專利名稱：異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路，更具體地說，涉及一種通過串聯(lián)在電動(dòng) 機(jī)的三相供電電路上的晶閘管(SCR)調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的輸入電壓，從而改善異步電動(dòng)機(jī)啟 動(dòng)過程的軟啟動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
異步電動(dòng)機(jī)作為應(yīng)用最廣泛的電動(dòng)機(jī)，占據(jù)了目前使用的電機(jī)的絕大部分.據(jù)統(tǒng) 計(jì)，通用三相異步電動(dòng)機(jī)每年的耗電量約為全球總發(fā)電量的50%，而許多異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn) 行過程中存在著嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。此外，由于異步電動(dòng)機(jī)在直接啟動(dòng)時(shí)瞬時(shí)沖擊電流很大 (可達(dá)到額定電流的5 7倍)，對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，并且啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩沖擊電流也很大(可達(dá) 額定轉(zhuǎn)矩的2倍以上)，電網(wǎng)、電動(dòng)機(jī)本身及其負(fù)載機(jī)械設(shè)備帶來不利影響。而對(duì)于容量較 大的電動(dòng)機(jī)，這些危害就更為嚴(yán)重，同時(shí)也大大降低了設(shè)備的壽命。 針對(duì)上述問題，有些技術(shù)采用限制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的方法，然而這種方法會(huì)帶來 諸如電流尖峰值、負(fù)載過大而使啟動(dòng)失敗、接觸器切換操作產(chǎn)生電弧等問題，從而導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型就是為了解決上述問題而做出的，其目的在于提供一種異步電動(dòng)機(jī)軟 啟動(dòng)電路，改善了電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程，保護(hù)設(shè)備，并且節(jié)約能源。 為了解決上述問題，根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供了一種異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電 路，其包括中央控制模塊，分別連接鍵盤電路，顯示電路、同步電壓檢測模塊、電流信號(hào)采 集模塊、啟動(dòng)控制模塊、保護(hù)控制模塊以及觸發(fā)控制模塊，發(fā)送控制信號(hào)；觸發(fā)控制模塊，進(jìn) 一步連接晶閘管，根據(jù)所述中央控制模塊的控制命令對(duì)所述晶閘管電路進(jìn)行控制；同步電 壓檢測模塊，進(jìn)一步連接三相供電電路，檢測電網(wǎng)的電壓，并將檢測到的電壓值發(fā)送到所述 中央控制模塊；電流信號(hào)采集模塊，分別連接到三相供電電路每一相的電源線上，采集其輸 出電流，并將采集到的電流傳送到所述啟動(dòng)控制模塊和所述保護(hù)控制模塊；保護(hù)控制模塊， 進(jìn)一步連接所述啟動(dòng)控制模塊，對(duì)輸入的電流值進(jìn)行輸判斷，如果電流值大于設(shè)定值，則向 所述啟動(dòng)控制模塊發(fā)送停機(jī)信號(hào)；啟動(dòng)控制模塊，向所述中央控制模塊發(fā)送啟動(dòng)和停機(jī)的 控制信號(hào)；鍵盤電路，接收用戶設(shè)置的啟動(dòng)參數(shù)并傳送到所述中央控制模塊；顯示電路，顯 示來自所述中央控制模塊的系統(tǒng)故障信息；其特征在于，還包括在三相供電電路的每一 相的電源輸出端與異步電動(dòng)機(jī)的電源輸入端之間依次串聯(lián)的一對(duì)正反并聯(lián)的晶閘管和一 個(gè)接觸器，根據(jù)所述中央控制模塊通過所述觸發(fā)控制模塊發(fā)送的控制信號(hào)調(diào)節(jié)各個(gè)所述晶 閘管的觸發(fā)角的大小，從而調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)兩端的輸入電壓，在所述晶閘管的觸發(fā)角達(dá)到 最大時(shí)，吸合所述接觸器，使所述晶閘管導(dǎo)通，所述異步電動(dòng)機(jī)與電網(wǎng)直接連接。 