专利名称：智能无触点电机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能无触点电机控制器。
电机控制器是控制交流电动机的启动、停止和保护电动机安全运行的装置。现有技术常采用有触点的磁力起动器或交流接触器，其缺点是本实用新型目的是针对上述不足而提供一种自动化程度高、适用范围广、安全可靠的智能无触点电机控制器。
本实用新型的技术解决方案是智能无触点电机控制器包括一框体模数转换器，框体上有显示器，其控制电路采用单片微型计算机为控制主机，电流采集电路和电压采集电路经A/D转换后接单片机，单片机与电机之间接有可控硅触发控制电路和可控硅电路。通过计算机上的键盘输入信号，经计算机判定后输出控制可控硅的导通或阻断，从而控制电动机的启动或停止。电动机的三相电压和三相电流经A/D转换后输入单片机，经计算机比较和判断决定是否输出控制电动机，如果电动机的电压和电流不正常，就输出触发可控硅阻断，使电动机停止，避免了电动机烧毁，同时发出现地和远方信号，显示电动机故障类别和相别。
本实用新型优点是采用电脑、大功率可控硅来控制电机，具有灵活的控制方式和周密的保护功能，抗干扰性强，运行安全可靠，是磁力启动器较为理想的换代产品。
下面将结合附图对本实用新型作进一步详细描述
图1是本实用新型控制原理框图；图2是电压采集电路原理图；图3是电流采集电路原理图；图4是可控硅触发控制电路原理图；图5是A/D转换器电路原理图；图6是单片机系流电路原理图。
参见
图1，电压采集电路、电流采集电路经模数转换器A/D与单片机连接，键盘与单片机连接，单片机连接可控硅触发控制电路控制电动机运转与停止，单片机还可接报警电路和上位机。
参见图2，此回路由三个单相电压互感器YHA、YHB、YHC接成Y/YO--12点接线，变比为220/12/9/6，即一次相电压为220V，二次相电压为12V、9V、6V三组。电压采集回路的输入电压为6VAC。UAO、UBO、UCO四棵线分别经CZ16和CZ8的1、2、3、4输入。UAO、UBO、UCO三个相电压分别由二级管D6、D5、D4的1N4007半波整流，由C10、C9、C8滤波后，分别由W8、W7、W6调压(5V以下)，再经限幅器WY6、WY5、WY4限幅，送入A/D转换器IC6/AD0809的输入端IN-0(26脚)、IN-1(27脚)、IN2(28脚)。其公共端为VSS。
参见图3，此回路三相电流分别经电流互感器LHA、LHB、LHC变流后，其IA1、IB1、IC1经电阻R10、R12、R13分流，通过插头CZ15和CZ7的IA1、IB1、IC1、I0的四棵线引入整形电路。三相电流分别由二级管D3、D2、D1的1N4007半波整流，由C13、C14、C15滤波后，由W5、W4、W3将电流转换为电压，再分别由W5、W4、W3调压后(5V以下)，送入A/D转换器IC6/ADC0809的输入端IN-3(1脚)、IN-4(2脚)、IN-5(3脚)。其公共端为VSS。为了防止电流互感器的二次回路开路，产生高压损坏A/D转换器件，在三相电流输入A/D转换器之前，经WY8、WY9、WY10的5.1V稳压管限幅，稳压管的稳定电流应大于互感器的二次电流。一般数值在几十毫安左右。
参见图4，触发控制电路由电阻排IC8/430×4、同相驱动器IC13A/7407、IC13B/7407、IC13C/7407、光电藕合器GO6/MOC3081、GO7/MOC3081、GO1/MOC3081、电容器C20/20P、C21/20P、C22/20P组成。IC8/430×4为一上拉电阻排，内部有4个430的电阻；同相驱动器组IC13内部有6个相同驱动器，在此只用3个；光电藕合器MOC3081的输出端为一个双向可控硅，用于触发反并联的可控硅。电容器C20、C21、C22为防误触发的抗干扰电容。插座C25/RDQ与可控硅连接。
由CPU的P1口P1.5、P1.6、P1.7输出的触发信号，分别加到IC3的1、3、5脚，通过7407的驱动，控制光电藕合器MOC3081内部双向可控硅的导通与截止，从而控制回路可控硅的导通与阻断。光电藕合器起到隔离触发的作用。
