专业综合实践 课程设计数字存储式交流电机软起动装置的组装与调试.ppt

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1、1电气工程及其自动化专业电气工程及其自动化专业xxx专业综合实践指导xxxxxx2数字存储式交流电机软起动装置数字存储式交流电机软起动装置的组装与调试的组装与调试本专业综合实践的意义：本专业综合实践的意义：本专业涉及多门学科，本专业涉及多门学科，包括电机包括电机拖动、拖动、电力工程电力工程、电子、电子技术、自动控制、计算机控制，多技术、自动控制、计算机控制，多学科渗透，强弱电结合，特别是对动手能力要求较高，但学科渗透，强弱电结合，特别是对动手能力要求较高，但从前几届的毕业设计和毕业生的实际工作能力看，往往实从前几届的毕业设计和毕业生的实际工作能力看，往往实际动手能力较弱，对动手能力训练不够。为

2、了给本专业学际动手能力较弱，对动手能力训练不够。为了给本专业学生提供更多的动手实践机会，提高学生的实践技能，教学生提供更多的动手实践机会，提高学生的实践技能，教学培养计划中专门安排了专业综合实践环节，并且为了提高培养计划中专门安排了专业综合实践环节，并且为了提高其实践效果，本系专门花费了相当大的人力物力，来给大其实践效果，本系专门花费了相当大的人力物力，来给大家创造一种实践训练的机会。希望每一位同学对该实践课家创造一种实践训练的机会。希望每一位同学对该实践课程给以足够的重视，珍惜这一动手实践机会，认真完成好程给以足够的重视，珍惜这一动手实践机会，认真完成好每一部分内容的电路原理分析及实验调试每

3、一部分内容的电路原理分析及实验调试工作。工作。3主要训练内容主要训练内容1.各各部分原理分析；部分原理分析；2.焊接、组装焊接、组装（控制、驱动、电源）（控制、驱动、电源）；3.各部分各部分电路分别电路分别调试及系统联调；调试及系统联调；4.多种仪器设备的使用与电路波形测试。多种仪器设备的使用与电路波形测试。4降降压压起起动动的的目目的的：降降低低起动电流起动电流Ist。降压后的机械特性降压后的机械特性一、交流电机的降压起动原理一、交流电机的降压起动原理交流电机轻载交流电机轻载降压运行，可以降压运行，可以提高电机效提高电机效率，避免率，避免“大马拉小车大马拉小车”，节约电能。，节约电能。5二、

4、二、基于晶闸管基于晶闸管的相控调压的相控调压普通晶闸管普通晶闸管两个普通晶闸管反并联，两个普通晶闸管反并联，输入两路脉冲。输入两路脉冲。双向晶闸管双向晶闸管(KS)两两个个主主电电极极T1、T2，一一个个门门极极G。通通常常在在G-T2之之间间加加入触发脉冲，使其导通。入触发脉冲，使其导通。6触发触发脉冲的脉冲的时序波形及相控电压波性时序波形及相控电压波性相控调压的缺点相控调压的缺点功功率率因因数数低低，电电流流非非正正弦弦对对电电网网有有谐谐波波污污染。染。软起动软起动电电机机刚刚起起动动时时 较较大大。逐逐渐渐减减小小，转转 速速 接接 近近 稳稳 态态 时时=0。的的调调压压可可控范围：

5、控范围：180。触发脉冲经过高频调制，以减小脉冲变压触发脉冲经过高频调制，以减小脉冲变压器的体积。器的体积。7三、控制系统的硬件电路分析三、控制系统的硬件电路分析LM393LM3932864286481、EEPROM存储模式及触发脉冲的产生存储模式及触发脉冲的产生转系统图AT28C64原理图原理图AT28C64管脚图管脚图910模模式式选选择择：=150o，20o，10o，0o，共共16种，每个模式占有种，每个模式占有256B，共，共占占4kB存储空间。存储空间。11A8A11：选择模式，即导通角的大小：选择模式，即导通角的大小A0A7：选择模式中的某一位：选择模式中的某一位0#模式模式1#模

