本發(fā)明屬于三相電動機的控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶感應(yīng)電壓檢測的三相電機控制器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有電動機控制器在電動機負(fù)載突然加大時，會出現(xiàn)不能及時提高電動機電壓，造成電動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，甚至堵轉(zhuǎn)的情況發(fā)生；在軟件啟動過程中，不能及時對電動機負(fù)載的變化做出反應(yīng)，造成電動機啟動不平穩(wěn)，甚至無法啟動的情況發(fā)生。

現(xiàn)有電動機節(jié)能和軟啟動控制器是不帶感應(yīng)電壓檢測的功率因數(shù)控制器，在電動機負(fù)載突然增加時，會出現(xiàn)不能及時提高電動機電壓，造成電動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，甚至堵轉(zhuǎn)的情況發(fā)生。在軟件啟動過程中，不能及時對電動機負(fù)載的變化做出反應(yīng)，造成電動機啟動不平穩(wěn)，甚至無法啟動的情況。造成現(xiàn)有技術(shù)的電動機控制器應(yīng)用范圍有限，運行可靠性不高等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種帶感應(yīng)電壓檢測的三相電機控制器。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種帶感應(yīng)電壓檢測的三相電機控制器，包括信號調(diào)整電路、高頻振蕩器和三條控制線路；三條所述控制線路分別用于控制電動機的三相電源；所述控制線路包括相位檢測器、斜坡發(fā)生器、比較器、門電路、變壓器和可控硅；

所述相位檢測器包括兩個輸入端；一個輸入端連接相線，另一個輸入端與電動機電連接，用于采樣電動機的輸入電信號；所述相位檢測器的輸出端與所述所述信號調(diào)整電路電連接；

所述斜坡發(fā)生器的輸入端連接相線；所述斜坡發(fā)生器、所述比較器、所述門電路和所述變壓器依次電連接；所述變壓器的輸出端與所述可控硅電連接；所述可控硅的陽極連接相線，陰極連接電動機的輸入端；

所述信號調(diào)整電路的輸出端與所述比較器電連接；所述高頻振蕩器的輸出端與所述門電路電連接；

所述的三相電機控制器還包括啟動電路、二極管裝置、感應(yīng)電壓檢測電路和方波整形器；所述啟動電路包括兩個輸出端，分別與所述信號調(diào)整電路和二極管裝置電連接；所述二極管裝置的輸出端與所述感應(yīng)電壓檢測電路電連接；所述方波整形器的輸入端連接相線，輸出端與所述感應(yīng)電壓檢測電路電連接；所述感應(yīng)電壓檢測電路還從電動機的輸入端采樣電信號，所述感應(yīng)電壓檢測電路的輸出端與所述信號調(diào)整電路電連接。

所述信號調(diào)整電路包括電位器r1、三極管q1、負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)和運放u1；

所述三極管q1的集電極通過所述電位器r1與直流電壓源連接，發(fā)射極接地，基極與所述啟動電路電連接；

所述負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的一端通過電阻與所述三極管q1的集電極連接，另一端與所述運放u1的輸出端連接；

所述運放u1的同相輸入端通過電容與直流電壓源連接，反相輸入端連接所述相位檢測器；

所述所述負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的一端還與所述啟動電路連接；所述三極管q1的集電極還與所述感應(yīng)電壓檢測電路連接；所述運放u1的輸出端與所述比較器連接。

所述啟動電路包括電位器r8、運放u2、運放u3和三極管q2；

所述運放u2的反相輸入端通過所述電位器r8與直流電壓源連接，同相輸入端接地，輸出端與所述運放u3的反相輸入端連接；

所述運放u3的同相輸入端通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)與直流電壓源連接，輸出端與所述信號調(diào)整電路連接；

所述三極管q2的基極與所述運放u3的輸出端連接，集電極與所述運放u2的輸出端連接，發(fā)射極接地；

所述三極管q2的集電極還通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)與直流電壓源連接；所述三極管q2的集電極還與所述二極管裝置連接；所述三極管q2的集電極還通過電阻與所述信號調(diào)整電路連接。

所述二極管裝置包括電阻r30、二極管d2和電容r8；

所述電阻r30的一端與所述啟動電路連接，另一端與所述二極管d2的陽極連接；所述二極管d2的陽極通過所述電容r8接地，所述二極管d2的陰極與所述感應(yīng)電壓檢測電路連接。

