号IA经与微电平信号REF比较，获得电压和电流信号的正半周；经RC滤波后由信号“或”电路，构成含有功率因数角的信号；由单片机去除其间的电压半周期，即得功率因数角。
单片机操控板部分根本电路。
TLC0834是4路8位A/D转化器，收集1路电压和3路电流信号；TLC5615是10位串行D/A，将操控量变为模仿电压信号，去操控可控硅沟通调压；X25045是含WDT和EEPROM的多功用电路，担任单片机体系的安全监督和重要参数的维护；SN75176是RS485接口，完成连网监控。
软件规划
单片机软件选用C51言语编程，C51与汇编言语比较，有编程功率高、代码易维护等长处。程序首要由键盘与显现监控部分、串行接口芯片驱动部分和信号收集与实时操控部分组成。
串行接口芯片驱动部分，首要是依据芯片厂商时序图，以单片机的I/O口模仿串行口，以完成对串行芯片的读写操作。本课题由于单片机I/O较多，各个芯片选用独自的I/O信号。
信号收集与实时操控部分，以实时时钟为基准，收集电压电流信号对体系的安全进行监督。收集功率因数信号与最优值比较，以PI操控算法进行运算，当令宣布操控指令，对电动机进行调压，使其运转于高功率状况。
体系调试
在体系调试过程中，咱们发现并处理了如下几个问题。
①电动机可控硅沟通调压的安稳性问题。由于电动机是大电理性负载，在按外三角接法时最好选用半控方式。其间的数据管发挥了吸收谐波的作用。要运用全控方式，最好选用内三角方式。该接法中各个绕组独自供电，绕组之间不会发生彼此搅扰。
②三相调压移相触发板的器材挑选问题。3个积分电容的值有必要彼此共同，差错在1%以内，调制电容C7的值不能太大，耦合电容C1、C2、C3亦不能太大，否则会使电路不能长时间运转，或呈现三相的不平衡。
③节电操控器的最佳功率因数设定问题。最佳值一般在0.85邻近，风机能够设定在0.9邻近，针对不同电机而稍有不同。假如超出了此规模，则属不正常现象。由于电动机从理论上有一个在75%～80%负载率邻近的最高功率点，若电动机老化而无此特性，则节能不能成立。使用中有必要留意此准则。
本电机节能操控器除了具有功率因数操控节能功用外，还完成了软启动、断相维护、过流维护、过热维护等功用。经用户测验标明，该电机节能操控器规划合理、运转牢靠、节能作用显着。
