用單片機改造三相異步電動機Y-Δ降壓啟動控制電路研究

劉冬

（淮海技師學院，江蘇 宿遷 223800）

1 三相異步電動機繼電器-接觸器式Y-Δ降壓啟動控制元器件布置圖

圖1 三相異步電動機繼電器-接觸器式Y-Δ降壓啟動控制元器件布置圖

2 用單片機改造三相異步電動機Y-Δ 降壓啟動控制電路

2.1 用單片機改造三相異步電動機Y-Δ 降壓啟動控制電路

通過單片機取代三相異步電動機繼電器-接觸器式Y-Δ降壓啟動控制中的時間繼電器和中間繼電器控制交流接觸器驅動三相異步電動機實現其Y-Δ 降壓啟動，8421 編碼器來設定Y-Δ 降壓啟動的轉換時間，兩個7 段共陰數碼管來顯示電機的啟動時間。

2.2 硬件的組成

表1 改造所需元器件清單

圖2 單片機工作流程圖

（1）單片機。將中央處理器（CPU）、程序存儲器（ROM）、數據存儲器（RAM）、定時器/計數器、并行串行輸入/輸出口、中斷部件等單元集成在一個芯片上，形成所謂單片微型計算機，簡稱單片機。在工業控制領域廣泛應用，本文選用的是STC89C52 單片機，這是一款非常普通的單片機，這里主要運用它進行數據的處理再進行輸出，如圖2。

單片機常用引腳介紹：

①P0 口：P0 口為一個8位開路雙向I/O 口，每個角可接收8TTL 的門電路。

②P1 口：P1 口 是 一 個內部提供上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。

③P2 口：P2 口 是 一 個內部提供上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。

④P3 口：P3 口是一個內部提供上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。

P3 口也可作為STC89C52RC 的一些特殊功能口。

RST 位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST 腳兩個機器周期的高電平時間。

SLE/PROG;當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。

PSEN：外部程序儲存器的通訊選號。

XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。

XTAL2：反向振蕩器的輸入，如采用外部時鐘源驅動器件，應不接。

（2）8421 編碼器。8421 編碼器，通過每個上面的加減按鈕來實現要設定的數值。兩個順序的編碼之間，只有一個代碼發生改變，即‘1’變為‘0’或‘0’變為‘1’。因此在兩數的變換過程中所產生的誤差也不超過‘1’，只可讀相鄰兩個數的其中一個。還能有效地消除單值性的誤差。

（3）數碼管。7 段數碼管有共陰和共陽兩種接法，其中共陰極數碼管的公共引腳接電源負極，共陽數碼管的公共引腳接電源的正極。

數碼管的常用輸出：

共 陰0-F:0x3f、0x06、0x5b、0x4f、0x66、0x6d、0x7d、0x07、0x7f、0x6f、0x77、0x7c、0x39、0x5e、0x79、0x71

共 陽0-F:0xc0、0xf9、0xa4、0xb0、0x99、0x92、0x82、0xf8、0x80、0x90、0x88、0x83、0xc6、0xa1、0x86、0x8e

（4）繼電器。5V 繼電器的內部有1 組線圈引腳、1 組常開觸點和1 組常閉觸點。

2.3 三相異步電動機Y-Δ 降壓啟動控制主電路

表2 三相異步電動機Y-Δ 降壓啟動控制主電路元器件清單

2.4 控制系統的端口定義

主控制器為stc89c52 單片機，其中P0 口為7 段數碼管顯示接口，P1 口為繼電器控制接口，P2 為8421 編碼器、啟動和停止按鈕接口，時間顯示是采用兩個7 段共陰數碼管，兩個5V 繼電器，時間設定為8421 編碼輸入，一個啟動和一個停止按鈕。

3 用單片機改造三相異步電動機Y-Δ降壓啟動控制電路制作

3.1 控制板的制作

制作用單片機改造三相異步電動機Y-Δ降壓啟動控制電路的電路板。

3.2 單片機改造三相異步電動機Y-Δ 降壓啟動控制整體安裝圖

3.3 調試

（1）時間調試。控制程序下載到單片機測試時，上電后啟動運行，設定轉換時間進行測試，使設定的時間和轉換的時間一致。

（2）運行轉換故障。當上電運行時，系統本來的運行順序是先繼電器Y 先閉合，然后接觸器主再閉合，電機以星形接法運轉，時間到后，先斷開繼電器Y(星形接法) 然后再接觸器△吸合，電機以三角形接法運轉，然而由于單片機處理的處理時間及反應速度很快，導致了電機以星形轉換為三角形運行時由于時間太短造成相間短路故障，經過給程序中加入了轉換延時之后，問題得到了解決。

用單片機改造三相異步電動機Y-Δ 降壓啟動控制電路相對簡單，可靠性高，維護方便，故障率低，可實現遠程啟動和停止三相異步電動機，使得工作人員能遠離強電，進一步保障了操作人員的安全，改善了操作人員的作業環境，不足之處是由于單片機用的基本都是5v 弱電，對外界的產生的干擾屏蔽能力有限，容易受到干擾，控制柜要遠離強電，要專門做防干擾措施。