專利名稱：電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種控制裝置，特別涉及一種異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng) 器控制器。
技術(shù)背景
軟起動(dòng)器是一種異步電動(dòng)機(jī)的裝置，它可以使起動(dòng)電流以恒定的 斜率平穩(wěn)上升，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊，起動(dòng)電流不受電網(wǎng)波動(dòng)影響，減少起 動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)負(fù)載的沖擊，有過(guò)載和缺相保護(hù)功能，在造紙、石化、水利 工礦企業(yè)等場(chǎng)所得到廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)數(shù)字控制技術(shù)的不斷發(fā)展， 以及大功率高壓晶閘管器件制造水平地不斷提高，將先進(jìn)的數(shù)字技術(shù) 應(yīng)用到防爆、高壓型交流電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)控制之中，不但適用在有防爆 隔爆要求的場(chǎng)合，而且防爆隔爆型中高壓設(shè)備的控制技術(shù)水平。這既 填補(bǔ)了我國(guó)這一領(lǐng)域的空白，也是全球市場(chǎng)的需求。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于提供一種電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器控制器，該控 制器實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)機(jī)的數(shù)字化控制，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行中的可靠性、 穩(wěn)定性強(qiáng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器控制器，其特征 在于由中央處理單元、電源電路、缺相和相序檢測(cè)電路、電流取樣 /程控增益電路、模擬量輸入電路、數(shù)字量輸入輸出電路、分相電路、 相序校正和脈沖形成電路和觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路組成；缺相和相序檢測(cè)電路 的輸出端口與數(shù)字量輸入接口電路的輸入端口連接，電流取樣/程控 增益電路的輸入端口接收三相電流，輸出端口與模擬量輸入接口電路 的輸入端口連接，模擬量輸入電路和數(shù)字量輸入電路的輸出端口分別 與中央處理單元的輸入端口連接，中央處理單元的輸出端口與相序校 正和脈沖形成電路的輸入端連接，相序校正和脈沖形成電路的輸出端 與觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路連接，中央處理單元的輸出端口還與數(shù)字量輸出接口 電路的輸入端口連接，數(shù)字量輸出接口電路的輸出端與繼電器輸出/ 觸發(fā)電源連接；分相電路的輸出端口分別與模擬量輸入接口電路的輸 入端、相序校正和脈沖形成電路的輸出端和觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路連接。
本實(shí)用新型還可以采用如下的技術(shù)措施 上述電源電路采用線性電源加開關(guān)電源的方式。 上述分相電路選用微功耗CMOS集成鎖相環(huán)——HEF4046BT。 上述中央處理單元采用89C55PLCC型CPU。 本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果
1、 由于電源電路釆用線性電源加開關(guān)電源的方式。這種電源結(jié) 構(gòu)能夠既達(dá)到輸出電壓紋波小、電源電壓穩(wěn)定、而且也能達(dá)到抗干擾 的要求。
2、 由于分相電路采用電路鎖相技術(shù)，因此，該控制器可實(shí)現(xiàn)理 想的頻率控制、具有良好的窄帶跟蹤特性和良好的調(diào)治跟蹤性能。
3、 大大地提高了晶閘管觸發(fā)的可靠性和抗干擾能力。
圖l是本實(shí)用新型的原理框圖。 圖2是電源電路的電原理圖。 圖3是分相電路的電原理圖。 圖4是相序校正和脈沖形成電路的電原理圖。 圖5是相序判斷電路的電原理圖。 圖6是斷相判斷電路的電原理圖。 圖7是電流取樣/程控增益電路的電原理圖。 圖8是觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路的電原理圖。
具體實(shí)施方式
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如圖l所示 一種電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器控制器，由中央處理單元、電 源電路、缺相和相序檢測(cè)電路、電流取樣/程控增益電路、模擬量輸 入電路、數(shù)字量輸入輸出電路、分相電路、相序校正和脈沖形成電路 和觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路組成；缺相和相序檢測(cè)電路的輸出端口與數(shù)字量輸入 接口電路的輸入端口連接，電流取樣/程控增益電路的輸入端口接收 三相電流，輸出端口與模擬量輸入接口電路的輸入端口連接，模擬量 輸入電路和數(shù)字量輸入電路的輸出端口分別與中央處理單元的輸入 端口連接，中央處理單元的輸出端口與相序校正和脈沖形成電路的輸
入端連接，相序校正和脈沖形成電路的輸出端與觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路連接， 中央處理單元的輸出端口還與數(shù)字量輸出接口電路的輸入端口連接， 數(shù)字量輸出接口電路的輸出端與繼電器輸出/觸發(fā)電源連接；分相電 路的輸出端口分別與模擬量輸入接口電路的輸入端、相序校正和脈沖 形成電路的輸出端和觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路連接。上述分相電路選用微功耗 CMOS集成鎖相環(huán)——HEF4046BT。上述中央處理單元采用 89C55PLCC型CPU。
