基于交流异步电动机的一体式智能控制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，包括安装在电动机上的电动机散热器，电动机散热器上设置有连接架，连接架上安装有控制器散热器，控制器散热器的上方安装有智能控制器；一方面通过对电动机外壳进行改造，使其与控制器集成一体，使安装更方便，使用更灵活，操作更简化；电动机和控制器的散热器连接在一起，散热效果更好；另一方面电动机通过控制器的控制，具有输出过流、过载、短路、过热、输入输出缺相、过压和欠压等状况保护；通过控制器的控制提高了整个电机系统的功率因素；通过控制器的控制达到电机的转速、电压连续可调；改造后的电动机和控制器便于通过外部端子控制、通讯控制等组网实现设备自动化管理。
【专利说明】基于交流异步电动机的一体式智能控制装置
[0001]【技术领域】
[0002]本实用新型涉及电机自动化控制【技术领域】，尤其涉及一种电动机控制装置。
【背景技术】
[0003]随着自动控制技术的发展，智能控制也成为电机领域的热门话题，我们生活中使用的全自动洗衣机、变频空调、自动窗帘等这些都传递了智能的信号，电机控制也趋向简单化和智能化，PLC、FPGA, DSP这些技术也越来越多的融合到了电机产业链中，目前在家用电器行业广泛宣传的直流变频就是一个节能设计的典范。
[0004]电机自动化控制一直是电机应用领域的重要环节，电机的广泛应用与自动化控制是息息相关的，相辅相成的，但是对电机进行方便、灵活、有效的控制，并且在一些特定的环境下智能地控制，还有待进一步的提升技术水平，将控制技术具体到特定的环境下对电机细化控制，达到指定的电机输出，完成要求的工况。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构合理紧凑，操作简便灵活且散热效果好的基于交流异步电动机的一体式智能控制装置。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，包括安装在电动机上的电动机散热器，所述电动机散热器上设置有连接架，所述连接架上安装有控制器散热器，所述控制器散热器的上方安装有智能控制器。
[0007]作为一种优选的技术方案，所述智能控制器包括与三相输入电源连接的整流模块，所述整流模块的输出端连接有软启动模块，所述软启动模块的输出端连接有滤波模块，所述滤波模块的输出端连接有制动模块，所述制动模块的的输出端连接有逆变模块，所述逆变模块的输出端连接有电流检测模块，所述电流检测模块的输出端与电动机电连接；还包括与所述制动模块、所述逆变模块和所述电流检测模块电连接的控制电路，所述控制电路连接有操作面板。
[0008]作为一种优选的技术方案，所述整流模块包括三组并联的二极管组Dll与D12、D21与D22、D31与D32，每个二极管组包括两个串联的二极管，所述三相输入电源的三个输入端分别与三个二极管组电连接且连接点分别位于所述二极管Dll与D12之间、二极管D21与D22、二极管D31与D32。
[0009]作为一种优选的技术方案,所述软启动模块包括软启动开关K,所述软启动开关K的两端并联有电阻Rl。
[0010]作为一种优选的技术方案，所述滤波模块包括串联的电容Cl和电容C2，所述电容Cl和所述电容C2的两端分别并联有电阻R2和电阻R3。
[0011]作为一种优选的技术方案，所述制动模块包括晶体管G7，所述晶体管G7的集电极串联有二极管D4，所述晶体管G7的集电极和发射极之间并联有二极管D5，所述晶体管G7的集电极与所述二极管D4的正极电连接且与所述二极管D5的负极电连接。[0012]作为一种优选的技术方案，所述逆变模块包括三组并联的晶体管组Gl与G2、G3与G4、G5与G6 ;所述晶体管Gl的发射极与所述晶体管G2的集电极连接，所述晶体管G3的发射极与所述晶体管G4的集电极连接，所述晶体管G5的发射极与所述晶体管G6的集电极连接；所述晶体管Gl、G2、G3、G4、G5与G6的集电极和发射极之间分别并联有电阻R61、R62、R71、R72、R81和R82 ;所述晶体管Gl的发射极与电动机的W控制端电连接，所述晶体管G3的发射极与电动机的V控制端电连接，所述晶体管G5的发射极与电动机的U控制端电连接。
[0013]作为一种优选的技术方案，所述电流检测模块包括连接在所述晶体管Gl的发射极与电动机的W控制端之间的电感L3、连接在所述晶体管G3的发射极与电动机的V控制端之间的电感L2、连接在所述晶体管G5的发射极与电动机的U控制端之间的电感LI ;所述电感L1、电感L2和电感L3两端分别与所述控制电路电连接。
[0014]作为一种优选的技术方案，若干个所述智能控制器并联于三相输入电源的输入端且控制相应数量的电动机，若干个所述智能控制器均连接于一个智能电动机管理器。
