DQ系列交流电机无触点电脑节电启动器是根据功率因数控制器的原理研制生产的。它用单片微机MC68705P3作CPU，实时检测电机的负载，调节电机的端电压，减少电机的有功和无功损耗，提高功率因数，达到节能的目的。在一般情况下有功节电率可达10～20％，无功节电率为20～30％。该电脑节电启动器的主回路无触点，并具有断相、过电流、过电压、欠电压等全方位保护功能。尤其它有良好的软启动特性，可取代国内目前的星角启动器和各式减压启动器，可靠性高、寿命长、无需维修、可净化环境，适用于各种机电一体化设备，如风机、水泵、油田抽油机、传送带、粉碎机、空压机、空气锤、起重机、冲床、立式车床、龙门刨床、普通车床、镗床、电锯、拔丝机等。
控制系统的设计
为了能使电机的端电压自动跟随负载轻重而实现最佳控制，系统必须获得反映负载变化的信息。众所周知，功率因数的大小反映了负载的变化，本系统采用可控硅作为执行元件，如图1b所示，实时检测电流和电压滞后角，即功率因数的Φ角输入给单片机。单片机根据最佳控制算法，输出触发脉冲，调整可控硅的输出电压，实现节电（能）控制。
在启动阶段，程序控制以不同速率增加可控硅的导通角，以斜坡控制方式启动，既可以大大减小启动电流，又不影响启动力矩，启动电流电压可根据需要连续可调，本系统不用交流接触器，完全避免了触点（头）的消耗与维修，因而受到用户的普遍欢迎。
硬件电路
整机原理框图见图1。
1．同步电路（图1a）：本系统以A相电压为参考，利用电阻分压，两个反并联的二极管进行正反向限幅后输出到68705P3的INT-脚，由于单片机本身具有过零中断功能，因此，每当A相电压过零时就自动向CPU申请中断。
2.电流相位采样电路（图1c）：以A相为例，A相可控硅导通时两端的电压很低，光耦截止，输出为高电平，而当可控硅截止时，两端随电源电压变化，当其高于发光二极管导通电压时，光耦输出低电平。简言之，图中M点的电压方波表示了A相电流通断的方波。只要将其与A相电压的方波比较就可以检测到电流对电压的滞后角。
3．脉冲触发电路（图1d）：单片机的I／O口驱动晶体管经脉冲变压器触发可控硅。本装置采用两个单相可控硅反并联，实践表明它比双向可控硅触发更可靠。
4．单片机电路（图1e）：68705P3是内藏EPROM的6805系列的单片机。内部RAM为112字节，E－PROM有1804字节，一个8位的定时／计数器并带有一个7位可编程预选比例器，20条双向I／O口线，与TTL／CMOS兼容，其中PB口具有驱动LED的能力。68705P3为28脚双列直插排列：1）Vcc为电源端，Vss为地端；2）INT-为外部中断信号的输入端；3）EXTAL和XTAL是芯片内时钟振荡器电路控制输入端，可连接晶振、电阻或外部信号为系统提供时钟; 4）TIMER：该脚作为控制内部定时器／计数器电路的控制输入端；5）RESET-：该脚有一个施密特触发器和片内上拉电阻；6）Vpp：编程电压输入端，编程电压为21V、30mA、1.0MHz；7）PA0～PA7：8条TTL／CMOS兼容输出线，PB0～PB7：8条功率输出线，PC0～PC3：4条CMOS兼容输入线。
68705的软件很有特色，三个矢量中断，10种寻址方式，59条指令，具有很强的位操作功能。68705外围电路简单，总线全在片内，抗干扰能力强，对用户程序有很强的保密性，是一种性能价格比较高的单片机。
软件设计
本电脑节电启动器的软件由主程序、软启动程序、滞后角采样、数据处理、三相均衡脉冲触发程序、电网同步中断、相序定时中断服务程序等部分组成。主程序、电网同步中断和相序定时中断程序框图见图2。
为配合硬件，该系统还具有断相、过电流、过电压、欠电压保护程序，脉冲触发自检程序及电网频率自动跟踪程序，以确保电脑节电启动器在实际应用中的高度可靠。（董友章）