專利名稱：電機(jī)節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)裝置，具體涉及一種電機(jī)節(jié)能控制器。 技術(shù)背景對(duì)于電機(jī)節(jié)能控制器，較早期的技術(shù)中有集成電路實(shí)現(xiàn)的方案，如1997年的專利 95211085. 7，最近的技術(shù)有采用大規(guī)模單片機(jī)或DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)實(shí)現(xiàn)的方案，如專 利CN200720006882. 8?？偟膩碚f，現(xiàn)有方案電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制精度也不高，反應(yīng)速度也不 高，功耗大，主要缺點(diǎn)在于技術(shù)實(shí)現(xiàn)上；采用大規(guī)模單片機(jī)或DSP的技術(shù)方案，技術(shù)實(shí)現(xiàn)性 能優(yōu)越，但是功耗照樣大、造價(jià)很高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提出一種電機(jī)節(jié)能控制器，該電機(jī)節(jié)能控制器 節(jié)能效果好、運(yùn)行穩(wěn)定。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下一種電機(jī)節(jié)能控制器，其特征在于，包括微處理器、電流采樣電路、電壓采樣電路、 電流過零檢測(cè)電路和電壓過零檢測(cè)電路；所述的微處理器的3個(gè)輸出端作為用于給三相異 步電機(jī)主供電電路上的三個(gè)晶閘管提供觸發(fā)脈沖的脈沖輸出端口 ；電流采樣電路、電壓采 樣電路、電流過零檢測(cè)電路和電壓過零檢測(cè)電路的輸出端均與微處理器連接。所述的電流采樣電路由電流互感器及運(yùn)算放大器構(gòu)成，所述的微處理器采用 MSP430F5418 芯片。有益效果相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本實(shí)用新型采用美國(guó)TI公司微功耗單片機(jī)MSP430F5418，其內(nèi)部及外圍功能強(qiáng) 大，精簡(jiǎn)了電機(jī)節(jié)能控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，產(chǎn)品成本低廉。2)整機(jī)控制功耗不大于1W，因此產(chǎn)品自身損耗功率極低。3)采樣測(cè)量采用軟件完成，無需硬件調(diào)校，排除了產(chǎn)品運(yùn)行過程中因元器件老化、 溫度變化造成的“零飄”的問題，因此測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

圖1為電機(jī)節(jié)能控制器的總體原理框圖；圖2為電壓采樣電路的原理圖；圖3為電流過零檢測(cè)電路的原理圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合圖和具體實(shí)施過程對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明實(shí)施例1
3[0017]如圖1-3，一種電機(jī)節(jié)能控制器，包括微處理器、電流采樣電路、電壓采樣電路、電 流過零檢測(cè)電路和電壓過零檢測(cè)電路；所述的微處理器的3個(gè)輸出端作為用于給三相異步 電機(jī)主供電電路上的三個(gè)晶閘管提供觸發(fā)脈沖的脈沖輸出端口 ；電流采樣電路、電壓采樣 電路、電流過零檢測(cè)電路和電壓過零檢測(cè)電路的輸出端均與微處理器連接。所述的電流采樣電路由電流互感器及運(yùn)算放大器構(gòu)成，所述的微處理器采用 MSP430F5418 芯片。本實(shí)施例為采用美國(guó)TI公司低功耗高集成單片機(jī)MSP430F5418為核心設(shè)計(jì)的多 功能電機(jī)節(jié)能控制器，它由電流互感器CT1、CT2和CT3、電流采樣電路、電壓采樣電路、電壓 過零檢測(cè)電路、電流過零信號(hào)檢測(cè)電路、電源供電電路、可控硅驅(qū)動(dòng)控制電路、外空起動(dòng)控 制電路、外空旁路控制電路、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置電路、可控硅等電路組成，見圖1。節(jié)能控制器將三相電壓、三相電流信號(hào)以及三相電壓、三相電流的過零檢測(cè)信號(hào) 送入中央處理單元(CPU)MSP430F5418內(nèi)，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換、過零中斷以及相位計(jì)算，從而得 出電壓、電流的有效值和三相電壓電流的相位值分別為Q1、Q2、Q3，控制計(jì)算如下相位角Q = (Ql+Q2+Q3)/3 ；SCR 關(guān)斷時(shí)長(zhǎng) HoldoffTime = Slope*Q 其中斜率值 Slope =1.2;所以=Holdofftime= 1. 