1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1设计意义

异步电机是电网中用电量最多的负荷，占电网负荷总量的 60%以上。异步电机的起动电压、起动电流是其起动性能中最为关键的两个指标。对于起动电压来说，起动电压越大，电机的起动转矩越大。如果电机的起动转矩太小，则可能无法带动负载。此时流经电机的电能将完全以热能的形式消耗在电机绕组上，时间长了就会导致绕组过热而烧坏电机。而对于起动电流来说，起动电流越大，对电网的冲击就越大，严重时会造成电网电压的波动，危害电网中其它设备的正常运行。国家相关标准规定，电机起动时所引起的电网电压波动不允许超过 10%。同时，太大的起动电流会对电机自身造成强大的电磁力冲击，对生产机械造成冲击：起动过程中的压力突变往往造成泵系统管道、阀门的损伤，缩短使用寿命；影响传动精度，甚至影响正常的过程控制，缩短电机的使用寿命。因此，在电机的起动过程中，总是希望起动电流较小，而起动转矩较大。

对于大容量的电动机，为了限制电动机的启动电流，经常采用降压启动的方法启动电动机，常见的降压起动有：星形-三角形（y-Δ)降压起动、自耦变压器降压起动、定子串电阻降压起动、延边三角形降压起动。这几种传统的三相异步电动机的启动线路都比较简单，不需要额外的启动设备，但其启动电流冲击比较大，起动转矩较小而且固定不可调。电动机停车时都是控制接触器触点断开，切断电动机电源，电动机自由停车，这样也会造成剧烈的电网波动和机械冲击。在一些对启动要求较高的场合，可选用软启动器装置，具有软起动和软停车的特点，同时启动电流、起动转矩可调，还具有电动机过载保护等功能。

2. 研究的基本内容与方案

进行软起动器的硬件设计，包括核心微控制器（mcu）的选择、mcu 最小系统的设计、主电路的设计及关键器件晶闸管的选型与保护，研究一种具有同步信号检测、缺相保护、过欠压保护功能的电压检测电路，设计完善电流检测回路、辅助电源系统、晶闸管驱动电路和显示电路等。进行软起动器的软件设计，包括主程序、同步信号中断服务子程序、增量式 pi设计、限流起动程序、电压斜坡起动程序、触发脉冲延时子程序等。硬件设计的系统结构如图2.1所示、软启动器主电路图如图2.2所示、软启动器主电路图如图2.3所示、晶闸管触发电路如图2.4所示。运用仿真软件对软起动器交流调压系统进行仿真，建立软起动器直接起动和软起动方式的仿真模型，设计各仿真模块的内部结构，确定各项仿真参数，并对仿真结果进行分析比较。通过以上的工作完成设计一款大功率电动机（100kw-500kw）的软启动器设计，可以在设置中选择启动方式（恒电流启动和斜坡电压启动），具有起动电流小、起动速度平稳可靠、对电网冲击小等优点，且起动曲线可根据现场实际工况调整，减少起动时对设备的冲力。

软起动器的主程序是系统上电后持续运行直至停机的主流程程序，能够控制、调用其它子程序来共同进行软起动器的管理、通讯，实现软起动软停机、电机保护等功能。图2.5 为系统的主程序流程图。

3. 研究计划与安排

1 ~ 3 周：调研、查阅资料、结合毕业设计任务书，确定总体方案，完成开题报告；

4 ~ 8 周：熟悉温度测控系统的基本设计原理和工作原理；翻译英文资料；

9 ~14周：设计测控系统的原理图，设计硬件单元电路图，并进行软件设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 李发海，王岩.电机与拖动基础[m]．4版.北京：清华大学出版社，2012.

简介：第七章和第八章详细介绍了异步电动机原理（定子转子的电磁关系，功率与转矩，机械特性，电动机参数测定等），异步电动机的启动与制动（直接启动，降压起动如星形三角形启动、定子串电阻启动、自耦变压器启动，制动如能耗制动、反接制动、反馈制动），简单介绍了电动机的软起动。