专利名称：智能电动机软启动节电控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种具有多种软启动、软停车功能、并根据负载大小实现动态节能的智能电机控制器，属电动节能运行领域。
在电气传动系统中，由于电机设计不能满足传动系统的需求，做到当负载降低时其输入功率亦成比例地下降，从而不能使电动机恒定在高效率区运行。而在实际运用中，有70％的电动机的负载都是在轻载和满载之间变负荷运行的，这给电动机所耗电能带来很大的浪费。
本实用新型的目的，是提供一种通过检测功率因素和负载大小变化，控制输出电压跟随负载变化而变化，使电动机恒定工作在高效率区的智能电动机软启动节电控制器，从而实现电动机的节能运行。
本实用新型包括a，用于产生触发信息、电机运行参数采集、完成保护动作的可控硅触发模块；b，用于数据处理并实现显示、存储、键盘输入的微处理器；c，用于处理电机运行参数并产生数据、输出触发脉冲的运行处理器。
本实用新型采用微控制器(MCU)，用程序实现了电压、电流相位检测、双向晶闸管相位控制、过载、缺相检测、保护控制、软停车、软启动以及参数设置、人机界面等所有功能，与以往模拟电路和数字电路技术相比，大大简化了电路设计，电路一致性好，可靠性高，采样及控制精度好，采用工业级专用微控制器(-40℃～80℃)，内含看门狗、电源监控电路，不仅简化了电路设计，更提高了可靠性，可以适应恶劣的工业环境，避免了采用分立元器件进行参数和模拟检测技术一致性差，精度低，受环境温度影响大，电路复杂，可靠性差，寿命短等缺点；采用LCD显示与键盘输入实现参数设置，采用非易失性器件进行参数的永久保存，避免了采用模拟器件进行参数设定给定带来的使用、调试不便，以及反复调整时机械磨损导致精度下降、寿命缩短；同时由于采用可编程技术，可以通过程序升级方便地增加新的功能，而硬件电路无须更换，大大提高了产品升级换代的能力。
附
图1为本实用新型可控硅触发模块电路原理图；附图2为本实用新型微处理器和运行处理器电原理图。
附图3为本实用新型可控硅保护结构电原理图。
如图1、图2、图3所示，本实用新型包括a，用于产生触发信息、电机运行参数采集、完成保护动作的可控硅触发模块b，用于数据处理并实现显示、存储、键盘输入微处理器；c，用于处理电机运行参数并产生数据输出触发脉冲的运行处理器，其中可控硅触发模块包括可控硅的触发和保护电路、电压相位检测电路、电流相位检测电路、电流大小及过流的检测电路、电源电路，电源电路1完成380V到12V的电源变换，其包含的整流滤波、两级稳压器(U5,U6)使得供给微处理器U3、运行处理器U4的电源稳定、纯净由光电耦合器O1、电阻R1～R4、电容C1、二极管D1～D2组成了A相可控硅的触发和保护电路,由光电耦合器O2、电阻R6～R9、电容C2、二极管D4～D5组成了B相可控硅的触发和保护电路，由光电耦合器O3、电阻R11～R14、电容C3、二极管D7～D8组成了C相可控硅的触发和保护电路，由光电耦合器O4～O6，二极管D5～D7，电阻R16～R23,R34～R36构成了电压相位检测电路；电流的相位检测电路则由光电耦合器O7～O9，电阻R25～R33组成；可控硅的触发和保护电路、电压相位检测电路、电流相位检测电路分别设有三相三线输入端(L1,L2,L3)，与电机的三相三线连接，可控硅的触发和保护电路的三相三线输出端(M1,M2,M3)与负载连接，其触发脉冲输入端(Q1,Q2,Q3)通过接口(U1,U2)外接至运行处理器U4，电压相位检测电路的输出端Vp通过接口(U1,U2)连接至运行处理器U4，电流相位检测电路的三相三线输出端(M1,M2,M3)与负载连接，其电流相位信息输出端(C1,C2,C3)通过接口(U1,U2)连接到运行处理器U4，旁路开关(SW1)连接于可控硅的触发和保护电路的电源正极连接端，维护开关(SW2)连接于可控硅的触发和保护电路的电源负极连接端，电流的大小由电流互感隔离传感器O10检测并变换成为0～5V的直流信号，过流电流的设定由电位器R37给出，上述两信息都通过接口(U1,U2)送到运行处理器U4进行判断。
采用压敏电阻(MOVS1,MOVS2,MOVS3)、冲击电流抑制管(TVS1,TVS2,TVS3)及无感吸收电容(CX1,CX2,CX3)构成可控硅保护结构(SCR)，其中无感吸收电容并接至可控硅的触发和保护电路三相三线的输入端(L1,L2,L3)和输出端(M1,M2,M3)，压敏电阻(MOVS1,MOVS2,MOVS3)、冲击电流抑制管(TVS1,TVS2,TVS3)以三角形接法连接于可控硅触发模块的三相三线输入端(L1,L2,L3)。