實(shí)用新型效果 采用本實(shí)用新型所述的異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路，具有以下優(yōu)點(diǎn)個(gè)啟動(dòng)過程中，可控制起動(dòng)電流平滑地變化，而且對(duì)電氣設(shè)備無損害，還可 對(duì)電動(dòng)機(jī)起到各種各樣的保護(hù)作用，給實(shí)際運(yùn)行帶來許多方便。 2)可以根據(jù)各種不同應(yīng)用需求提供多種啟動(dòng)模式和保護(hù)功能，易于改善工藝，達(dá) 到最佳效果。

下面將參照附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1是表示根據(jù)本實(shí)用新型的異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路的線路圖。
具體實(shí)施方式圖1所示的異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路100是由單片機(jī)控制的軟啟動(dòng)電路。包括中央 控制模塊110，分別連接鍵盤電路170，顯示電路180、同步電壓檢測模塊160、電流信號(hào)采集 模塊150、啟動(dòng)控制模塊140、保護(hù)控制模塊130以及觸發(fā)控制模塊120，發(fā)送控制信號(hào)。中 央控制模塊110可采用具有較強(qiáng)控制功能的C8051F系列單片機(jī)。 該電路10還包括觸發(fā)控制模塊120，進(jìn)一步連接晶閘管，根據(jù)中央控制模塊110的 控制命令對(duì)晶閘管電路進(jìn)行控制。 本電路10還包括同步電壓檢測模塊160，進(jìn)一步連接三相供電電路，檢測電網(wǎng)的 電壓，并將檢測到的電壓值發(fā)送到中央控制模塊110 ;電流信號(hào)采集模塊150，分別連接到 三相供電電路每一相的電源線上的電流互感器LHa、LHb和LHc，采集電動(dòng)機(jī)的電流，并將采 集到的電流傳送到啟動(dòng)控制模塊140和保護(hù)控制模塊130。 本電路10有保護(hù)控制模塊130，進(jìn)一步連接啟動(dòng)控制模塊140，對(duì)輸入的電流值 進(jìn)行輸判斷，如果電流值大于設(shè)定值，則向啟動(dòng)控制模塊140發(fā)送停機(jī)信號(hào)；啟動(dòng)控制模塊 140，向中央控制模塊110發(fā)送啟動(dòng)和停機(jī)的控制信號(hào)。 本電路IO還有鍵盤電路170，接收用戶設(shè)置的啟動(dòng)參數(shù)并傳送到中央控制模塊 110 ;顯示電路180，顯示來自中央控制模塊110的系統(tǒng)故障信息。 本電路IO還包括在三相供電電路的每一相的電源輸出端與異步電動(dòng)機(jī)的電源 輸入端(A-a、B-b、和C-c)之間依次串聯(lián)的一對(duì)正反并聯(lián)的晶閘管和一個(gè)接觸器，根據(jù)中央 控制模塊110通過觸發(fā)控制模塊120發(fā)送的控制信號(hào)調(diào)節(jié)各個(gè)晶閘管的觸發(fā)角的大小，從 而調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)兩端的輸入電壓，在晶閘管的觸發(fā)角達(dá)到最大時(shí)，吸合接觸器，使晶閘管 導(dǎo)通，異步電動(dòng)機(jī)與電網(wǎng)直接連接。 下面將結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路10的工作流程進(jìn)行描述。 實(shí)施方式一為啟動(dòng)軟啟動(dòng)器模式，這種模式可使啟動(dòng)電流不超過預(yù)先設(shè)定值IM， 頂可以根據(jù)用戶電網(wǎng)及電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況而定，頂=(0.4 4)IN(IN是電動(dòng)機(jī)額定電 流)。具體地，首先，同步電壓檢測模塊160先判斷電網(wǎng)電壓是否有缺相、亂序或過壓現(xiàn)象， 如果有則先進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)控制。如果正常則進(jìn)行鍵盤處理，通過鍵盤電路170設(shè)定IM值， 并按啟動(dòng)鍵。