摘 要 介绍用8098单片机实现异步电动机的软启动和节能控制的一种方法。 关键词 单片机 节能控制 软启动 1 引 言 三相异步电动机的功率因数与负载有关,额定负载时功率因数最高,因而效率最高;随着负载降低,功率因数降低,功率也随着降低。为使负载轻时不使功率因数明显降低,一种有效的方法是随着负载的降低,相应降低定子供电电压[sup][1][/sup] 。 本文利用8098高速输入口的HSO.0、HSO.1、zHSO.2控制三相主电路的三只双向晶闸管的导通角完成三相交流调压。用其高速输入口的HSI.1测量功率因数,并将其作为被控量,实现功率因数的闭环控制。 2 三相交流调压[sup][2][/sup] 图1是本文采用的适用于双向晶闸管的三相交流调压原理,由于三相触发信号之间存在严格的相互关系,只需采用由X相电压的过零点形成的脉冲信号作为三相触发信号的HSO.0、HSO.1、HSO.2的同步信号,并将作为它高速输入HSI.0的中断请求信号,其中断服务程序的主要任务是按图1所示装载6个事件的性质和发生时间,其中点火时间τ由闭环控制算法求出。 [align=center] 图1 三相交流调压原理[/align] T三相电压周期 TP触发脉宽 τ点火时间 3 软启动 由于本装置具有三相交流调压功能,极易实现异步电机的软启动,软启动可由三种方式实现:手动、开环（按预先给定的τ曲线）和闭环（按给定的启动电流）。这里采用第二种软启动法。 4 功率因数测量[sup][3][/sup] 将X相的电压和电流整形后变成相应的方波,作为异或门的输入,则它的输出u[sub]o[/sub]的脉冲宽度代表功率因数,见图2。把u[sub]o[/sub]送到高速输入端HSI.1。u[sub]o[/sub]出现上升沿的时间t[sub]r[/sub]已在HSI.0中断服务程序中测得,其下降沿出现时间td在HSI.1中断服务程序中测得,并计算脉宽T[sub]c[/sub]=t[sub]r[/sub]-t[sub]d[/sub]。 [align=center] 图2 功率因数测量[/align] 5 功率因数的闭环控制[sup][2][/sup] 由8098的一个软件定时器确定闭环控制的采样时间T[sub]S[/sub],并允许其中断,在其中断服务程序中完成P-I算法的计算。该算法的输入是代表实际功率因数的T[sub]c[/sub]（隐含误差信号）,其输出是晶闸管点火延时时间τ。 6 故障处理及保护 过压、过流和缺相三个故障信号相或后,输给外中断输入端EXTINT,其中断服务程序的功能是禁止晶闸管触发信号,切断三相电源,并给出报警信号。 7 主程序流程图 主程序流程图如图3所示。 在系统接到启动命令后,按预先设定的程序对电机进行软启动,启动完毕后,进入功率因数的闭环自动调节状态,待接到停车命令时,禁止触发脉冲,从而切断三相电源,使电机停转[sup][4][/sup] 。 [align=center] 图3 主程序流程图[/align] 8 硬件简化图 硬件简化图示于图4,由于8098片内无程序存贮器,必须外扩EPROM,且必须将引脚EA接地,本文采用一片27128,其地址空间为2000H-5FFFH。为了把HSO输出的宽脉冲型触发信号变成脉冲列,采用8098片内的PWM输出。为了禁止触发脉冲的输出,采用P2.0作门控信号,当低电平时禁止输出,启动和停车控制信号分别由P0.0和P0.1输入,且为低电平有效。采用上电和手动二种复位功能。 9 结 论 综上所述,本文介绍的交流电动机软启动与节能控制的特点简单易行,同时,对硬件稍作改变,采用不同的程序,可用于与交流调压有关的其他应用场合。如大型电动机的软启动和功率因数就地补偿（采用切换补偿电容,而不是调压）,也可用于直流电机的调压调速等。 [align=center] 图4 硬件简化图[/align]