所述感應(yīng)電壓檢測電路包括三極管q3、三極管q4、二極管d1、運放u4和運放u5；

所述三極管q3的基極與所述三極管q4的基極通過電阻相連，且與所述方波整形器連接；所述三極管q3的集電極與所述三極管q4的集電極通過電阻相連，且通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)與電動機的輸入端連接；所述三極管q3的發(fā)射極和所述三極管q4的發(fā)射極接地；

所述運放u4的同相輸入端連接所述三極管q4的集電極，反相輸入端連接所述三極管q3的集電極，輸出端與所述二極管裝置連接；

所述運放u4的輸出端與所述二極管d1的陰極連接，所述二極管d1的陽極與所述運放u5的同相輸入端連接；所述運放u5的反相輸入端與輸出端連接；所述運放u5的輸出端還與所述信號調(diào)整電連接電連接。

所述門電路包括三極管q5；

所述三極管q5的基極與所述比較器和所述高頻振蕩器電連接，集電極通過二極管和電阻與直流電壓源連接，發(fā)射極接地；

所述變壓器的初級線圈的兩端分別連接直流電壓源和所述三極管q5的集電極；所述變壓器的次級線圈的兩端分別連接所述可控硅的控制極和陰極。

所述方波整形器包括運放u5；所述運放u5的同相輸入端通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)連接相線，反相輸入端接地，輸出端與所述感應(yīng)電壓檢測電路連接。

所述可控硅上還并聯(lián)有一個電容和一個電阻的串聯(lián)電路。

所述可控硅為雙向?qū)ǖ目煽毓琛?/p>

所述高頻振蕩器采用一個文氏橋震蕩電路。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，用于檢測可控硅關(guān)斷期間電動機產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，能快速檢測到電動機負(fù)載突然增大的情況，用于提高電動機運行過程中負(fù)載突然增大時的響應(yīng)速度，以及用于增強電動機軟啟動過程中的啟動性能，使電動機啟動和運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，性能更加優(yōu)異。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一種帶感應(yīng)電壓檢測的三相電機控制器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種帶感應(yīng)電壓檢測的三相電機控制器的信號調(diào)整電路示意圖；

圖3是本發(fā)明一種帶感應(yīng)電壓檢測的三相電機控制器的啟動電路示意圖；

圖4是本發(fā)明一種帶感應(yīng)電壓檢測的三相電機控制器的感應(yīng)電壓檢測電路和二極管裝置示意圖；

圖5是本發(fā)明一種帶感應(yīng)電壓檢測的三相電機控制器的門電路、變壓器和可控硅示意圖。

圖中：1-信號調(diào)整電路；2-高頻振蕩器；3-啟動電路；4-二極管裝置；5-感應(yīng)電壓檢測電路；6-方波整形器；101/201/301-斜坡發(fā)生器；102/202/302-相位檢測器；103/203/303-比較器；104/204/304-門電路；105/205/305-變壓器；106/206/306-可控硅。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種帶感應(yīng)電壓檢測的三相電機控制器，包括信號調(diào)整電路1、高頻振蕩器2和三條控制線路；三條所述控制線路分別用于控制電動機m的三相電源；所述控制線路包括相位檢測器、斜坡發(fā)生器、比較器、門電路、變壓器和可控硅；

所述相位檢測器包括兩個輸入端；一個輸入端連接相線，另一個輸入端與電動機m電連接，用于采樣電動機m的輸入電信號；所述相位檢測器的輸出端與所述所述信號調(diào)整電路1電連接；

所述斜坡發(fā)生器的輸入端連接相線；所述斜坡發(fā)生器、所述比較器、所述門電路和所述變壓器依次電連接；所述變壓器的輸出端與所述可控硅電連接；所述可控硅的陽極連接相線，陰極連接電動機m的輸入端；

所述信號調(diào)整電路1的輸出端與所述比較器電連接；所述高頻振蕩器2的輸出端與所述門電路電連接；

所述的三相電機控制器還包括啟動電路3、二極管裝置4、感應(yīng)電壓檢測電路5和方波整形器6；所述啟動電路3包括兩個輸出端，分別與所述信號調(diào)整電路1和二極管裝置4電連接；所述二極管裝置4的輸出端與所述感應(yīng)電壓檢測電路5電連接；所述方波整形器6的輸入端連接相線，輸出端與所述感應(yīng)電壓檢測電路5電連接；所述感應(yīng)電壓檢測電路5還從電動機m的輸入端a7采樣電信號，所述感應(yīng)電壓檢測電路5的輸出端與所述信號調(diào)整電路1電連接。