電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，晶閘管的輸出電壓從零迅速增加，電流信號(hào)采集模塊150150 將采集到的電流值與設(shè)定的M值進(jìn)行比較，如果沒有達(dá)到該M值，則通過啟動(dòng)控制模塊 140向中央控制模塊110發(fā)送信號(hào)，由中央控制模塊110通過觸發(fā)控制模塊120向晶閘管發(fā) 送控制信號(hào)，不斷調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角，直到輸出電流達(dá)到設(shè)定的IM值。然后在保護(hù)控制模塊130控制輸出電流不大于該IM值的情況下，隨著晶閘管導(dǎo)通角按照斜率坡電壓斜率逐 漸減小，控制輸出電壓按照斜率逐漸升高，直到在晶閘管的導(dǎo)通角最小時(shí)升至額定電壓，由 中央控制模塊110發(fā)出切換命令，使晶閘管導(dǎo)通，接通內(nèi)置交流接觸器(未示出)的主接點(diǎn) Jc以吸合接觸器，使電動(dòng)機(jī)直接在電網(wǎng)電壓下運(yùn)行，同時(shí)晶閘管退出運(yùn)行，啟動(dòng)過程全部結(jié) 束。上述過程中，如果電流信號(hào)采集模塊150150將采集到的電流值超過設(shè)定IM值時(shí)，向保 護(hù)控制模塊130發(fā)送強(qiáng)制停機(jī)的信號(hào)。由啟動(dòng)控制模塊140控制電動(dòng)機(jī)的停機(jī)。在該本實(shí) 施方式的控制模式下，電動(dòng)機(jī)以設(shè)定的電流IM值完成軟啟動(dòng)過程，即電流控制，適合于負(fù) 載大的應(yīng)用。 實(shí)施方式二為電壓斜坡起動(dòng)模式。啟動(dòng)時(shí)，軟啟動(dòng)裝置的輸出電壓迅速上升到初 始值，然后按設(shè)定的速率逐漸增加，直到達(dá)到電網(wǎng)電壓，軟啟動(dòng)過程完成。即電壓控制。它 是通過設(shè)定電動(dòng)機(jī)輸入電壓的線性上升速率來完成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程，由于電壓從初始值到 額定值是線性變化(初始值可保證電動(dòng)機(jī)最大的起動(dòng)力矩)，所以整個(gè)起動(dòng)過程可以保證 電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)起動(dòng)。這種模式適合負(fù)載相對(duì)較小的應(yīng)用。 實(shí)施方式三為點(diǎn)動(dòng)控制模式，在該模式下，軟啟動(dòng)電路的輸出電壓迅速增至初始 電壓值，并保持該輸出電壓。根據(jù)不同的負(fù)載情況，可以設(shè)定不同的初始電壓值，即可改變 電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩。該模式適用于設(shè)備的盤車和定位所用電動(dòng)機(jī)，以及電動(dòng)機(jī)的負(fù)載 設(shè)備的試車及檢修。 此外，本發(fā)明的異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路10還可以應(yīng)用于軟停車控制模式和自由 停車控制模式。軟停車控制模式適用于某些不能采用急停車方式的生產(chǎn)環(huán)節(jié)(如傳送帶)， 以防止物體的傾斜和碰撞，其中，可以根據(jù)用戶的要求設(shè)定軟停車時(shí)間。自由停車控制模式 下，電動(dòng)機(jī)是靠負(fù)載慣性自由停止。 綜上所述，基于C8051F系列單片機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路具有以下優(yōu)點(diǎn)可以 實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的平滑啟動(dòng)，從而提高電機(jī)及負(fù)載設(shè)備的使用壽命；可以根據(jù)不同的負(fù)載特性 設(shè)置不同的啟動(dòng)模式，實(shí)現(xiàn)最佳啟動(dòng)效果；還可以裝有外控端子，方便地實(shí)現(xiàn)異地控制或自 動(dòng)控制；設(shè)有鍵盤和顯示模塊，可便于使用操作；可實(shí)現(xiàn)過流、缺相和亂序保護(hù)，還能實(shí)現(xiàn) 節(jié)能和提高運(yùn)行效率。 在本說明書中所談到的"一個(gè)實(shí)施方式"、"另一個(gè)實(shí)施方式"、"實(shí)施方式"、等，指 的是結(jié)合該實(shí)施方式描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請(qǐng)概括性描述的至少一個(gè) 實(shí)施方式中。