專利名稱：異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)調(diào)速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)起動(dòng)調(diào)速裝置，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。
近年來，國內(nèi)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、調(diào)速方面的研究有了很大進(jìn)展，為了克服起動(dòng)過程的有級(jí)、跳躍而對(duì)電網(wǎng)及用電設(shè)備帶來的過電流沖擊的缺點(diǎn)，人們在產(chǎn)品中加入了“自動(dòng)變換電路”或微機(jī)控制，減少了電機(jī)損耗，起到一定的節(jié)能作用，但它們均是以星角起動(dòng)或降壓起動(dòng)，不可避免地造成兩次以上的過電流沖擊；為此，本申請(qǐng)人發(fā)明了中國專利“ZL93247188.9”的“經(jīng)濟(jì)節(jié)能型數(shù)字式異步電機(jī)軟起動(dòng)調(diào)速器”，以起動(dòng)電流抑制電路自尋最佳軟起動(dòng)過程，可平穩(wěn)啟動(dòng)并設(shè)定在最佳節(jié)能點(diǎn)上運(yùn)行。但它不能保證在最低速時(shí)為寬脈沖觸發(fā)，在無中線的電機(jī)上運(yùn)行不可靠，且抗干擾能力低。
本發(fā)明的目的是提供一種在原自尋最佳軟起動(dòng)過程且能在最佳節(jié)能點(diǎn)上運(yùn)行的軟起動(dòng)調(diào)速裝置基礎(chǔ)上改進(jìn)的、適合各種容量電機(jī)、抗干擾能力強(qiáng)的異步電機(jī)起動(dòng)調(diào)速裝置。
本實(shí)用新型以如下方式實(shí)現(xiàn)其目的它包括由晶閘管或功率模塊組成的主電路1；以8098單片機(jī)為核心的控制器7；接至控制器7高速輸出端的三相觸發(fā)電路，控制器7的輸出信號(hào)經(jīng)光電耦合和脈沖變壓后觸發(fā)小雙向晶閘管，再經(jīng)同步變壓器的副邊接至主電路中主雙向晶閘管的門極；接至控制器7外部中斷申請(qǐng)EXTINT端的同步脈沖電路3，同步變壓器TBA副邊的電壓信號(hào)經(jīng)整流、分壓后每隔180°通過晶體管T11、光電耦合管N11、晶體管T12和T13向EXTINT端輸入脈沖；接至控制器7高速輸入端的起動(dòng)電流調(diào)節(jié)電路4，電流互感器副邊的電流信號(hào)經(jīng)整流、運(yùn)算放大后通過光電耦合管和晶體管的通斷向與非門輸出信號(hào)，控制控制器7中斷服務(wù)程序，其特征是A相觸發(fā)電路中的同步變壓器TBA的原邊接電源線電壓UAC，B相觸發(fā)電路中的同步變壓器TBB的原邊接電源線電壓UBA，C相觸發(fā)電路中的同步變壓器TBC的原邊接電源線電壓UCB。(附圖中B相、C相觸發(fā)電路同A相，故略)。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單合理，性能價(jià)格比高，實(shí)用性及抗干擾能力強(qiáng)，不僅能使異步電動(dòng)機(jī)在各種負(fù)載情況下實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)最佳軟起動(dòng)過程，且能平滑調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。
以下結(jié)合附圖實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。


圖1為本起動(dòng)調(diào)速裝置的電路原理圖。
圖2為本起動(dòng)調(diào)速裝置的控制過程流程圖。
