專利名稱：一種網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種電動機(jī)節(jié)能運(yùn)行技術(shù)，涉及三相交流電動機(jī)軟啟動技術(shù)方案，特 別涉及一種網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)交流電動機(jī)直接啟動時，特別是大容量電動機(jī)直接啟動時，對電網(wǎng)的沖 擊很大，啟動電流是電動機(jī)額定電流的5-8倍，并且直接啟動時轉(zhuǎn)矩沖擊電流也很大，對電 網(wǎng)、電動機(jī)本身、負(fù)載和機(jī)械設(shè)備具有較大的瞬間沖擊，同時大大降低了設(shè)備壽命。有許多 應(yīng)用場合，不允許電機(jī)瞬間關(guān)機(jī)。例如高層建筑、大樓的水泵系統(tǒng)，如果瞬間停機(jī)，會造成 設(shè)備損壞。為減少和防止設(shè)備損壞，需要電機(jī)逐漸停機(jī)，即軟停車，采用軟起動器能滿足這 一要求。電動機(jī)消耗電能量占總電能量的50%左右，有70%的電動機(jī)的負(fù)載都是在輕載和 滿載之間變負(fù)荷運(yùn)行的，這紿電動機(jī)所耗電能帶來很大的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的啟動、節(jié)能運(yùn)行，提供一種 網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器。本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器內(nèi)容簡述
本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器，其特征在于采用MCU+CPLD控制模塊結(jié)構(gòu)， 由MCU+CPLD控制模塊分別與電壓檢測模塊、電流檢測模塊、觸發(fā)驅(qū)動模塊、鍵盤顯示模塊 及網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接構(gòu)成；電壓檢測模塊連接三相供電電路，將檢測到的電壓值發(fā)送到 MCU+CPLD控制模塊；電流檢測模塊分別與三相供電電路每一相的電源線上電流互感器連 接，將采集到的電流傳送到MCU+CPLD控制模塊。所述的觸發(fā)控制模塊與晶間管連接，MCU+CPLD控制模塊的控制命令并通過觸發(fā)驅(qū) 動模塊對所述晶間管電路進(jìn)行控制。所述的網(wǎng)絡(luò)通信模塊采用RS485接口電路或ftx)fibuS-DP接口電路，實(shí)現(xiàn)與上位 機(jī)的參數(shù)傳送和遠(yuǎn)程監(jiān)控。本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器，通過檢測功率因數(shù)和負(fù)載大小變化，控 制輸出電壓跟隨負(fù)載變化而變化，使電動機(jī)運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)電壓下，從而實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的節(jié)能 運(yùn)行。將電壓、電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號和邏輯信號，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字式相位補(bǔ)償、數(shù)字移相(移 相精度達(dá)到0. 05度)、缺相保護(hù)、相序自動檢測、過載保護(hù)、寬脈或雙窄脈沖觸發(fā)等功能，使 電動機(jī)啟動、停車更加平穩(wěn)、可靠，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)和電動機(jī)及負(fù)載設(shè)備的保護(hù)。并且可以通過 網(wǎng)絡(luò)通信模塊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。電路結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、相位控制精度高，可靠性 高、穩(wěn)定性好、性能價格比高。


圖1是網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動控制器是這樣實(shí)現(xiàn)的，由MCU+CPLD控制模 塊分別與電壓檢測模塊、電流檢測模塊、觸發(fā)驅(qū)動模塊、鍵盤顯示模塊及網(wǎng)絡(luò)通信模塊連 接，發(fā)控制信號。電壓檢測模塊連接三相供電電路，將檢測到的電壓值發(fā)送到MCU+CPLD控制模塊； 電流檢測模塊，分別連接到三相供電電路每一相的電源線上電流互感器，采集其輸出電流， 并將采集到的電流傳送到所述MCU+CPLD控制模塊；觸發(fā)驅(qū)動模塊，進(jìn)一步連接晶間管，根 據(jù)所述MCU+CPLD控制模塊的控制命令并通過觸發(fā)驅(qū)動模塊對所述晶間管電路進(jìn)行控制。MCU+CPLD控制模塊結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)真正意義的全數(shù)字式控制和保護(hù)功能。網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式異步電動機(jī)軟啟動器的MCU+CPLD控制模塊其特征在于CPLD可實(shí) 現(xiàn)三相三線制和三相四線制缺相保護(hù)；CPLD實(shí)現(xiàn)相序自動檢測；CPLD實(shí)現(xiàn)相位補(bǔ)償；CPLD 實(shí)現(xiàn)數(shù)字移相，移相精度0. 05度；CPLD實(shí)現(xiàn)寬脈沖觸發(fā)或雙窄觸發(fā)，脈沖寬度可以根據(jù)用 戶要求定制并將觸發(fā)信號送給觸發(fā)驅(qū)動模塊；MCU采集電流信號和電壓信號，對輸入的電 流值進(jìn)行輸判斷，如果電流值大于設(shè)定值，則向所述CPLD發(fā)送停機(jī)信號，CPLD發(fā)出封鎖脈 沖信號，晶間管停止工作，MCU根據(jù)鍵盤命令確定軟啟動方式，單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接， 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式異步電動機(jī)軟啟動器的觸發(fā)驅(qū)動模塊可實(shí)現(xiàn)寬脈沖觸發(fā)，并且可 以適用于所有規(guī)格的晶閘管。網(wǎng)絡(luò)通信模塊可以是RS485接口電路或ftx)fibus-DP接口電路，實(shí)現(xiàn)與上位 機(jī)的參數(shù)傳送和遠(yuǎn)程監(jiān)控；鍵盤顯示模塊實(shí)現(xiàn)接收用戶設(shè)置的啟動參數(shù)并傳送到所述 MCU+CPLD控制模塊，并顯示來自所述MCU+CPLD控制模塊的各種信息。