2XQ補(bǔ)充說明1、SCR 關(guān)斷時(shí)長(zhǎng) Holdofftime 定義After current zero cross delay Holdofftime then turn on the SCR.(電流過零后(SCR關(guān)斷)，可控硅SCR處于關(guān)斷狀態(tài) 的時(shí)長(zhǎng))2、斜率值(Slope) —股取值1. 2，而當(dāng)SCR輸出電流平均值小于30%電機(jī)額定電 流時(shí)，Slope = 1.4。這是根據(jù)多種三相電機(jī)，很多次實(shí)驗(yàn)測(cè)出的最佳經(jīng)驗(yàn)值。節(jié)能控制原理1、當(dāng)負(fù)載變輕時(shí)，相位角Q變大，那么HoldoffTime也變大，SCR輸出電壓就越低， 節(jié)能就越多；2、當(dāng)負(fù)載變大時(shí)，相位角Q變小，那么HoldoffTime也變小，SCR輸出電壓就變大， 節(jié)能就減少；3、當(dāng)相位角忽然改變很大，或電流忽然增加很大時(shí)，CPU強(qiáng)行設(shè)置Holdofftime = OdiSCR全壓輸出，以防電機(jī)變慢或堵轉(zhuǎn)；4、當(dāng)輸出電流平均值大于70%電機(jī)額定電流時(shí)，CPU設(shè)置holdoff time = O, SCR 全壓輸出，不節(jié)能；5、節(jié)能控制器還具有軟啟動(dòng)功能、過壓過流保護(hù)功能、欠壓保護(hù)功能、斷線保護(hù)功 能、遠(yuǎn)程起動(dòng)控制功能、遠(yuǎn)程旁路控制功能、故障指示、運(yùn)行指示功能，這些功能都是由軟件 算法控制實(shí)現(xiàn)。圖2為電壓采樣電路的原理圖電壓信號(hào)采樣電路由完全相同的三部分組成，以U相為例，PHlL為三相輸入電壓 (380V)，經(jīng)運(yùn)放Ul按比例縮小電壓值，再送入CPU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。電壓過零信號(hào)電路為現(xiàn)有的成熟電路。由三相電壓輸入信號(hào)，經(jīng)過運(yùn)放的放大，轉(zhuǎn) 換成矩形波分別送入CPU的中斷處理。
4[0036]電流過零檢測(cè)電路如圖3所示，電流過零信號(hào)取樣電路由三個(gè)完全相同的電路構(gòu) 成，以W相為例，U7為整流橋MB8S，U13為光電耦合器6N139。PH3M、PH3L分別為三相的電 機(jī)電壓和線電壓，其壓差整流之后驅(qū)動(dòng)6N139，6N139輸出矩形波PH3CZ送入CPU中斷。電源供電電路為現(xiàn)有的成熟電路，供電電源電路由保險(xiǎn)管、變壓器、整流橋、低壓 差穩(wěn)壓電路等構(gòu)成，最終輸出+3. 3v和+3. 3v_D,+3. 3V為模擬電路供電電源，+3. 3v_D為數(shù) 字電路供電?？煽毓栩?qū)動(dòng)控制電路為現(xiàn)有的成熟電路。外控起動(dòng)控制電路、外控旁路控制電路用于外部輸入信號(hào)給CPU以實(shí)現(xiàn)在CPU起 動(dòng)電機(jī)后旁路可控硅給電機(jī)直接供電，使得電機(jī)全壓運(yùn)行。運(yùn)行參數(shù)設(shè)置電路運(yùn)行參數(shù)設(shè)置電路就是兩個(gè)撥碼開關(guān)，CPU讀取撥碼設(shè)置值，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置。 通過不同的撥碼，能夠使電機(jī)節(jié)能控制器處于不同的工作方式。
權(quán)利要求一種電機(jī)節(jié)能控制器，其特征在于，包括微處理器、電流采樣電路、電壓采樣電路、電流過零檢測(cè)電路和電壓過零檢測(cè)電路；所述的微處理器的3個(gè)輸出端作為用于給三相異步電機(jī)主供電電路上的三個(gè)晶閘管提供觸發(fā)脈沖的脈沖輸出端口；電流采樣電路、電壓采樣電路、電流過零檢測(cè)電路和電壓過零檢測(cè)電路的輸出端均與微處理器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)節(jié)能控制器，其特征在于，所述的電流采樣電路由電流 互感器及運(yùn)算放大器構(gòu)成，所述的微處理器采用MSP430F5418芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電機(jī)節(jié)能控制器，其特征在于，包括微處理器、電流采樣電路、電壓采樣電路、電流過零檢測(cè)電路和電壓過零檢測(cè)電路；所述的微處理器的3個(gè)輸出端作為用于給三相異步電機(jī)主供電電路上的三個(gè)晶閘管提供觸發(fā)脈沖的脈沖輸出端口；電流采樣電路、電壓采樣電路、電流過零檢測(cè)電路和電壓過零檢測(cè)電路的輸出端均與微處理器連接。該電機(jī)節(jié)能控制器節(jié)能效果好、運(yùn)行穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H02P1/28GK201674443SQ20102019905
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者陶崗清 申請(qǐng)人:陶崗清