本起動(dòng)調(diào)速裝置主要由七部分構(gòu)成(1)由晶閘管或功率模塊組成的主電路；(2)觸發(fā)電路；(3)同步脈沖電路；(4)起動(dòng)電流調(diào)節(jié)電路；(5)轉(zhuǎn)速給定電路；(6)鑒相器電路；(7)以單片機(jī)8098芯片為核心的控制器。主電路1中各雙向晶閘管門極均與觸發(fā)電路2相連，同步脈沖電路3接至控制器7的8098芯片外部中斷申請(qǐng)EXTINT端。起動(dòng)電流調(diào)節(jié)電路4接至控制器7的8098芯片的高速輸入端。裝置的缺相保護(hù)采用隱含方式，鑒相器6接A、C相及電源中線N一，若接線無誤，A、C相電壓正常，則氖燈閃爍。而8098或2764等芯片的穩(wěn)壓電源接在交流電源B相上，若B相電壓正常，則電源指示燈亮，裝置就能起動(dòng)工作，否則不能運(yùn)行。
在同步脈沖電路3中，光電耦合管N11的二極管上并聯(lián)有一按鈕K2，正常運(yùn)行時(shí)，電壓信號(hào)經(jīng)整流，分壓，在高電平時(shí)使晶體管T11導(dǎo)通，光電耦合管N11、晶體管T12、T13也都導(dǎo)通，從而輸出脈沖信號(hào)；當(dāng)在現(xiàn)場運(yùn)行中由于各種強(qiáng)干擾，使用8098的復(fù)位按鈕不能實(shí)現(xiàn)有效停車時(shí)，按下K2即可使光電耦合管N11截止而停發(fā)脈沖，使系統(tǒng)立即停車；當(dāng)系統(tǒng)重新起動(dòng)時(shí)，還須先按8098的復(fù)位按鈕方可起動(dòng)，避免了“自起動(dòng)”現(xiàn)象。
由于以鍵盤輸入轉(zhuǎn)速在運(yùn)行中不能給定而只能在靜態(tài)給定，故本實(shí)用新型以在常規(guī)轉(zhuǎn)速給定電路中加一雙向開關(guān)K1的電路5接入控制器7的高輸入阻抗口之一，雙向開關(guān)K1的一端接至兩二極管之間，其另兩端分別為直流穩(wěn)壓電源U1端a和電位器的活動(dòng)端b，把開關(guān)K1撥向a點(diǎn)時(shí)，電機(jī)起動(dòng)結(jié)束后將按全速運(yùn)行；把K1撥向b點(diǎn)時(shí)，即用電位器可調(diào)端給定運(yùn)行速度，使系統(tǒng)調(diào)速節(jié)能運(yùn)行?？稍趧?dòng)態(tài)給定，工作穩(wěn)定可靠。
在各相觸發(fā)電路中，小雙向晶閘管KSA′或KSB′或KSC′的門極與陰極間并聯(lián)有電容C1，可消除雜散干擾脈沖及毛刺，使小雙向晶閘管輸出波形大大改善。
本實(shí)用新型的脈沖、觸發(fā)、自尋最佳起動(dòng)及在節(jié)能點(diǎn)運(yùn)行等過程與前述本發(fā)明人發(fā)明的“經(jīng)濟(jì)節(jié)能型數(shù)字式異步電機(jī)軟起動(dòng)調(diào)速器”基本一致，為已有技術(shù)，故在此不再重述。
實(shí)施例用于實(shí)施7.5KW離心式水泵的軟起動(dòng)和調(diào)速節(jié)能運(yùn)行。本裝置的功率變換電路由三只雙向晶閘管組成，觸發(fā)電路每周期發(fā)出二個(gè)間隔180°的寬脈沖，同步脈沖電路每隔180°發(fā)出一個(gè)同步脈沖。根據(jù)本水泵的負(fù)載情況，整定起動(dòng)電流倍數(shù)為4倍額定電流。采用DJ－Ⅲ型電機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行測試儀及其它輔助儀表進(jìn)行實(shí)測，情況如下實(shí)際起動(dòng)時(shí)間為15秒，輸出電壓從382.3V降至289.3V，COS 從0.516升到0.952，負(fù)載率則由0.54降至0.405。
全速運(yùn)行轉(zhuǎn)速為2930rpm全速運(yùn)行負(fù)載率為B＝0.54全速運(yùn)行輸入有功功率P1＝4.59KW全速運(yùn)行輸入無功功率Q1＝7.6KVar全速運(yùn)行輸出有功功率P2＝5.02KW節(jié)能運(yùn)行轉(zhuǎn)速為2410rpm節(jié)能運(yùn)行負(fù)載率為B＝0.405節(jié)能運(yùn)行輸入有功功率P1＝3.47KW節(jié)能運(yùn)行輸入無功功率Q1＝1.11KVar節(jié)能運(yùn)行輸出有功功率P2＝3.04KW該水泵采用本實(shí)用新型裝置后，節(jié)電情況為有功節(jié)能率 (4.59－3.47)/4.59 ＝24.4％無功節(jié)能率 (7.6－1.11)/7.6 ＝85.4％試驗(yàn)情況表明采用本實(shí)用新型有明顯的節(jié)電效果。