本發(fā)明屬于三相電動(dòng)機(jī)的控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三相電動(dòng)機(jī)的控制器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有源于諾拉(franknola)控制器的電動(dòng)機(jī)控制器，在電動(dòng)機(jī)三相電源中每一相的電源輸入線和電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)輸入端之間連接了一個(gè)可控硅整流器。電源輸入線是典型的三相電源線。為了控制每個(gè)可控硅整流器，這種控制器設(shè)計(jì)了一個(gè)相位檢測器、相關(guān)的斜坡發(fā)生器、還連接了一個(gè)信號調(diào)節(jié)電路、一個(gè)比較器，最后連接到一個(gè)為可控硅生成開關(guān)信號的控制門。

雖然這種控制器在感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制中是有效的，但不是沒有缺陷的。它會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的震動(dòng)，特別是高效電動(dòng)機(jī)。

高效電動(dòng)機(jī)是現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的趨勢。目前我國的能源政策要求所設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)必須達(dá)到相應(yīng)的能效等級。高效電動(dòng)機(jī)的電感、電抗、電阻和阻抗，和以前的電動(dòng)機(jī)相比都有很大的區(qū)別。這種電動(dòng)機(jī)控制器連接到電動(dòng)機(jī)之后，經(jīng)常會(huì)發(fā)生我們不想看到的振動(dòng)現(xiàn)象，但迄今為止我們并不知道具體原因。雖然這些振動(dòng)更頻繁的發(fā)生在我們控制高效電動(dòng)機(jī)的時(shí)候，但控制老型號的電動(dòng)機(jī)時(shí)也有發(fā)生。

現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)控制器只有一個(gè)相位檢測器，并且使用的是一組固定的電阻網(wǎng)絡(luò)采樣電壓，同時(shí)假設(shè)可控硅電源輸入端的電壓高于電動(dòng)機(jī)輸入端的電壓，而實(shí)際情況是并不能總是能保證這種情況的正確性，因?yàn)椴幻鞯脑蚝托滦透咝щ妱?dòng)機(jī)采用了更多的非鐵磁性材料等原因，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)對工作過程中產(chǎn)生的電場和磁場的吸收更弱，造成瞬時(shí)的可控硅電源輸入端電壓低于可控硅電動(dòng)機(jī)輸入端電壓，使相位檢測電路的輸出信號極性發(fā)生反轉(zhuǎn)，并由于電路中信號傳輸和處理的響應(yīng)時(shí)間的延遲，造成可控硅觸發(fā)信號發(fā)生劇烈變動(dòng)，導(dǎo)致可控硅導(dǎo)通角反復(fù)發(fā)生劇烈變化，從而導(dǎo)致電機(jī)發(fā)生嚴(yán)重的振動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種三相電動(dòng)機(jī)的控制器。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種三相電動(dòng)機(jī)的控制器，包括信號調(diào)節(jié)器、高頻振蕩器和三條控制線路；三條所述控制線路分別用于控制電動(dòng)機(jī)的三相電源；所述控制線路包括相位檢測器、斜坡發(fā)生器、比較器、門電路、變壓器和可控硅；

所述相位檢測器包括兩個(gè)輸入端和三個(gè)輸出端；一個(gè)輸入端連接相線，另一個(gè)輸入端與電動(dòng)機(jī)電連接，用于采樣電動(dòng)機(jī)的輸入電信號，三個(gè)輸出端分別與所述斜坡發(fā)生器、所述信號調(diào)節(jié)器和所述門電路電連接；

所述斜坡發(fā)生器、所述比較器、所述門電路和所述變壓器依次電連接；所述信號調(diào)節(jié)器的輸出端與所述比較器電連接；所述高頻振蕩器的輸出端與所述門電路電連接；

所述變壓器的輸出端與所述可控硅的門極電連接；所述可控硅的陽極連接相線，陰極連接電動(dòng)機(jī)的輸入端。

所述相位檢測器包括運(yùn)放u1、運(yùn)放u2、運(yùn)放u3、運(yùn)放u4和運(yùn)放u5；所述運(yùn)放u1的同相輸入端通過可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)與相線電連接，反相輸入端通過可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)采樣電動(dòng)機(jī)的輸入電信號；