[0015]由于采用了上述技术方案，基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，包括安装在电动机上的电动机散热器，所述电动机散热器上设置有连接架，所述连接架上安装有控制器散热器，所述控制器散热器的上方安装有智能控制器；本实用新型一方面通过对电动机外壳进行改造，使其与控制器集成一体，使安装更方便，使用更灵活，操作更简化；电动机和控制器的散热器连接在一起，散热效果更好；另一方面电动机通过控制器的控制，具有输出过流、过载、短路、过热、输入输出缺相、过压和欠压等状况保护；通过控制器的控制提高了整个电机系统的功率因素；通过控制器的控制达到电机的转速、电压连续可调；改造后的电动机和控制器便于通过外部端子控制、通讯控制等组网实现设备自动化管理。
[0016]【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型实施例的电动机结构示意图；
[0018]图2是本实用新型实施例的智能控制器结构示意图；
[0019]图3是本实用新型实施例的电动机和智能控制器组装后的结构示意图；
[0020]图4是本实用新型实施例的智能控制器原理简图；
[0021]图5是本实用新型实施例的智能控制器电路原理图；
[0022]图6是本实用新型实施例的系统扩展图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
[0024]如图1、图2和图3所示，基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，包括安装在电动机上的电动机散热器，所述电动机散热器上设置有连接架，所述连接架上安装有控制器散热器，所述控制器散热器的上方安装有智能控制器，所述智能控制器包括与三相输入电源连接的整流模块，所述整流模块的输出端连接有软启动模块，所述软启动模块的输出端连接有滤波模块，所述滤波模块的输出端连接有制动模块，所述制动模块的的输出端连接有逆变模块，所述逆变模块的输出端连接有电流检测模块，所述电流检测模块的输出端与电动机电连接；还包括与所述制动模块、所述逆变模块和所述电流检测模块电连接的控制电路，所述控制电路连接有操作面板。
[0025]具体地，如图4和5所示，所述整流模块包括三组并联的二极管组Dll与D12、D21与D22、D31与D32，每个二极管组包括两个串联的二极管，所述三相输入电源的三个输入端分别与三个二极管组电连接且连接点分别位于所述二极管Dll与D12之间、二极管D21与D22、二极管D31与D32。所述软启动模块包括软启动开关K，所述软启动开关K的两端并联有电阻Rl所述滤波模块包括串联的电容Cl和电容C2，所述电容Cl和所述电容C2的两端分别并联有电阻R2和电阻R3。所述制动模块包括晶体管G7，所述晶体管G7的集电极串联有二极管D4，所述晶体管G7的集电极和发射极之间并联有二极管D5，所述晶体管G7的集电极与所述二极管D4的正极电连接且与所述二极管D5的负极电连接。所述逆变模块包括三组并联的晶体管组Gl与G2、G3与G4、G5与G6 ;所述晶体管Gl的发射极与所述晶体管G2的集电极连接，所述晶体管G3的发射极与所述晶体管G4的集电极连接，所述晶体管G5的发射极与所述晶体管G6的集电极连接；所述晶体管Gl、G2、G3、G4、G5与G6的集电极和发射极之间分别并联有电阻R61、R62、R71、R72、R81和R82 ;所述晶体管Gl的发射极与电动机的W控制端电连接，所述晶体管G3的发射极与电动机的V控制端电连接，所述晶体管G5的发射极与电动机的U控制端电连接。所述电流检测模块包括连接在所述晶体管Gl的发射极与电动机的W控制端之间的电感L3、连接在所述晶体管G3的发射极与电动机的V控制端之间的电感L2、连接在所述晶体管G5的发射极与电动机的U控制端之间的电感LI ;所述电感L1、电感L2和电感L3两端分别与所述控制电路电连接。
[0026]本实用新型可以单独独立工作，也可以组成一个应用系统，如图6所示，四个所述智能控制器并联于三相输入电源的输入端且控制相应数量的电动机，四个所述智能控制器均连接于一个智能电动机管理器。组网能够同时控制多达255个系统单元。