由于水泵負(fù)載率較高，有功節(jié)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于無功節(jié)能，功率因數(shù)明顯上升，從0.516升高到0.952，起動(dòng)過程平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)及電機(jī)無沖擊。在起動(dòng)過程中，當(dāng)電流達(dá)到整定電流倍數(shù)時(shí)，電壓停止升高，直到電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，電流下降到滯環(huán)特性設(shè)定值以下時(shí)，才重新升壓。若要縮短起動(dòng)時(shí)間，可將起動(dòng)電流倍數(shù)加大。
權(quán)利要求1.一種異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)調(diào)速裝置，包括由晶閘管或功率模塊組成的主電路(1)；以8098單片機(jī)為核心的控制器(7)；接至控制器(7)高速輸出端的三相觸發(fā)電路，控制器(7)的輸出信號(hào)經(jīng)光電耦合和脈沖變壓后觸發(fā)小雙向晶閘管，再經(jīng)同步變壓器的副邊接至主電路中主雙向晶閘管的門極；接至控制器(7)外部中斷申請(qǐng)EXTINT端的同步脈沖電路(3)，同步變壓器TBA副邊的電壓信號(hào)經(jīng)整流、分壓后每隔180°通過晶體管T11、光電耦合管N11、晶體管T12和T13向EXTINT端輸入脈沖；接至控制器(7)高速輸入端的起動(dòng)電流調(diào)節(jié)電路(4)，電流互感器副邊的電流信號(hào)經(jīng)整流、運(yùn)算放大后通過光電耦合管和晶體管的通斷向與非門輸出信號(hào)，控制控制器(7)中斷服務(wù)程序，其特征是A相觸發(fā)電路中的同步變壓器TBA的原邊接電源線電壓UAC，B相觸發(fā)電路中的同步變壓器TBB的原邊接電源線電壓UBA，C相觸發(fā)電路中的同步變壓器TBC的原邊接電源線電壓UCB。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)調(diào)速裝置，其特征是同步脈沖電路(3)中光電耦合管N11的二極管上并聯(lián)有一按鈕K2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)調(diào)速裝置，其特征是在控制器(7)的高輸入阻抗口接有轉(zhuǎn)速給定電路(5)，電路中雙向開關(guān)K1的一端接至兩二極管之間，其另兩端分別為直流穩(wěn)壓電源U1端a和電位器的活動(dòng)端b。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)調(diào)速裝置，其特征是觸發(fā)電路(2)中的小雙向晶閘管的門極與陰極間并聯(lián)有電容C1。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)調(diào)速裝置，其特征是觸發(fā)電路(2)中的小雙向晶閘管的門極與陰極間并聯(lián)有電容C1。
專利摘要本實(shí)用新型為一種異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)調(diào)速裝置，它包括主電路、觸發(fā)、同步脈沖、啟動(dòng)電流調(diào)節(jié)等電路及以8098單片機(jī)為核心的控制器，其特征是觸發(fā)電路(2)中同步變壓器的原邊接電源線電壓。本裝置性能價(jià)格比高，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)最佳軟啟動(dòng)過程，并能用電位器實(shí)現(xiàn)平滑無級(jí)調(diào)速，適用于各種容量的電機(jī)。
文檔編號(hào)H02P1/26GK2212856SQ9424316
公開日1995年11月15日 申請(qǐng)日期1994年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月15日
發(fā)明者林忠岳 申請(qǐng)人:林忠岳