在說明書中任何地方出現(xiàn)這種表述不是一定都指的是該同一個(gè)實(shí)施方式。進(jìn) 一步，結(jié)合任一實(shí)施方式描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施 方式來實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)，落在本領(lǐng)域技術(shù)人員的范圍內(nèi)。 盡管參照本實(shí)用新型的多個(gè)解釋性實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是，應(yīng) 該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將 落在本申請(qǐng)公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請(qǐng)公開、附圖和權(quán)利要求的范 圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件 和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權(quán)利要求一種異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路，其包括中央控制模塊，分別連接鍵盤電路、顯示電路、同步電壓檢測模塊、電流信號(hào)采集模塊、啟動(dòng)控制模塊、保護(hù)控制模塊以及觸發(fā)控制模塊，發(fā)送控制信號(hào)；觸發(fā)控制模塊，進(jìn)一步連接晶閘管，根據(jù)所述中央控制模塊的控制命令對(duì)所述晶閘管電路進(jìn)行控制；同步電壓檢測模塊，進(jìn)一步連接三相供電電路，檢測電網(wǎng)的電壓，并將檢測到的電壓值發(fā)送到所述中央控制模塊；電流信號(hào)采集模塊，分別連接到三相供電電路每一相的電源線上，采集其輸出電流，并將采集到的電流傳送到所述啟動(dòng)控制模塊和所述保護(hù)控制模塊；保護(hù)控制模塊，進(jìn)一步連接所述啟動(dòng)控制模塊，對(duì)輸入的電流值進(jìn)行輸判斷，如果電流值大于設(shè)定值，則向所述啟動(dòng)控制模塊發(fā)送停機(jī)信號(hào)；啟動(dòng)控制模塊，向所述中央控制模塊發(fā)送啟動(dòng)和停機(jī)的控制信號(hào)；鍵盤電路，接收用戶設(shè)置的啟動(dòng)參數(shù)并傳送到所述中央控制模塊；顯示電路，顯示來自所述中央控制模塊的系統(tǒng)故障信息；其特征在于，該異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路還包括在三相供電電路的每一相的電源輸出端與異步電動(dòng)機(jī)的電源輸入端之間依次串聯(lián)的一對(duì)正反并聯(lián)的晶閘管和一個(gè)接觸器，根據(jù)所述中央控制模塊通過所述觸發(fā)控制模塊發(fā)送的控制信號(hào)調(diào)節(jié)各個(gè)所述晶閘管的觸發(fā)角的大小，從而調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)兩端的輸入電壓，在所述晶閘管的觸發(fā)角達(dá)到最大時(shí)，吸合所述接觸器，使所述晶閘管導(dǎo)通，使所述異步電動(dòng)機(jī)與電網(wǎng)直接連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路，其中，異步電動(dòng)機(jī)三相供電電路的每一相的電源輸出端與異步電動(dòng)機(jī)的電源輸入端之間依次串聯(lián)的一對(duì)正反并聯(lián)的晶閘管和一個(gè)接觸器，根據(jù)中央控制模塊通過觸發(fā)控制模塊發(fā)送的控制信號(hào)調(diào)節(jié)各個(gè)晶閘管的觸發(fā)角的大小，從而調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)兩端的輸入電壓。通過該系統(tǒng)，能夠控制異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流平滑地變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)及負(fù)載設(shè)備的保護(hù)。
文檔編號(hào)H02P1/28GK201438684SQ20092010934
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者劉增環(huán), 王靜爽, 郝文忠 申請(qǐng)人:中冶集團(tuán)華冶資源開發(fā)有限責(zé)任公司