[0027]交流异步电动机与智能控制器一体化系统，包含两方面的内容:一方面安装更方便，使用更灵活，操作更简化，采用了电机外壳特殊制造，使其与控制器集成一体，电动机的散热器和控制器的散热器连接在一起组成一个散热系统，有背包式(中小功率以下)和同轴式(中大功率)两种形式，背包式的结构如图3所示。另一方面交流异步电动机与智能控制器一体化系统的控制功能要比传统电机控制功能多得多，交流异步电动机与智能控制器一体化系统具有输出过流、过载、短路、过热、输入输出缺相、过压和欠压等状况保护；通过智能化控制，提高了整个电机系统的功率因素，通常都在0.95以上；通过智能化控制，电机的转速、电压连续可调；通过智能化控制，可以通过外部端子控制、通讯控制等组网实现设备自动化管理，原理如图5所示。智能控制器的核心技术是变频器，采用了康元⑶E600D专用变频器，如图4所示。系统单元分为两大部分——电动机部分和控制器部分，系统单元可以独立工作，如图6所示，也可以通过一个智能电机管理器(替代PLC触摸屏)，组网同时控制多达255个系统单元。
[0028]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，其特征在于:包括安装在电动机上的电动机散热器，所述电动机散热器上设置有连接架，所述连接架上安装有控制器散热器，所述控制器散热器的上方安装有智能控制器。
2.如权利要求1所述的基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，其特征在于:所述智能控制器包括与三相输入电源连接的整流模块，所述整流模块的输出端连接有软启动模块，所述软启动模块的输出端连接有滤波模块，所述滤波模块的输出端连接有制动模块，所述制动模块的的输出端连接有逆变模块，所述逆变模块的输出端连接有电流检测模块，所述电流检测模块的输出端与电动机电连接；还包括与所述制动模块、所述逆变模块和所述电流检测模块电连接的控制电路，所述控制电路连接有操作面板。
3.如权利要求2所述的基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，其特征在于:所述整流模块包括三组并联的二极管组Dll与D12、D21与D22、D31与D32，每个二极管组包括两个串联的二极管，所述三相输入电源的三个输入端分别与三个二极管组电连接且连接点分别位于所述二极管Dll与D12之间、二极管D21与D22、二极管D31与D32。
4.如权利要求2所述的基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，其特征在于:所述软启动模块包括软启动开关K,所述软启动开关K的两端并联有电阻R1。
5.如权利要求2所述的基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，其特征在于:所述滤波模块包括串联的电容Cl和电容C2，所述电容Cl和所述电容C2的两端分别并联有电阻R2和电阻R3。
6.如权利要求2所述的基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，其特征在于:所述制动模块包括晶体管G7，所述晶体管G7的集电极串联有二极管D4，所述晶体管G7的集电极和发射极之间并联有二极管D5，所述晶体管G7的集电极与所述二极管D4的正极电连接且与所述二极管D5的负极电连接。
7.如权利要求2所述的基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，其特征在于:所述逆变模块包括三组并联的晶体管组Gl与G2、G3与G4、G5与G6 ;所述晶体管Gl的发射极与所述晶体管G2的集电极连接，所述晶体管G3的发射极与所述晶体管G4的集电极连接，所述晶体管G5的发射极与所述晶体管G6的集电极连接；所述晶体管Gl、G2、G3、G4、G5与G6的集电极和发射极之间分别并联有电阻R61、R62、R71、R72、R81和R82 ;所述晶体管Gl的发射极与电动机的W控制端电连接，所述晶体管G3的发射极与电动机的V控制端电连接，所述晶体管G5的发射极与电动机的U控制端电连接。
8.如权利要求7所述的基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，其特征在于:所述电流检测模块包括连接在所述晶体管Gl的发射极与电动机的W控制端之间的电感L3、连接在所述晶体管G3的发射极与电动机的V控制端之间的电感L2、连接在所述晶体管G5的发射极与电动机的U控制端之间的电感LI ;所述电感L1、电感L2和电感L3两端分别与所述控制电路电连接。
9.如权利要求1至8任一权利要求所述的基于交流异步电动机的一体式智能控制装置，其特征在于:若干个所述智能控制器并联于三相输入电源的输入端且控制相应数量的电动机，若干个所述智能控制器均连接于一个智能电动机管理器。
【文档编号】H02P27/06GK203691321SQ201420007982
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】沈小平 申请人:深圳市康元电气技术有限公司