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3 控制策略

我们选定限流软起动方式，所以可以利用嵌进式芯片对电流进行实时监控，减少电机起动过程中产生的大冲击电流，减少设备的损耗。控制系统为了达到响应速度快、无静差，可以选择数字PI调节器调节。积分调节器（I）由于积分的作用，所以在输出响应上总会有延迟，但是只要有误差存在，积分过程就不会停止，*会稳定在预期的输出值上。而比例调节器（P）响应速度快，但永远不会稳定在给定值上。所以两者结合起来，充分发挥各自的优点，既达到了快速性，又消除了误差。
系统自适应工作的过程是这样的:事先按照*控制方案计算出负载率为m时相对应的调压系数K和异步电动机的其他工作参数如功率因数、节能率等。当参考输进（m,K）同时加到异步电动机和参考模型的进口时，由于电动机的部分初始参数不确定，因此刚开始电动机的输出响应（功率因数）与*控制方案要求的输出响应（功率因数）将不会**，结果产生偏差信号e（t）,当信号e（t）进进自适应调整回路后，经过由自适应律所规定的运算，产生适当的附加控制作用△K，自动改变异步电机的定子端电压，从而使电1C31129G04下的功率因数*。zui后当偏差信号e（t）=0时，自适应调整过程停止。

4 硬件设计

本控制器主要包括主回路、控制回路和驱动保护电路。主回路主要由三对双向晶闸管和接触器组成，通过控制双向晶闸管的导通实现改变加到电机定子端 的电压;而接触器的主要作用是在软起动过程完成以后，把双向晶闸管从三相电路中旁路。在需要软停车或电机负载变化时，再把软起起动装置接进到电机回路中，完成软停车或节能功能。在控制回路和驱动保护电路中，包括了电压检测，电流检测，主控芯片（TMS320LF2407），晶闸管触发电路，接触器驱动，RS－232的上位机串口通讯回路和辅助开关电源等。DSP控制系统原理图如图2所示，现对此作简单先容。
（1）电压检测:在电压检测回路中，实现两个功能。其一是同步信号的检测功能，采样在三相电压的过零时刻，它作为晶闸管脉冲触发信号的同步信号;其二是将三相电源电压信号通过变压器降压后转变成直流信号，再经AD转换后送进到DSP中，作为电压负反馈调节、故障检测、过压和欠压保护。
（2）电流检测:通过霍尔传感器将三相电流信号转换成电压信号，再将这个电压信号经过AD转换后送进到DSP作为电流负反馈调节、故障检测和过流保护。
（3）晶闸管触发电路:利用DSP给出的控制信号，经脉冲变压器后送出一定脉宽的脉冲信号驱动晶闸管的导通，并通过控制导通角来改变加在电机两真个电压的大小。
（4）主控微机TMS320LF2407芯片:它是系统的核心，主要负责对检测信号的处理，移相范围的调节，给出晶闸管和接触器的驱动信号，接受输进的控制信号及输出数据等功能。

从上表可以看出，电机在额定负载四周节能运行时，其效率和功率因数变化不大，说明此时节能效果不明显;随着负载率的降低，电机的运行效率逐渐得以进步，功率因数增加更为明显。理论分析和实验结果表明，在电动机负载率大于0.5时，降压节能效果不明显;当 在0.3～0.5之间时，电机的效率变化不大，但功率因数明显进步，有一定的节能效果;而当小于0.3时降压节能效果明显，电机的效率和功率因数均有较大进步。通过分析还可以发现，电机运行效率在负载率为0.75～1范围内较高，但为1时效率并非zui高。这种节能运行方案可以使异步电动机在不同的负载下均呈现出较高的效率，且兼顾进步功率因数。在实际应用中，由于异步电动机的定子电压与定子电流较之功率因数易于正确丈量，所以选取定子电压作为控制量的异步电动机轻载调压节能方案具有较高的实用价值。研究结果表明:当电机负载率小于0.3时安装节能控制器的节能效果明显。当忽略负载变化引起的电机参数变化时， 随着定子电压的降低， 异步电动机的转矩会减小。所以采取降压措施节能时，降压行为还受到电性能否带动负载正常运行的制约。为保证电机所具有的电磁转矩必须能克服空载转矩且带动负载正常运行，需要对其进行转矩校验。通常异步电动机的过载倍数一般为1.8～3.7，降低电压的zui小值范围大致为（0.27～0.56） 。

7 结束语

智能控制器是嵌进式系统控制晶闸管的触发角，从而控制电动机的启动电压，这是其他传统启动方法无法相比的。它既能保证在负载要求的启动特性下平滑启动，降低对电网的冲击，又能保证电动机的可靠启动，具有过流、缺相、相序判定等保护，还可节能。该产品性能稳定，可靠性高，节电率可达33％以上，功率因数进步2倍以上，软启动平稳，进步了电网供电质量。该项成果属于实用新型产品，集电机软启动、节电运行、多种保护于一体。
该装置不仅适用于负荷变化缓慢的场合，而且也可用于负荷变化速度较快和变化大的场合，如提升机、供水站、油田等深水井的场合。它应用在油田的抽油泵机组上，经过一段时间的运行，性能稳定、节能明显，取得了良好的经济效益。

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