6、式模式15#模式模式12总起动时间实总起动时间实际上就是际上就是1616个个模式总运行时模式总运行时间，如果每个间，如果每个模式是模式是10s10s，那，那么总起动时间么总起动时间就是就是160s160s。EEPROM外部连接图外部连接图D0D0D2D2：A A、B B、C C三相脉冲序列，三相脉冲序列，依次相差依次相差120120o o。1374LS161连接图连接图2.模式选择控制电路模式选择控制电路采用可预置同步计数器采用可预置同步计数器74161实现。实现。计数计数H HH HH HH H保持保持L LX XH HH H保持保持X XL LH HH H置数（置数（P Pn nQQn n

7、）X XX XL LH H复位复位X XX XX XL L动作动作CEPCEPCETCETPEPEMRMR模模式式选选择择表表控制功能控制功能:当计数到第当计数到第15个个时钟脉冲，时钟脉冲，Q3Q0=1111，TC由由0变变1，形成一个正脉，形成一个正脉冲，将冲，将PE端置零，置入端置零，置入P0P3数据，输出保持全数据，输出保持全1，即保持最后一个模式不变。即保持最后一个模式不变。转系统图14超低频时钟的产生超低频时钟的产生多谐振荡器多谐振荡器555提供提供74161的计数脉冲，通的计数脉冲，通过改变电位器阻值，改变计数脉冲周期。过改变电位器阻值，改变计数脉冲周期。tH=0.693(R25

8、+VR6)C15tL=0.693VR6*C15T=0.693(R25+2VR6)C15555外部连接图外部连接图153.滞环滞环电压比较器电压比较器转系统图作用：作用：将工频将工频50Hz正弦波变换为同步的标准正弦波变换为同步的标准TTL方波。方波。16LM393(B)、74LS04作用：将输出波形变为标准作用：将输出波形变为标准TTL方波方波转系统图转波形图174.单稳移相电路单稳移相电路uab超前超前ua30o转系统图作用：将作用：将uab的同步信号转换为的同步信号转换为ua的同步信号。的同步信号。18单稳移相电路单稳移相电路转系统图19A相晶闸管相晶闸管的开通的开通角应从角应从ua的过的

9、过零点，即零点，即Q的上升沿算起。的上升沿算起。20集成电路：集成电路：CD4046、74LS393组组成成：鉴鉴相相器器（PD）、低低通通滤滤波波器器（LPF）、压控振荡器（压控振荡器（VCO）、）、8位计数器位计数器作用：完成工频作用：完成工频50Hz的同步和的同步和256倍频。倍频。5.锁相同步倍频器锁相同步倍频器转系统图21锁相同步倍频器原理图锁相同步倍频器原理图鉴相器特性226、错相序封锁控制、错相序封锁控制作用作用：当三相相序接错的时候能够自动封锁：当三相相序接错的时候能够自动封锁74LS244的输出，禁止系统运行，避免事故的的输出，禁止系统运行，避免事故的发生。发生。原理原理：实

10、验中利用：实验中利用uab与与uac之间的相位差，分之间的相位差，分别延时后相别延时后相“与与”，从而判断是否错相序，实，从而判断是否错相序，实现相序控制。现相序控制。转系统图23Uac相位检测电路：光耦隔离同步相位检测电路：光耦隔离同步检测电路检测电路转系统图24相序正确：相序正确：uab比比uac超前超前60o，即，即uab比比uac超前超前3.3ms相序错误：相序错误：uab比比uac滞后滞后60o，即，即uab比比uac滞后滞后3.3ms25错相序封锁控制波形图错相序封锁控制波形图转系统图26相序错误相序错误：移相后：移相后u1将比将比u2滞后滞后3.3ms（u1代表代表uab的相位的

11、相位,u2代表代表uac的相位），而不是上面的超的相位），而不是上面的超前前3.3ms。u1和和u2相相“与与”的结果，的结果，u3将不再有将不再有1ms的脉冲产生，则的脉冲产生，则u4恒低恒低。转系统图27封锁控制电路封锁控制电路：作用作用:（1 1）将）将u u4 4转变为转变为74LS24474LS244控制信号；控制信号；（2 2）刚上电时，鉴相器需要一定的稳）刚上电时，鉴相器需要一定的稳定时间，在尚未完全锁相同步情况下，暂时定时间，在尚未完全锁相同步情况下，暂时封锁输出。封锁输出。转系统图28四、晶闸管驱动电路四、晶闸管驱动电路作用作用：(1)(1)产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶

12、产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通；闸管在需要的时刻由阻断转为导通；(2)(2)隔离控制电路与主电路。隔离控制电路与主电路。要求要求：门极的脉冲电流必须有足够大的幅值和持续时：门极的脉冲电流必须有足够大的幅值和持续时间，以及尽可能短的电流上升时间。间，以及尽可能短的电流上升时间。驱动电路驱动电路：A相：光耦相：光耦MOC3052及外围电路及外围电路B相：运放相：运放LM393和脉冲变压器及外围电路和脉冲变压器及外围电路C相：三极管相：三极管9013和脉冲变压器及外围电路和脉冲变压器及外围电路29A相驱动电路相驱动电路：光耦：光耦MOC3052（光电双向可控硅驱（光

13、电双向可控硅驱动器）动器）转主电路图30B相驱动电路相驱动电路：LM393、脉冲变压器、外围电路、脉冲变压器、外围电路D D1 1、R R5 5：续流通路续流通路转主电路图3120R4C相驱动电路：相驱动电路：9013、脉冲变压器、外围电路、脉冲变压器、外围电路转主电路图32五、电源板五、电源板组成组成：交流电源电路、直流电源电路、测试：交流电源电路、直流电源电路、测试脉冲产生电路脉冲产生电路作用作用：产生系统所需要的交流电、直流电和：产生系统所需要的交流电、直流电和测试脉冲。测试脉冲。转电源板图331、交流电源电路、交流电源电路变压器绕组连接关系图变压器绕组连接关系图转电源板图342、直流电

14、源电路、直流电源电路电压等级：电压等级：+5V、+12V、-12V三端稳压块：三端稳压块：7805、7812、7912转电源板图+5V直流电源电路图直流电源电路图3512V直流电源电路直流电源电路363、测试脉冲产生电路、测试脉冲产生电路作用作用：产生频率可调的脉冲信号，用来测试驱：产生频率可调的脉冲信号，用来测试驱动电路动电路37六、六、组装调试组装调试1、按先后顺序将各个部分单独按先后顺序将各个部分单独焊接调试，焊接调试，每个每个部分单独测试部分单独测试输入输出波形，对输入输出波形，对有关有关数据及波形进行详细记录。验收通过后方数据及波形进行详细记录。验收通过后方可进行下一可进行下一个部分

15、，最后个部分，最后整体整体统调，并统调，并接接入负载电机实验。入负载电机实验。2、将将各各部部分分电电路路原原理理理理解解，抓抓紧紧时时间间弄弄懂，不懂，不清楚多问。清楚多问。383、在在各各部部分分的的调调试试过过程程中中，回回答答指指导导教教师师提出的有关问题。提出的有关问题。4、写写报报告告时时须须将将各各部部分分的的测测试试波波形形分分别别进进行分析总结。行分析总结。5、若、若调试结果调试结果达不到要求，可达不到要求，可适当加班。适当加班。6、焊焊接接之之前前先先练练习习焊焊接接，保保护护好好板板子子，不不宜宜对对同同一一焊焊点点焊焊接接次次数数过过多多过过久久，元元器器件件管管脚不宜留脚不宜留过长，保证过长，保证板面整洁。板面整洁。39调调VR1使使VH=0，过过零零比比较较，使使uo与与uab严严格格同同步步(检检测测uab的每周期起点的每周期起点)。滞环回差：滞环回差：作作用用：uab在在过过零零点点附附近近，若若迭迭加加有有杂杂波波干干扰扰，不不会会导导致致uo的的多多次次跳跳变变而而造造成成同同步步紊紊乱乱，只只要要干干扰扰幅幅度度不超过不超过V。Goback40Goback41GobackLM393LM3932864286442鉴相器输出特性鉴相器输出特性Goback43Goback