在实验室还可以通过示波器来测电机电流，在起动回路中接入电流互感器， 将电流互感器二次侧接入示波器，可以测得电流波形。可以通过故障录波装置来

测电流，用故障录波装置测量电流互感器的二次侧。现在对电机电流或者其他交 流电还可以通过钳形电流表来测，将定子端绕线直接通入钳形电流表的电流互感 器测。

有两种方法对电机转速进行测量，一种是测频法。通过一个周期内测到的脉 冲个数来确定转速，由于检测的起止时间不确定，所以通过测频率来确定转速存 在一定的误差，但由于电机的转速较快，误差影响不大。还可以通过测脉冲之间 的时差来进行测量。

首台单片机在 1974 年被美国仙童公司研发成功。这台单片机通过两个集成 电路组成，受到电器和仪表领域的关注。在 1974～1976 年期间，单片机的生产 工艺差，集成度差，只有 8 位 CPU，64 字节的存储器和两个 I/O 口，需要通过 一个程序存储器芯片来进行拓展，通过这两个部分组合才能形成一个完整的单片 机 [1]。但由于性能低，针对不同的行业种类太少，所以没有被广泛应用，这时 候的单片机主要由 Intel 公司生产。在 1979～1982 年期间，这时候的单片机已经 具有高性能，存储容量和寻址范围被增大， 1983 年至今的单片机巩固发展到 16 位、32 位，90 年代由德州仪器、三菱、日立、飞利浦灯公司生产了大批的工艺 优良,性能优越的单片机。

单片机主要向着 CPU、高性能、外围电路的内装化、存储大、制造工艺不 断提高、接口性能不断提高、低功耗、编程及仿真技术的简单化和实时操作系统 的使用发展，如今单片机的应用也十分广泛，在工业检测和控制、仪器仪表、消 费类电子产品、计算机外围设备、网络与通信的智能接口、军事航空、办公自动 化、医疗器械、汽车电子设备发展，并且在分布式多机处理系统中，单片机在解 决工程应用系统的快速性问题，如数据采集系统、数据处理系统和实时图像处理 系统中也起着关键作用。

据研究表明，消费者每天接触到的物品中，就包含 100 个嵌入式单片机，从

家电到安全系统到交通设备都包含了单片机。单片机每年在市场上销售达到 50 亿台。

1.3 本论文主要工作

使用单片机测出异步电机的起动电流和转速，并把起动电流波形通过上位机 显示出来。

第一步：选择合适的电流互感器将异步电机定子侧的交流电变为同频率，幅 值比较小的电流。

第二步：将小电流值经过 I/V 变换电路变成电压值，以便于单片机对电流值 的测量。

第三步：将交流电压通过整流电路进行全波整流。 第四步：用模数转换电路将电压值变成数字量送入单片机测量，并将测到的

电流值显示在 LCD 屏上。 第五步：通过在电机转轴上绑上磁铁经过霍尔元件时产生脉冲，并用单片机

对脉冲频率进行处理测到电机的转速。 第六步：改变单片机的串口电平来与 RS232 电平匹配。 第七步：设计 LabVIEW 程序将波形通过上位机显示出来。

2 异步电机的起动过程分析

2.1 异步电机的结构

定子和转子是异步电机的主要构成部分[2]，除定子和转子外还有一些如端盖、 轴承、机座、风扇等零部件。

定子由定子铁心、定子绕组和机座构成，由于旋转磁场相对于定子旋转，定 子铁心中的磁通方向、大小都是变化的[3]，定子铁心通过硅钢片叠压制成来减少 磁滞和涡流损耗，定子铁心内圆分布均匀的齿和槽，如图 2-1 所示。