微处理器U3负责处理数据的显示、存储、键盘输入等人机交互界面，所有配置参数都保存在非易失性存储器EEPROM中，运行处理器U4负责处理电动运行参数的采集、计算，并输出触发脉冲控制可控硅实现移相控制，同时还实现缺相、过流等保护功能；微处理器U3通过14针数据接口T1与内置处理器的LCD显示模块相连，实现菜单和参数的显示，通过外接一个4键的小键盘(S1,S2,S3,S4)实现菜单选择与参数的修改。
权利要求1.一种智能电动机软启动节电控制器，其特征在于包括a，用于产生触发信息、电机运行参数采集、完成保护动作的可控硅触发模块；b，用于数据处理并实现显示、存储、键盘输入微处理器1；c，用于处理电机运行参数并产生数据、输出触发脉冲的运行处理器。
2. 根据权利要求1所述的智能电动机软启动节电控制器，其特征在于可控硅触发模块包括可控硅的触发和保护电路、电压相位检测电路、电流相位检测电路、电流大小及过流的检测电路、电源电路，可控硅的触发和保护电路、电压相位检测电路、电流相位检测电路分别设有三相三线输入端(L1,L2,L3)，与电机的三相三线连接。
3. 根据权利要求1所述的智能电动机软启动节电控制器，其特征在于由光电耦合器O1、电阻R1～R4、电容C1、二极管D1～D2组成了A相可控硅的触发和保护电路，由光电耦合器O2、电阻R6～R9、电容C2、二极管D4～D5组成了B相可控硅的触发和保护电路，由光电耦合器O3、电阻R11～R14、电容C3、二极管D7～D8组成了C相可控硅的触发和保护电路，由光电耦合器O4～O6，二极管D5～D7，电阻R16～R23,R34～R36构成了电压相位检测电路，电流的相位检测电路则由光电耦合器O7～O9，电阻R25～R33组成。
4. 根据权利要求1所述的智能电动机软启动节电控制器，其特征在于可控硅的触发和保护电路的三相三线输出端(M1,M2,M3)与负载连接，其触发脉冲输入端(Q1,Q2,Q3)通过接口(U1,U2)外接至运行处理器U4，电压相位检测电路的输出端Vp通过接口(U1,U2)连接至运行处理器U4，电流相位检测电路的三相三线输出端(M1,M2,M3)与负载连接，其电流相位信息输入端(C1,C2,C3)通过接口(U1,U2)连接到运行处理器U4，旁路开关(SW1)连接于可控硅的触发和保护电路的电源正极连接端，维护开关(SW2)连接于可控硅的触发和保护电路的电源负极连接端，电流的大小由电流互感隔离传感器O10检测并变换成为0～5V的直流信号，过流电流的设定由电位器R37给出，上述两信息都通过接口(U1,U2)送到运行处理器U4进行判断。
5. 根据权利要求1所述的智能电动机软启动节电控制器，其特征在于采用压敏电阻(MOVS1，MOVS2,MOVS3)、冲击电流抑制管(TVS1,TVS2,TVS3)及无感吸收电容(CXM,CX2,CX3)构成可控硅保护结构(SCR)，其中无感吸收电容并接至可控硅的触发和保护电路三相三线的输入端(L1,L2,L3)和输出端(M1,M2,M3)，压敏电阻(MOVS1,MOVS2,MOVS3)、冲击电流抑制管(TVS1,TVS2,TVS3)以三角形接法连接于可控硅触发模块的三相三线输入端(L1,L2,L3)。
6. 根据权利要求1所述的智能电动机软启动节电控制器，其特征在于微处理器U3通过14针数据接口T1与内置处理器的LCD显示模块相连，通过外接一个4键的小键盘(S1,S2,S3,S4)实现菜单选择与参数的修改。
专利摘要一种智能电动机软启动节电控制器,包括:a,用于产生触发信息、电机运行参数采集、完成保护动作的可控硅触发模块;b,用于数据处理并实现显示、存储、键盘输入微处理器;c,用于处理电机运行参数并产生数据、输出触发脉冲的运行处理器。本实用新型采用微控制器,实现了电压、电流相位检测、双向晶闸管相位控制、过载、缺相检测、保护控制、软停车、软启动以及参数设置、人机界面等所有功能,电路一致性好,可靠性高。
文档编号H02K11/00GK2446717SQ0023809
公开日2001年9月5日 申请日期2000年8月23日 优先权日2000年8月23日
发明者陈小刚, 黄榕圳 申请人:珠海圣通电气设备有限公司