参见图5，要测量电动机的三相电压和电流，就需要用到A/D转换电路，因为微机无法直接测量模拟信号，而三相电压和电流量却又是模拟量，因此必须经过A/D转换后才能输入微机。由于三相电压和电流再加上两路变送器输入共有八路需要进行A/D转换，选用ADC0809逐次逼近的8位8路A/D转换器就可满足转换精度和路数的要求，其要求输入的直流电压不超过5V，转换后的数字量为OOH--FFH，经过八位数据总线送到AT89C52的PO口。八路模拟信号分别由ADC0809的1-5脚，26-28脚输入，5V基准正电源由12脚VCC引入，负电源由16脚VSS引入。8、14、15、17-21为八位转换后的数据输出端。23、24、25脚用于输入模拟量的选点控制。图中的IC14A是二分频电路，将ALE的信号二分频变为500KHz，作为ACD0809的时钟信号。IC15/A和IC15/B构成A/D转换器的启动电路，利用WR和P2.7的配合，控制ADC0809的6和22脚STSRT和ADC0809的9脚ENABLE。将微机中A、D转换的地址信号写入ADC0809的地址缓冲区，从而启动0809进行AD转换。大约经过100us后，AD转换结束，ADC0809的EIC端变为高电平，通过7脚向CPU申请中断。由RD和P2.7的配合，CPU向ADC0809发出读数的信号，从而AD转换后的数据将由LSB2-8-MSB2-1的八棵数据线，经过TA89C52的PO口输入内存。完成了一次AD转换。如此循环八次，可采完八个通道的数据。TA89C52的PO口是数据和地址复用口，即传送8位数据，又传送低8位的地址信号，P2口传送是高8位的地址信号。
参见图6，单片机采用的是ATMEL公司的AT89C52的应用系统。ATB9C52具有内部随机存储器RAM256字节，程序存储器EEPROM8K字节，3个16位定时/计数器，2个外部中断源，3个内部中断源。中断有八级。可进行1000次擦写操作。有三级程序存储器加密锁定。32条可编程的I/O口。因为AT89C52芯片具有程序存储器加密功能。AT89C52PO口是数据和地址复用口，即传送8位数据，又传送低8位的地址，P2口传送的是高8位的地址。PSEN是片选信号输出端，ALE是时钟信号输出端。电容器C11/20P、12/20P和晶体振荡器JZ1为时钟脉冲的产生电路，其振荡频率为6MHz。该系统应将EA端接正电源。
框体上显示器采用轻触键盘，LED六位红色显示，可自动轮流显示电压、电流、有功、无功、视在功率、功率因数、保护定值和时限等参数。
本机具有低电压保护，低压、启动、运行过流保护，过负荷、空载保护，过电压保护，温度过高保护，电动机启动、停止控制，并且保护动作后能自动切断电机的电源。
权利要求1.一种智能无触点电机控制器，包括一框体，框体上有显示器，其特征在于其控制电路采用单片微型计算机为控制主机，电流采集电路和电压采集电路经A/D转换后接单片机，单片机与电机之间接有可控硅触发控制电路和可控硅电路。
2.按照权利要求1所述的智能无触点电机控制器，其特征在于电压采集电路由三个单相电压互感器YHA、YHB、YHC，半波整流的二级管D6、D5、D4，滤波的电容C10、C9、C8构成。
3.按照权利要求1所述的智能无触点电机控制器，其特征在于是电流采集电路由三个单相电流互感器LHA、LHB、LHC，半波整流二级管D3、D2、D1，滤波的电容C13、C14、C15构成。
4.按照权利要求1所述的智能无触点电机控制器，其特征在于可控硅触发控制电路由串接的电阻IC8/430×4，同相驱动器IC13A/7407、C13B/7407、C13C/7407，光电藕合器GO6/MOC3081、07/MOC3081、GO1/MOC3081，电容器C20、21、22组成。
专利摘要本实用新型公开了一种智能无触点电机控制器。其控制电路采用单片微型计算机为控制主机,电流采集电路和电压采集电路经A/D转换器转换后接单片机,单片机与电机之间接有可控硅触发控制电路和可控硅电路,具有低电压保护,低压、启动、运行过流保护,过负荷、空载保护,过电压保护、温度过高保护、电机的启动、停止控制。
文档编号H02P1/26GK2392305SQ9925010
公开日2000年8月16日 申请日期1999年10月23日 优先权日1999年10月23日
发明者赵万清, 谭瑞清, 许勇男, 王立光, 杨杰 申请人:赵万清, 谭瑞清, 许勇男, 王立光, 杨杰