需要說明的是，三個相位檢測器(102/202/302)的結(jié)構(gòu)是相同的。同樣地，三個斜坡發(fā)生器(101/201/301)、三個比較器(103/203/303)、三個門電路(104/204/304)、三個變壓器(105/205/305)、三個可控硅(106/206/306)也都是相同的。

相位檢測器測量電動機m的電流和電壓，并提供與電壓和電流相位差成比例的輸出信號，該信號即為功率因數(shù)信號。相位檢測器102從端子m1接收代表a相電流的電流響應(yīng)采樣信號，并接收a-b相電壓的電壓信號；相位檢測器202從端子m2接收代表b相電流的電流響應(yīng)采樣信號，并接收b-c相電壓的電壓信號；相位檢測器302從端子m3接收代表c相電流的電流響應(yīng)采樣信號，并接收c-a相電壓的電壓信號；三個相位檢測器均向端子a3提供輸出信號。

信號調(diào)整電路1對端子a3的功率因數(shù)信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，輸出控制信號?？刂菩盘柡托逼掳l(fā)生器的輸出信號進(jìn)行比較而生成可控硅的觸發(fā)信號。在操作中，當(dāng)控制信號的電平和斜坡信號的前沿的相交時，生成輸出脈沖，這些脈沖使可控硅觸發(fā)。

如圖2所示，所述信號調(diào)整電路1包括電位器r1、三極管q1、負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)和運放u1；

所述三極管q1的集電極通過所述電位器r1與直流電壓源連接，發(fā)射極接地，基極通過端子a1與所述啟動電路3電連接；

所述負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)由電阻r4、r5、r6和電容c1、c2、c3組成；所述負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的一端通過電阻r3與所述三極管q1的集電極連接，另一端與所述運放u1的輸出端連接；

所述運放u1的同相輸入端通過電容c4與直流電壓源連接，反相輸入端連接端子a3，通過端子a3與三個所述相位檢測器垃圾；

所述所述負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的一端還通過端子a2與所述啟動電路3連接；所述三極管q1的集電極還通過端子a4與所述感應(yīng)電壓檢測電路5連接；所述運放u1的輸出端通過端子a5與三個所述比較器連接。

如圖3所示，所述啟動電路3包括電位器r8、運放u2、運放u3和三極管q2；

所述運放u2的反相輸入端通過所述電位器r8與直流電壓源連接，同相輸入端接地，輸出端與所述運放u3的反相輸入端連接；

所述運放u3的同相輸入端通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)與直流電壓源連接，輸出端通過電阻r17、端子a1與所述信號調(diào)整電路1連接；

所述三極管q2的基極通過電阻r15與所述運放u3的輸出端連接，集電極通過電阻r10與所述運放u2的輸出端連接，發(fā)射極接地；

所述三極管q2的集電極還通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)與直流電壓源連接；所述三極管q2的集電極還通過端子a6與所述二極管裝置4連接；所述三極管q2的集電極還通過電阻r11、端子a2與所述信號調(diào)整電路1連接。

為了確保電動機m在啟動電路3工作之前不“開通”，在未啟動的狀態(tài)下，啟動電路3用于提供一個“阻止啟動”的電信號，以阻止來自電位計r1的直流電壓源信號，使信號調(diào)整電路1不工作。這是通過啟動電路3向pnp三極管q1的基極輸出一個電信號，使三級管q1導(dǎo)通，電位器r1被短路來實現(xiàn)。

如圖4所示，所述二極管裝置4包括電阻r30、二極管d2和電容r8；

所述電阻r30的一端通過端子a6與所述啟動電路3連接，另一端與所述二極管d2的陽極連接；所述二極管d2的陽極通過所述電容r8接地，所述二極管d2的陰極與所述感應(yīng)電壓檢測電路5連接。

如圖4所示，所述感應(yīng)電壓檢測電路5包括三極管q3、三極管q4、二極管d1、運放u4和運放u5；

所述三極管q3的基極與所述三極管q4的基極通過兩個電阻相連，且兩個電阻的連接點通過端子a8與所述方波整形器6連接；所述三極管q3的集電極與所述三極管q4的集電極通過兩個電阻相連，且通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)與電動機m的輸入端a7連接；所述三極管q3的發(fā)射極和所述三極管q4的發(fā)射極接地；

所述運放u4的同相輸入端連接所述三極管q4的集電極，反相輸入端連接所述三極管q3的集電極，輸出端與所述二極管裝置4連接；

所述運放u4的輸出端與所述二極管d1的陰極連接，所述二極管d1的陽極與所述運放u5的同相輸入端連接；所述運放u5的反相輸入端與輸出端連接；所述運放u5的輸出端還與所述信號調(diào)整電連接電連接。

