张有东

(华北科技学院机电工程学院，河北三河 065201)

0 引言

电机功率因数控制器是以双向晶闸管为调压元件，根据三相异步电机在不同负载时的功率因数变化，控制双向晶闸管的控制角度，调节电机端电压。负载大，功率因数高时，双向晶闸管控制角小，晶闸管输出电压高，负载小，功率因数低时，双向晶闸管控制角大，晶闸管输出电压低，该设备对电机来讲是透明的，它只是根据电机负载情况给出最合理的电压，使电机的有功功率和无功功率之比达到最佳值，从而达到节能的目的。如何找到电机负载变化和控制器输出电压变化之间的对应关系即控制算法，是本文研究的目的。

1 双向晶闸管输出电压变化与晶闸管控制角的关系

晶闸管输入端为三相正弦波电源，现以输入电压380 V、50 Hz动力电为对象说明，见图1。

图1 三相交流电压波形

从三相正弦波图形可看出，U、V、W三相互差120°相位角，考虑电源电压的频率是50 Hz，那么每相一周期的时间为20 ms，一周期为360°，每度对应时间为55.56 μs，因此可将度数换算成相对应的时间来表示。

本例中以U相电压从负变正的瞬间作为时钟基准点，如想得到380 V输出电压，采用单片机控制方式检测基准点到来时刻，单片机立刻对U相晶闸管控制角触发，过 60°(3 333.6 μs)对 W相晶闸管控制角触发，再过60°对V相触发，在负半周，同样经过U、W、V相触发，经过一周期360°后又回到时钟基点，重复运行，就可得到380 V输出电压。如想得到220 V输出电压，当时钟基点到来时 U相晶闸管控制角在延后60°(3 333.6 μs)触发，同理，W 相在 60°后再延迟60°触发，以此类推，就可得到220 V输出电压。……