基于stc89c51单片机控制的三相异步电机星-△降压启动控制器设计

设计思路：

本设计采用STC89C51单片机作为控制核心，实现对三相异步电机的星-△启动控制。利用单片机的IO口控制三相继电器，实现对电机的启动和停止控制。同时，采用AD转换器对电机的电流进行采样，通过单片机的模拟输入端口进行数字化处理，实现对电机的过载保护。

设计流程：

1. 确定硬件电路结构

三相异步电机星-△启动控制器的硬件电路结构如下图所示：


其中，K1、K2、K3为三相继电器，用于控制电机的启动和停止；R1、R2、R3为电流采样电阻，用于采集电机的电流信号；V1为电机供电电源，U、V、W为电机三相输入端口。

2. 程序设计

程序设计分为三个部分：启动控制、停止控制、过载保护。其中，启动控制和停止控制通过单片机的IO口对三相继电器进行控制，实现对电机的启动和停止控制；过载保护通过AD转换器采样电机的电流信号，通过单片机的模拟输入端口进行数字化处理，实现对电机的过载保护。

启动控制：

void start_motor()
{
    P2 &= 0xf8;     //P2.0-P2.2清零，用于控制三相继电器
    P2 |= 0x01;     //P2.0置1，控制K1继电器闭合，使U相与电源相连
    delay(1000);    //延时1s，使电机加速到稳定运行状态
    P2 &= 0xf8;     //P2.0-P2.2清零
    P2 |= 0x02;     //P2.1置1，控制K2继电器闭合，使V相与电源相连
    delay(1000);    //延时1s，使电机加速到稳定运行状态
    P2 &= 0xf8;     //P2.0-P2.2清零
    P2 |= 0x04;     //P2.2置1，控制K3继电器闭合，使W相与电源相连
    delay(1000);    //延时1s，使电机加速到稳定运行状态
}

停止控制：

void stop_motor()
{
    P2 &= 0xf8;     //P2.0-P2.2清零，用于控制三相继电器
    P2 |= 0x04;     //P2.2置1，控制K3继电器闭合，使W相断开
    delay(1000);    //延时1s，使电机减速到停止状态
    P2 &= 0xf8;     //P2.0-P2.2清零
    P2 |= 0x02;     //P2.1置1，控制K2继电器闭合，使V相断开
    delay(1000);    //延时1s，使电机减速到停止状态
    P2 &= 0xf8;     //P2.0-P2.2清零
    P2 |= 0x01;     //P2.0置1，控制K1继电器闭合，使U相断开
    delay(1000);    //延时1s，使电机减速到停止状态
}

过载保护：

void overload_protect()
{
    while(1)
    {
        ADC_CONTR = 0x98;   //启动AD转换器
        while(!(ADC_CONTR & 0x20));  //等待转换完成
        if(ADC_RES > 0x80)  //判断电机电流是否超过额定电流
        {
            stop_motor();   //停止电机运行
            break;
        }
    }
}

3. 编写测试程序

编写测试程序，包括启动电机、停止电机、过载保护等功能。

#include<STC89C5X.h>

void delay(unsigned int count) //延时函数
{
    unsigned int i,j;
    for(i=0;i<count;i++)
        for(j=0;j<120;j++);
}

void start_motor(); //启动电机

void stop_motor();  //停止电机

void overload_protect();    //过载保护

void main()
{
    while(1)
    {
        start_motor();  //启动电机
        delay(5000);    //延时5s
        overload_protect(); //过载保护
        delay(5000);    //延时5s
        stop_motor();   //停止电机
        delay(5000);    //延时5s
    }
}

4. 烧录程序

将程序烧录进STC89C51单片机中，连接电路，即可进行测试。

总结：

本设计通过STC89C51单片机控制三相继电器，实现对三相异步电机的星-△启动控制。同时，通过AD转换器采样电机的电流信号，实现对电机的过载保护。该设计具有结构简单、功能实用、可靠性高等特点，适用于三相异步电机的启动控制和过载保护。