如圖2所示電路中通過(guò)全橋整流，獲取+24V直流電源，同時(shí) 通過(guò)線性穩(wěn)壓電路7815和7915獲得+15V和-15V直流電源，再通過(guò) SG3254構(gòu)造開關(guān)電源，獲取精密+5V電源，Cl、 C2既可以提供負(fù)電 源，同時(shí)也起到退耦作用。
如圖3所示分相電路選用微功耗CMOS集成鎖相環(huán)一一 HEF4046BT，其內(nèi)部有兩個(gè)相位比較器(PC1、 PC2)， 一個(gè)壓控振動(dòng) 器(VCO)，此外還有一個(gè)輸入放大器A， 一個(gè)源極跟隨器和一個(gè)齊 納二極管ZD。 U12是第一級(jí)鎖相環(huán)，使壓控振動(dòng)器頻率跟蹤電源頻 率；U13構(gòu)成第二級(jí)鎖相環(huán)，在頻率跟蹤的同時(shí)，使用U14 (4020)、 U15 (4017)進(jìn)行分頻分相，通過(guò)U16輸出A、 B、 C三相觸發(fā)同步 脈沖。
如圖4所示相序校正和脈沖形成電路，相應(yīng)的觸發(fā)脈沖形成后， 通過(guò)兩片8254調(diào)制頻率大小，形成高頻脈沖序列。形成高頻調(diào)制觸 發(fā)脈沖后，經(jīng)過(guò)一次光電隔離后輸出觸發(fā)脈沖。
如圖5所示在CPU進(jìn)行晶閘管觸發(fā)脈沖分配時(shí)，必須知道正 確的動(dòng)力線路相序，否則將出現(xiàn)晶閘管觸發(fā)錯(cuò)誤，造成事故。動(dòng)力源 經(jīng)過(guò)降壓隔離同步變壓器后，將電壓Ua、 Ub、 Uc輸入相序判斷電路， 經(jīng)過(guò)移相后的單向整流電路，在8時(shí)，整流電壓較低，光偶的輸出端 為高阻狀態(tài)，電路的輸出為高電平，即PHO為高電平，此時(shí)為正序。 當(dāng)相序相反時(shí)，通過(guò)移相整流后，使光偶輸出為低阻狀態(tài)，使PHO 輸出低電平。通過(guò)此電路可實(shí)現(xiàn)三相電源的相序的判斷。
如圖6所示軟起動(dòng)器有靜態(tài)斷相鑒別和運(yùn)行中的斷相鑒別。運(yùn) 行中的斷相鑒別是通過(guò)檢測(cè)到三相電流后，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，通過(guò) 模擬接口進(jìn)入CPU后，由軟件鑒別。圖是靜態(tài)斷相的鑒別示意圖。 三相電壓引入后，當(dāng)沒(méi)有缺相發(fā)生時(shí)，電壓Ua、 Ub、 Uc經(jīng)過(guò)整流橋 后，輸出直流電流為線電壓有效值的1.35倍，該電壓使光偶的輸出
呈低阻狀態(tài)，PHL輸出低電平，沒(méi)有斷相發(fā)生。當(dāng)斷相發(fā)生時(shí)，Ua、 Ub、 Uc中總有一相開路，此時(shí)三相整流橋相當(dāng)于一個(gè)單相整流電路， 輸出直流電壓為線電壓有效值的0.9倍，該電壓使光偶的輸出呈高阻 狀態(tài)，PHL輸出高電平，表示有斷相發(fā)生。
圖7的電流取樣/程控增益電路和圖8的觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路均為常規(guī) 電路。
權(quán)利要求1、一種電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器控制器，其特征在于由中央處理單元、電源電路、缺相和相序檢測(cè)電路、電流取樣/程控增益電路、模擬量輸入電路、數(shù)字量輸入輸出電路、分相電路、相序校正和脈沖形成電路和觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路組成；缺相和相序檢測(cè)電路的輸出端口與數(shù)字量輸入接口電路的輸入端口連接，電流取樣/程控增益電路的輸入端口接收三相電流，輸出端口與模擬量輸入接口電路的輸入端口連接，模擬量輸入電路和數(shù)字量輸入電路的輸出端口分別與中央處理單元的輸入端口連接，中央處理單元的輸出端口與相序校正和脈沖形成電路的輸入端連接，相序校正和脈沖形成電路的輸出端與觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路連接，中央處理單元的輸出端口還與數(shù)字量輸出接口電路的輸入端口連接，數(shù)字量輸出接口電路的輸出端與繼電器輸出/觸發(fā)電源連接；分相電路的輸出端口分別與模擬量輸入接口電路的輸入端、相序校正和脈沖形成電路的輸出端和觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)控制器，其特征在于上述電源電路采用線性電源加開關(guān)電源的方式。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)控制器，其特征在于 上述分相電路選用微功耗CMOS集成鎖相環(huán)——HEF4046BT。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)控制器，其特征在于 上述中央處理單元采用89C55PLCC型CPU。
專利摘要一種電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器控制器，由中央處理單元、電源電路、缺相和相序檢測(cè)電路、電流取樣/程控增益電路、模擬量輸入電路、數(shù)字量輸入輸出電路、分相電路、相序校正和脈沖形成電路和觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路組成。本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.由于電源電路采用線性電源加開關(guān)電源的方式。這種電源結(jié)構(gòu)能夠既達(dá)到輸出電壓紋波小、電源電壓穩(wěn)定、而且也能達(dá)到抗干擾的要求。2.由于分相電路采用電路鎖相技術(shù)，因此，該控制器可實(shí)現(xiàn)理想的頻率控制、具有良好的窄帶跟蹤特性和良好的調(diào)治跟蹤性能。3.大大地提高了晶閘管觸發(fā)的可靠性和抗干擾能力。
文檔編號(hào)H02P1/26GK201063567SQ20072009583
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者劉子胥, 張富民, 王利輝 申請(qǐng)人:天津慧商工控設(shè)備有限公司