方波整形器6的輸出，通過電阻r22連接到晶體管q3的基極，并通過電阻r23到晶體管q4的基極。當(dāng)方波整形器6的輸出是正的，控制晶體管q3是開的，從而防止任何信號到達(dá)運放u4的負(fù)輸入端；當(dāng)方波整形器6的輸出為負(fù)，晶體管q4為開，防止信號到達(dá)運放u4的的正輸入端。電阻r21、r20、r24、r25和r26的值是被選定的，因此，運放u4的增益對于其正、負(fù)端輸入是相同的。

運放u4的正輸出被二極管d1阻塞，只通過負(fù)輸出；當(dāng)突然加載，這種負(fù)電壓瞬間增加。由于這些負(fù)峰在怠速電動機m中接近零值，顯著的增益可以包含在運放u4，所以感應(yīng)電動勢的增加，是從負(fù)載突然變化引起的，也可以放大，以提高其有效性。這是本發(fā)明的一個重要方面。從運放u4的負(fù)脈沖由二極管d1通過，由于是在運放u4輸出無電阻，瞬間將電容器c6充電到峰值。

作為一個電壓跟隨器，運放u5為電容器c6提供高輸入阻抗，允許電容器c6在每個半周期之間保持電荷，從而消除紋波。運放u5的輸出，通過電容c7、電阻r29和r28的串、并聯(lián)組合，到輸出端子a4，進(jìn)入信號調(diào)整電路1。

通過這樣的安排，瞬間的負(fù)荷會瞬間被感應(yīng)電壓檢測電路5感知到，一個信號產(chǎn)生并被送到信號調(diào)整電路1，使信號調(diào)整電路1響應(yīng)負(fù)載。一旦信號調(diào)整電路1已經(jīng)增加相位以響應(yīng)負(fù)載，則沒有電壓被施加到電容器c6，同時電容c6馬上被并聯(lián)電阻r27放電。當(dāng)這種情況發(fā)生時，電荷迅速(相對負(fù)載周期)減弱到電容器c6可以接受下一次突然施加的負(fù)載時的充電。rc電路時間常數(shù)由電容c6和電阻r27確定，通常是幾秒鐘，相對于電動機m控制系統(tǒng)相關(guān)的頻率慢一些。由于感應(yīng)電動勢感應(yīng)電路在一個方向上快速操作(快速增長，緩慢下降)，輸出信號伴隨著一個大的增益送入控制系統(tǒng)，不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。大增益增加感應(yīng)電動勢在提高節(jié)能性能方面的有效性，如上面提到的，這是本發(fā)明的顯著特征，當(dāng)電阻r29為電容c7放電時，這個增益是由電容器c7、電阻r28確定。

電路描述到目前為止，所述的控制器可以實現(xiàn)更大的能源節(jié)約，同時提高對突然負(fù)載的響應(yīng)速度。感應(yīng)電動勢也可應(yīng)用于控制器，改善電動機m的軟啟動特性，理想的軟啟動是隨著時間的推移線性增加的速度。

如圖5所示，所述門電路包括三極管q5；

所述三極管q5的基極與所述比較器和所述高頻振蕩器2電連接，集電極通過二極管和電阻與直流電壓源連接，發(fā)射極接地；

所述變壓器的初級線圈的兩端分別連接直流電壓源和所述三極管q5的集電極；所述變壓器的次級線圈的兩端分別連接所述可控硅的控制極和陰極。

門電路是一種電子開關(guān)，能夠接通或切斷比較器的輸出到可控硅的控制極之間的線路，從而影響可控硅電流開啟的時間；而門電路的通/斷又受控于比較器的輸出脈沖。因此，可控硅的開通時間跟隨比較器輸出的脈沖的周期。

電阻r33和二極管d3的串聯(lián)電路并聯(lián)在變壓器105的初級繞組，以便抑制感應(yīng)電壓到和半導(dǎo)體電路一致的安全水平。

所述方波整形器6包括運放u5；所述運放u5的同相輸入端通過電阻分壓網(wǎng)絡(luò)連接相線，反相輸入端接地，輸出端與所述感應(yīng)電壓檢測電路5連接。

電容c9和電阻r35串聯(lián)，然后并聯(lián)在所述可控硅106的陽極和陰極之間，使可控硅106工作更加平穩(wěn)。

所述可控硅為雙向?qū)ǖ目煽毓琛?/p>

所述高頻振蕩器2采用一個文氏橋震蕩電路。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。