0 引 言　

　　隨著單片機(jī)性能價(jià)格比的大幅度提高，把計(jì)算機(jī)和微處理器技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制特別是增加低壓電器智能化功能，具有較大的市場經(jīng)濟(jì)潛力。我們在交流 接觸器智能控制方案和具體實(shí)施中做了大量的研究和可行性分析，開發(fā)了一種具有智能化功能的裝置。把該裝置和交流接觸器相組合，就可以增加交流接觸器的智能 化功能。它具有設(shè)置簡單、使用可靠、節(jié)能控制、在線更改設(shè)置和顯示等功能。單片機(jī)在接到閉合或分?jǐn)嘀噶顣r(shí)，可以根據(jù)最佳分?jǐn)唷㈤]合相角輪流控制三個(gè)觸點(diǎn)進(jìn)行過零分?jǐn)嗯c閉合，減小了火花能量。利用它與中央控制計(jì)算機(jī)的雙向通訊，可以形成局域控制網(wǎng)絡(luò)和簡單DCS系統(tǒng)。它在工業(yè)、油田、煤礦、農(nóng)村（灌溉系統(tǒng)） 和城市等領(lǐng)域和地區(qū)有廣泛的應(yīng)用前景。

　　1 接觸器智能化內(nèi)容和工作原理　

　　我國目前使用的接觸器、斷路器和保護(hù)器（例如熱繼電器）均為機(jī)械非智能型的。一般為交流吸合、交流吸持和隨機(jī)分?jǐn)啵�且線包電壓有220V和 380V之分。實(shí)驗(yàn)告訴我們，不論是220V還是380V的線包，只要加上不低于160V的直流電壓，接觸器均能可靠吸合，并且不會(huì)產(chǎn)生一、二次彈跳。此 時(shí)，只要維持吸持電壓不低于直流15V，就可以穩(wěn)定地保持吸合狀態(tài)。分?jǐn)噙^程一旦發(fā)生，必然伴隨有電弧產(chǎn)生。確定分?jǐn)噙^程何時(shí)發(fā)生的唯一原則就是在時(shí)間允 許的前提下使電弧總能量最小。對(duì)于單相電磁電路，觸點(diǎn)合斷的最佳時(shí)刻應(yīng)該是主電路電流過零之時(shí)，而對(duì)于三相電磁電路來說，如果分?jǐn)噙^程發(fā)生在某一相電流過 零時(shí)刻，此時(shí)三相電弧的總能量應(yīng)該為最小。輪流控制三個(gè)觸點(diǎn)的過零分?jǐn)啵�可以使它們有相同的使用壽命。　視控制�?duì)象和要求，本方案采用繼電器或可控硅作為 控制接觸器線包通斷的元件。在單片機(jī)的控制下，系統(tǒng)按設(shè)置要求運(yùn)行并顯示。整個(gè)電路構(gòu)成簡單，運(yùn)行平穩(wěn)。當(dāng)啟動(dòng)過程結(jié)束，高壓自行撤除，續(xù)流電路維持吸合 狀態(tài)。

　　接通電源以后，整流回路、穩(wěn)壓電源回路及單片機(jī)系統(tǒng)得電。相電流設(shè)置完成后，單片機(jī)就開始采樣并與設(shè)定值進(jìn)行比較，啟動(dòng)回路和續(xù)流回路系統(tǒng)處于 待機(jī)狀態(tài)。單片機(jī)在對(duì)電源電壓和相位的不斷采樣、比較、記錄的同時(shí)，等待啟動(dòng)信號(hào)。如果得到信號(hào)，就會(huì)在不大于20ms的時(shí)間內(nèi)適時(shí)通過啟動(dòng)回路給線包加 上一個(gè)相應(yīng)的高電壓，動(dòng)觸點(diǎn)在強(qiáng)激磁產(chǎn)生的吸力作用下，克服彈簧推力和慣性，迅速向靜觸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。單片機(jī)可以通過傳感器判斷觸點(diǎn)的吸合情況并控制續(xù)流回路， 及時(shí)提供合適的吸持電壓。一旦發(fā)現(xiàn)電源電壓小于釋放電壓，單片機(jī)立刻選擇合適的相位，停止向線包供電，觸點(diǎn)在彈簧的作用下復(fù)位。顯然在啟動(dòng)過程中，相電流 會(huì)激增甚至超過設(shè)定值，電流激增的程度和激增持續(xù)的時(shí)間與電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)荷有關(guān)。這可以根據(jù)部頒標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)要求，增加相關(guān)程序，就可以很好地區(qū)分不同的負(fù)荷 情況甚至短路而自動(dòng)選擇相應(yīng)的啟動(dòng)保護(hù)時(shí)間，使電動(dòng)機(jī)可以帶載啟動(dòng)。

　　2 單片機(jī)的選用和基本硬件的設(shè)計(jì)　

　　為了安裝與使用的方便，輸入電壓可以設(shè)計(jì)成自適應(yīng)型的。傳感器是在磁環(huán)或矽鋼片上繞一個(gè)繞組并通過整流裝置送入單片機(jī)。單片機(jī)通過傳感器取樣比 較后，最終輸出的是一個(gè)電平信號(hào)或某一頻率的脈寬信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。而強(qiáng)電強(qiáng)磁的干擾往往使之產(chǎn)生誤動(dòng)作。為此，需要采取多項(xiàng)措施抗干擾，除了屏 蔽、光電隔離等傳統(tǒng)措施以外，還可以通過帶通濾波和采樣算法來抑制干擾。單片機(jī)分別選用美國Motorola公司的M68HC系列和Microchip公 司的PIC 系列單片機(jī)。Motorola公司的單片機(jī)在汽車上的應(yīng)用非常普遍，有很強(qiáng)的抗干擾性能，而Microchip公司的PIC系列單片機(jī)由于內(nèi)部有A