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基于TMS320F2812的异步电动机软起动的研究
摘要：
在各行业中，异步电机的使用非常广泛，但其起动时的电流会很大，因此存在一定的问题。为了解决这个问题，本文使用TMS320F2812控制器设计了一种异步电机软起动的方法。通过使用软起动技术，可以显著减少起动时的电流，降低电机对电网和机械设备的负担，有效提高异步电机的使用效率和寿命。
关键词：TMS320F2812；异步电机；软起动；控制器；效率
一、引言
在各个领域中，异步电机是最常见的一种电机，其特点是结构简单、使用方便、维护成本低等优点。但是，当电机进行起动时，由于其特殊的工作原理，在起动时会出现较大的电流，对电网和机械设备产生较大的负担。为了避免这种情况的发生，本文使用TMS320F2812控制器设计了一种异步电机软起动的方法。通过使用软起动技术，可以减少起动时电机的电流，降低对电网和机械设备的负担，提高某些应用下异步电机的使用效率和寿命。
二、异步电机的起动问题
在现实生活中，市场上的异步电机性能和质量彼此差别很大，而且由于生产厂家的不同，证书机配件性能不同，因此在使用不同品牌异步电机的时候，起动时的电流大小也会有所不同。
当异步电机对于感性负载的启动时，电机刚启动时，它的一端波形是一个结合了人字形对称的带有台阶的三角波，这个三角波前沿很大，会导致负载大的电路设备启动时供应电路上的电网电流快速骤升，甚至可能会导致网路骤增电流瞬间达到三倍左右的额定电流值，从而破坏电路电器和电源设备，对电网造成一定的负荷冲击。
三、异步电机软起动的控制器设计思路
为了解决以上问题的发生，采用了softstart(软起动)的方法。在启动时有一个缓慢增大的过程，其工作方式和流程是控制器进行控制，电机进行输出工作，输出过程中实现缓慢增长，并通过改变图波形司机，图波形上升速度变慢，从而避免启动带来高电流的电流过流问题。
softstart控制器的主要原理如下：首先，通过控制器将电机的频率逐渐提高，而且控制器将每个电机的时间控制在5秒之内，以防止出现异步电机high起动电流的情况，从而实现异步电机的平稳起动。解决启动带来的过流问题，一些涉及到高功率电机的设备的部分启动压降，而这种方式则会使机械设备的工作效率变低，并且各种元器件的寿命会大大降低。
四、软起动的仿真实验及结果分析
在设计控制器之前，可以通过仿真实验来模拟异步电机的软起动过程，并对比不使用软启动情况下的电机启动电流和软启动情况下的电机启动电流的差异，从而验证软启动的有效性。
实验部分，使用了MATLAB软件对控制器进行仿真设计和测试。先设置参数，将开关电流调整到0.2A，将实测值的电流与预期值进行比较{470V–2.6V}=0.2A如果误差小于1%，则可以设置仿真为一次成功的仿真，如果误差在5%左右，则需要检查参数设置和数据输入中的失误。
对于电机的软启动仿真推动工作部分，先将电压调整到48V，并将电机转速控制在1rpm的速度之内，负载控制在5kg之内。不同启动方式对电机起动电流的影响可参考下表：
表1：不同启动方式对电机起动电流的影响
启动方式|起动电流(A)
------|------
直接启动|>6
软启动|1.2
从表1中可以看出，在异步电机的启动过程中，使用软启动控制器可以有效地降低电机的起动电流，使得电机保持运转状态时对机械设备和电网的负担较小。
五、结论
本文以异步电机起动过程中存在的问题为出发点，通过建立TMS320F2812软启动控制器的方法，针对起动电流大的情况，提出了软启动的解决方案，并对其进行了仿真测试，结果表明在电机运行状态下，软启动能够有效地降低其对机械设备和电网的负荷程度，提高其使用效率和寿命。在实际生产中，可以根据具体电机参数采取所述方法，以求达到最优异步电机工作状态。