基于VC的三相異步電機啟停系統的設計

1．2．2 AT89S51和三相異步電機的接口器件：
當前國內外使用的電機控制系統電路如圖2所示，這種控制系統稱為繼電接觸器控制系統，它是一種有觸點的斷續(xù)控制，因為其中控制電器是斷續(xù)動作的。
本系統采用三相交流固態(tài)繼電器作作為AT89S51和三相異步電機的接口器件。
SSR(Solid state Relay)固態(tài)繼電器是用分離的電子元器件、集成電路(或芯片)及混合微電路技術結合發(fā)展起來的一種具有繼電特性的無觸點式電子開關。具有壽命長、可靠性高、開關速度快、電磁干擾小、無噪聲、無火花等特點。固態(tài)繼電器按輸出負載電源分，有交流固態(tài)繼電器和直流固態(tài)繼電器。交流固態(tài)繼電器按開關方式分有電壓過零導通型和隨機導通型。過零導通型SSR是當負載電源電壓過零區(qū)時才能導通，負載電流過零時才關斷，這是為了避免使負載受到峰值電壓的沖擊和干擾；隨機導通型SSR是只要輸入端加入信號，便導通。本系統使用過零導通型SSR。
過零導通型SSR原理圖和應用簡圖如圖3所示：應用簡圖中1、2為控制端，加上一定大小的直流電壓，輸出端3、4便導通，負載便接入電源工作；當控制端電壓低于一定大小時，輸出端3、4立刻斷開，負載停止工作。其小信號控制端和主回路在電氣上是隔離絕緣的，所需控制功率極小，開關速度很快。

圖3所示的交流固態(tài)繼電器稱為單相交流固態(tài)繼電器，三相交流固態(tài)繼電器是集三只單相交流固態(tài)繼電器為一體，并以單一輸入端對三相負載進行直接開關切換的固態(tài)繼電器，它可方便地控制三相交流電機、加熱器等三相負載。
本系統受控的三相異步電機功率為3KW，額定電流為6.4 A，故選擇山東淄博其特電子公司生產的型號為3SSR30的三相固態(tài)繼電器。該產品過零觸發(fā)，無火花，介質耐壓2500V AC，每相輸出最大交流電流有效值為30A(電機直接啟動瞬間電流為額定電流幾倍)，每相最大相電壓有效值為450V，工作頻率為50HZ，控制端信號必須滿足電壓達到4-24V DC，電流達到50mA輸出端才導通。則本系統AT89S51控制電機電路圖如4所示：圖4中線性光耦器件OPTOISO1工作在飽和和截止狀態(tài)，其性能指標CTR范圍為50％-200％。晶體管9013工作在放大區(qū)，為3SSR30的導通提供足夠大的輸入電流。由于電機是感性負載，所以在輸出回路中必須附加過流、過壓抑制元件RY820V壓敏電阻，用于保護SSR，它的選用原則是220V選用500V-600V壓敏電阻，380V時可選用800V-900V壓敏電阻。