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三相交流异步电动机因具有结构简单、性能可靠以及价格低廉等优点,所以在工业生产以及日常生活等领域广泛应用。交流异步电机若直接起动时,会产生非常大的冲击电流,其值约为额定电流的7-8倍,对电网和电机拖动系统造成冲击,影响设备使用寿命。传统电机起动方式有串电抗起动方式、Y-A起动方式、延边三角形起动方式等。这些起动方式均属于机械式起动,在电机起动过程中会产生二次冲击电流和二次冲击转矩,对系统造成影响。针对这种情况,本文采用模糊控制算法,通过分析电机起动特性,研制出以Atmegal1280为核心控制器的新型智能软启动器。软启动器的起动方式属于无触点起动,通过控制晶闸管导通角,使电机两端电压逐渐上升,实现电机平缓起动,无冲击电流。本文设计的软启动器采用模糊限流起动方式,即以检测到的电机定子电流作为闭环控制信号,经模糊控制器推理运算,输出控制信号给晶闸管触发脉冲。软启动器通过控制晶闸管导通角,实现电机两端电压逐渐升高,使电机起动电流限定在期望值范围内,电机转速平缓上升。本系统采用二维模糊控制器,以电流偏差E和电流偏差变化率EC作为输入信号,晶闸管导通角变化量为输出控制量。输入和输出信号均采用三角隶属函数,模糊规则选用"If E and EC then U"语句,根据理论分析和现场实践经验建立模糊控制表。系统CPU根据输入信号以查表的方式输出控制信号。本文设计软启动系统的硬件部分和软件部分。硬件部分主要包括:同步检测信号电路、电流采样电路、辅助电源电路、A/D转换电路、驱动电路、故障保护电路、按键输入电路以及液晶显示电路等。软件部分主要实现的功能是把采样回来的电流信号与按键输入设定的值进行比较,运算出电流偏差和电流偏差变化率作为模糊控制器输入信号。系统根据输入信号查询模糊控制表,输出控制信号。本系统设计的软启动器是集软起动、软停车、按键输入、液晶显示以及多种保护与一体的嵌入式集成控制系统。针对不同负载,可通过按键输入的方式来设定系统参数,如限值电流、起动电压、起动时间等,使电机起动特性和负载情况匹配,起动效果良好,运行更加稳定。系统有液晶显示功能,可实时显示系统运行状态,同时还具有过电压保护、过电流保护、过热保护、缺相保护等。当系统检测到故障时,液晶显示故障信息,继电器保护电路故障输出,软启动器断路,实现系统保护。