下面結(jié)合附圖做具體說明。見圖1，網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動控制器結(jié)構(gòu)圖， 本電路100還包括電壓檢測模塊110，連接三相供電線路，檢測電網(wǎng)電壓，并將檢測的電壓 值發(fā)送到MCU+CPLD控制模塊130。電流檢測模塊120，分別連接三相供電線路每一相的電 流互感器，采集電動機(jī)的電流，并將采集到的電流信號送到MCU+CPLD控制模塊130。本電路100還包括MCU+CPLD控制模塊130，將模擬電壓、電流信號變換為數(shù)字信號 和邏輯信號，進(jìn)行邏輯判斷、運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字式相位補(bǔ)償功能、缺相保護(hù)功能、相序自動檢 測功能和電流相位檢測功能，并按預(yù)定的控制算法進(jìn)行計算，實(shí)現(xiàn)數(shù)字移相功能，并形成寬 脈沖或窄脈沖信號，將寬脈沖或窄脈沖信號輸出給觸發(fā)驅(qū)動模塊140。本電路100還包括觸發(fā)驅(qū)動模塊140，由光電耦合器和脈沖變壓器等組成，將 MCU+CPLD控制模塊130輸出的寬脈沖或窄脈沖信號轉(zhuǎn)換為觸發(fā)信號，該信號與晶閘管相 連，實(shí)現(xiàn)對晶閘管的雙窄脈沖觸發(fā)或?qū)捗}沖觸發(fā)(可以根據(jù)用戶要求定制)，從而實(shí)現(xiàn)電動 機(jī)的軟啟動、軟停車、節(jié)能運(yùn)行等功能。本電路100還包括鍵盤顯示模塊150，鍵盤電路接受用戶設(shè)置的啟動參數(shù)并傳送 到MCU+CPLD控制模塊130。，顯示電路顯示來自MCU+CPLD控制模塊130相關(guān)信息。本電路100還包括網(wǎng)絡(luò)通信模塊160，該模塊可以是RS485接口或ftx)fiBus-DP接 口，符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該模塊與上位機(jī)連網(wǎng)，接受上位機(jī)的命令，將該命令發(fā)送給MCU+CPLD控 制模塊130，可實(shí)現(xiàn)參數(shù)遠(yuǎn)傳和遠(yuǎn)程監(jiān)控。本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器，通過檢測功率因數(shù)和負(fù)載大小變化，控制輸出電壓跟隨負(fù)載變化而變化，使電動機(jī)運(yùn)行在最經(jīng)濟(jì)電壓下，從而實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的節(jié)能 運(yùn)行。將電壓、電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號和邏輯信號，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字式相位補(bǔ)償、數(shù)字移相(移 相精度達(dá)到0. 05度)、缺相保護(hù)、相序自動檢測、過載保護(hù)、寬脈或雙窄脈沖觸發(fā)等功能，使 電動機(jī)啟動、停車更加平穩(wěn)、可靠，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)和電動機(jī)及負(fù)載設(shè)備的保護(hù)。并且可以通過 網(wǎng)絡(luò)通信模塊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。電路結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、相位控制精度高，可靠性 高、穩(wěn)定性好、性能價格比高。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器，其特征在于采用MCU+CPLD控制模塊結(jié)構(gòu)， 由MCU+CPLD控制模塊分別與電壓檢測模塊、電流檢測模塊、觸發(fā)驅(qū)動模塊、鍵盤顯示模塊 及網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接構(gòu)成；電壓檢測模塊連接三相供電電路，將檢測到的電壓值發(fā)送到 MCU+CPLD控制模塊；電流檢測模塊分別與三相供電電路每一相的電源線上電流互感器連 接，將采集到的電流傳送到MCU+CPLD控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器，其特征在于所述的觸發(fā) 控制模塊與晶間管連接，MCU+CPLD控制模塊的控制命令并通過觸發(fā)驅(qū)動模塊對所述晶閘管 電路進(jìn)行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器，其特征在于所述的網(wǎng)絡(luò) 通信模塊采用RS485接口電路或ibus-DP接口電路，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的參數(shù)傳送和遠(yuǎn)程 監(jiān)控。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)型全數(shù)字式電動機(jī)軟啟動器，其特征在于采用MCU+CPLD控制模塊結(jié)構(gòu),由MCU+CPLD控制模塊分別與電壓檢測模塊、電流檢測模塊、觸發(fā)驅(qū)動模塊、鍵盤顯示模塊及網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接構(gòu)成。本發(fā)明將電壓、電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號和邏輯信號，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字式相位補(bǔ)償、數(shù)字移相(移相精度達(dá)到0.05度)、缺相保護(hù)、相序自動檢測、過載保護(hù)、寬脈或雙窄脈沖觸發(fā)等功能，使電動機(jī)啟動、停車更加平穩(wěn)、可靠，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)和電動機(jī)及負(fù)載設(shè)備的保護(hù)。并且可以通過網(wǎng)絡(luò)通信模塊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。電路結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、相位控制精度高，可靠性高、穩(wěn)定性好、性能價格比高。
文檔編號H02P1/28GK102097983SQ20111003680
公開日2011年6月15日 申請日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者李強(qiáng), 王仲初, 陳建, 陳雪波, 馬成家 申請人:鞍山市權(quán)晟電子電力有限公司