用单片机改造三相异步电动机Y-Δ降压启动控制电路研究

刘冬

（淮海技师学院，江苏 宿迁 223800）

1 三相异步电动机继电器-接触器式Y-Δ降压启动控制元器件布置图

图1 三相异步电动机继电器-接触器式Y-Δ降压启动控制元器件布置图

2 用单片机改造三相异步电动机Y-Δ 降压启动控制电路

2.1 用单片机改造三相异步电动机Y-Δ 降压启动控制电路

通过单片机取代三相异步电动机继电器-接触器式Y-Δ降压启动控制中的时间继电器和中间继电器控制交流接触器驱动三相异步电动机实现其Y-Δ 降压启动，8421 编码器来设定Y-Δ 降压启动的转换时间，两个7 段共阴数码管来显示电机的启动时间。

2.2 硬件的组成

表1 改造所需元器件清单

图2 单片机工作流程图

（1）单片机。将中央处理器（CPU）、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、定时器/计数器、并行串行输入/输出口、中断部件等单元集成在一个芯片上，形成所谓单片微型计算机，简称单片机。在工业控制领域广泛应用，本文选用的是STC89C52 单片机，这是一款非常普通的单片机，这里主要运用它进行数据的处理再进行输出，如图2。

单片机常用引脚介绍：

①P0 口：P0 口为一个8位开路双向I/O 口，每个角可接收8TTL 的门电路。

②P1 口：P1 口 是 一 个内部提供上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。

③P2 口：P2 口 是 一 个内部提供上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。

④P3 口：P3 口是一个内部提供上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流。

P3 口也可作为STC89C52RC 的一些特殊功能口。

RST 位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。

SLE/PROG;当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

PSEN：外部程序储存器的通讯选号。

XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：反向振荡器的输入，如采用外部时钟源驱动器件，应不接。

（2）8421 编码器。8421 编码器，通过每个上面的加减按钮来实现要设定的数值。两个顺序的编码之间，只有一个代码发生改变，即‘1’变为‘0’或‘0’变为‘1’。因此在两数的变换过程中所产生的误差也不超过‘1’，只可读相邻两个数的其中一个。还能有效地消除单值性的误差。

（3）数码管。7 段数码管有共阴和共阳两种接法，其中共阴极数码管的公共引脚接电源负极，共阳数码管的公共引脚接电源的正极。

数码管的常用输出：

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

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

（4）继电器。5V 继电器的内部有1 组线圈引脚、1 组常开触点和1 组常闭触点。

2.3 三相异步电动机Y-Δ 降压启动控制主电路

表2 三相异步电动机Y-Δ 降压启动控制主电路元器件清单

2.4 控制系统的端口定义

主控制器为stc89c52 单片机，其中P0 口为7 段数码管显示接口，P1 口为继电器控制接口，P2 为8421 编码器、启动和停止按钮接口，时间显示是采用两个7 段共阴数码管，两个5V 继电器，时间设定为8421 编码输入，一个启动和一个停止按钮。

3 用单片机改造三相异步电动机Y-Δ降压启动控制电路制作

3.1 控制板的制作

制作用单片机改造三相异步电动机Y-Δ降压启动控制电路的电路板。

3.2 单片机改造三相异步电动机Y-Δ 降压启动控制整体安装图

3.3 调试

（1）时间调试。控制程序下载到单片机测试时，上电后启动运行，设定转换时间进行测试，使设定的时间和转换的时间一致。

（2）运行转换故障。当上电运行时，系统本来的运行顺序是先继电器Y 先闭合，然后接触器主再闭合，电机以星形接法运转，时间到后，先断开继电器Y(星形接法) 然后再接触器△吸合，电机以三角形接法运转，然而由于单片机处理的处理时间及反应速度很快，导致了电机以星形转换为三角形运行时由于时间太短造成相间短路故障，经过给程序中加入了转换延时之后，问题得到了解决。

用单片机改造三相异步电动机Y-Δ 降压启动控制电路相对简单，可靠性高，维护方便，故障率低，可实现远程启动和停止三相异步电动机，使得工作人员能远离强电，进一步保障了操作人员的安全，改善了操作人员的作业环境，不足之处是由于单片机用的基本都是5v 弱电，对外界的产生的干扰屏蔽能力有限，容易受到干扰，控制柜要远离强电，要专门做防干扰措施。