专利名称：变压变频软起动节能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动机软起动节能控制器，用于交流电动机工频电源供电的情况下进行大转矩直接起动及低负载率状态下的节能运行。
背景技术：
在现有的交流电动机固态启动装置中，均采用双向晶闸管反并联相位控制降压起动，由于电动机的转矩与电压的平分成正比，因而起动转矩很小，冲击电流很大，一般只能控制在电动机额定电流的3～4倍，一重载时会出现堵转、起动不成功的现象。而采用现有的变频调速装置，则成本较高，且在起动后不需调速的场合下，功有浪费严重，经济性差。
发明内容
本实用新型主要是提供一种根据起动过程中起动转矩与电压平方成正比，与电源的频率成反比的特性，通过降低电机端电压，同时改变电源频率的控制方式，保证拖动系统有足够的转矩，性价比优越，同时大大降低起动电流，保护拖动机组及电网免受冲击，延长设备使用寿命；运行中可跟踪负载的工作状态，节约能源的交流电动机变压变频软起动节能控制器。
本实用新型的技术解决方案是一种变压变频软起动节能控制器，其特征是包括由单片机及其外围电路和三相电压电流信号检测电路构成的单片机控制电路，由压相转换电路、频率变换电路、压频处理电路和脉冲驱动电路组成的压频控制电路，以及晶闸管调压电路。
本实用新型技术解决方案中所述的压频控制电路可以是由电压调整电路、运算放大器、移相电路、门电路、触发器和脉冲驱动电路组成。
本实用新型技术解决方案中所述的三相电压电流信号检测电路可以是由设置在电动机三相电源线上的电压转换器和霍尔电流变送器组成。
本实用新型由于采用由单片机及其外围电路和三相电压电流信号检测电路构成的单片机控制系统电路，由压相转换电路、频率变换电路、压频处理电路和脉冲驱动电路组成的压频控制电路，以及晶闸管调压电路，因而，可将检测的电网工频变压信号通过单片机控制系统电路运算处理后，形成的脉冲信号直接通过压频处理电路与晶闸管调压电路的控制极联接，通过改变晶闸管的移相信号控制交流电动机输入电压的压频比，达到软起动的目的，且自动进入工频电压运行。本实用新型一但检测到电动机处于轻载、空载状态，即可自动控制电动机输入电压，使电动机处于节能运行状态，以达到节能的目的。
本实用新型由于在控制中采用了交-交直接压频变换技术，其优点是对电动机实现软起动控制，可使起动力矩和起动电流控制在适当范围内，即避免过大的起动力矩和起动电流对拖动电机与电网的冲击，同时由于降低了起动电流，降低了损耗，改善起动性能，提高大静阻转矩下系统的起动成功率。
图1是本实用新型的电路图；图2是图1中压频控制电路的电路图。
具体实施方式
如图1、图2所示。单片机10采用D8751单片机。TMS2864存贮器11、AD0803A/D转换电路12、显示控制电路5包括键盘输入单元和LED显示器构成单片机10的外围电路。TB002电压转换器1和HDC-200F霍尔电流变送器3设置在电动机4三相电源线上，构成三相电压电流信号检测电路，与A/D转换电路12连接。单片机10、外围电路5、11、12和三相电压电流信号检测电路1、3组成单片机控制系统电路。晶闸管调压电路2采用晶闸管模块，由三组反并联联接的晶闸管模块组成。压相转换电路7、频率变换电路6、压频处理电路8和脉冲驱动电路9组成压频控制电路。压相转换电路7由X9112电压调整电路13、LM324运算放大器14和TC785移相电路15组成。频率变换电路6由MC4081门电路16、4069门电路17和4502触发器18组成。压频处理电路8由X9112电压调整电路13、4069门电路17和4502触发器18组成。脉冲驱动电路9为常规电路。
单片机10根据设置参数，从存贮器11中取出相应的数据，运算处理后，将频率指令送到门电路17，电压指令送到电压调整电路13。频率指令经过门电路17、触发器18的变换处理后送到门电路16。电压指令经过电压调整电路13、运算放大器14处理、缓冲，送到移相电路15，移相电路15将电压指令转换为移相信号送到门电路16。门电路16将电压和频率指令综合后生成电压、频率可变的脉冲信号，送到脉冲驱动电路9中，经脉冲驱动电路9放大处理后发给晶闸管调压电路2的控制极，完成压频控制软起动，并控制使起动电流最低，可达到额定电流以内，节能降耗。在主机运行过程中，通过取得的负载运行状态参数，经单片机10进行运算处理获得最佳的功率因素相位角，电压相转换电路7实现负载最佳状态运行，达到空轻载状态下的节能运行。
权利要求1.一种变压变频软起动节能控制器，其特征是包括由单片机(10)及其外围电路和三相电压电流信号检测电路(1、3)构成的单片机控制系统电路，由压相转换电路(7)、频率变换电路(6)、压频处理电路(8)和脉冲驱动电路(9)组成的压频控制电路，以及晶闸管调压电路(2)。
2.根据权利要求1所述的一种变压变频软起动节能控制器，其特征是所述的压频控制电路是由电压调整电路(13)、运算放大器(14)、移相电路(5)、门电路(16、17)、触发器(18)和脉冲驱动电路(9)组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种变压变频软起动节能控制器，其特征是所述的三相电压电流信号检测电路是由设置在电动机三相电源线上的电压转换器(1)和霍尔电流变送器(3)组成。
专利摘要本实用新型为一种变压变频软起动节能控制器。属于交流电动机软起动节能控制技术领域。主要是提供一种可保证拖动系统有足够的转矩,降低起动电流,跟踪负载的工作状态节约能源,保护拖动机组及电网免受冲击,延长设备使用寿命的软起动节能控制器。它的主要特征是包括由单片机及共外围电路和三相电压电流信号检测电路构成的单片机控制系统电路,由压相转换电路、频率变换电路、压频处理电路和脉冲驱动电路组成的压频控制电路,以及晶闸管调压电路。主要用于交流电动机工频电源供电的情况下进行大转矩直接起动及低负载率状态下的节能运行。
文档编号H02P1/28GK2500024SQ0125035
公开日2002年7月10日 申请日期2001年8月10日 优先权日2001年8月10日
发明者薛建科, 孙玉鸿, 李国浩 申请人:湖北追日电气设备有限公司