所述運(yùn)放u2的反相輸入端和所述運(yùn)放u3的同相輸入端通過同一可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)與相線電連接；所述運(yùn)放u2的輸出端和所述運(yùn)放u3的輸出端均與所述斜坡發(fā)生器電連接；

所述運(yùn)放u1的的輸出端與所述運(yùn)放u4的反相輸入端電連接，所述運(yùn)放u4的反相輸入端與同相輸入端之間通過電阻電連接；

所述運(yùn)放u1的的輸出端和所述運(yùn)放u4的輸出端均與所述相位檢測器的一個(gè)輸出端電連接，該輸出端與所述信號調(diào)節(jié)器電連接；

所述運(yùn)放u1的的輸出端和所述運(yùn)放u4的輸出端還與所述運(yùn)放u4的反相輸入端電連接；所述運(yùn)放u4的同相輸入端通過串聯(lián)電阻網(wǎng)絡(luò)與直流電壓源電連接，輸出端與所述門電路電連接。

所述運(yùn)放u1的同相輸入端與相線之間的可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)連接的電阻r4、可調(diào)電阻r5和電阻r6，所述電阻r4的一端與相線電連接，所述電阻r6的一端接地；所述可調(diào)電阻r5與所述電阻r6的連接點(diǎn)與所述運(yùn)放u1的同相輸入端電連接。

所述運(yùn)放u1的反相輸入端與電動(dòng)機(jī)之間的可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)連接的電阻r7、可調(diào)電阻r8和電阻r9，所述電阻r7的一端與電動(dòng)機(jī)電連接，所述電阻r9的一端接地；所述可調(diào)電阻r8與所述電阻r9的連接點(diǎn)與所述運(yùn)放u1的反相輸入端電連接。

所述運(yùn)放u1的同相輸入端與反相輸入端之間還通過電容cp1電連接。

所述斜坡發(fā)生器包括三極管和可調(diào)電阻r17；所述三極管的基極通過電阻、二極管和電容組成的隔離網(wǎng)絡(luò)與所述相位檢測器電連接；

所述三極管的集電極接地，發(fā)射極通過所述可調(diào)電阻r17連接直流電壓源，集電極和發(fā)射極之間還通過電容電連接；所述三極管的發(fā)射極還與所述比較器電連接。

所述隔離網(wǎng)絡(luò)包括電阻r18、電阻r19、電阻r20、電阻r21、電阻r22、二極管vd5、二極管vd6、電容cp3和電容cp4；

二極管vd5的陽極與二極管vd6的陽極連接；二極管vd5的陰極通過電容cp3與所述相位檢測器電連接，二極管vd6的陰極通過電容cp4與所述相位檢測器電連接；

電阻r18和電阻r19串聯(lián)，該串聯(lián)支路并聯(lián)在二極管vd5和二極管vd6的兩端；

電阻r20和電阻r21串聯(lián)，該串聯(lián)支路的一端與二極管vd5的陽極電連接，另一端與所述三極管的基極電連接；

電阻r22的一端與電阻r20和電阻r21的公共端電連接，另一端接地。

所述電阻r18和電阻r19的公共端接地。

所述可控硅采用雙向?qū)ǖ目煽毓琛?/p>

所述高頻振蕩器采用一個(gè)文氏橋振蕩電路。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，控制器的相位檢測器在每個(gè)相線端和前端運(yùn)放之間設(shè)置獨(dú)立、可調(diào)節(jié)的電阻網(wǎng)絡(luò)，并且在每個(gè)電動(dòng)機(jī)輸入端和前端運(yùn)放之間設(shè)置一個(gè)獨(dú)立、可調(diào)節(jié)的電阻網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)允許每一相的相線端和電動(dòng)機(jī)端之間可以設(shè)置一個(gè)差分電壓，以便可以分別恰當(dāng)?shù)挠|發(fā)相應(yīng)的晶閘管或開關(guān)元件。通過允許對前端差分電壓的控制，相位檢測器極大的減少了電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行的過程中發(fā)生的振動(dòng)，提高了控制器工作的穩(wěn)定性。

本發(fā)明對三相電源的每一相提供一個(gè)獨(dú)立的相位檢測電路，并且為每個(gè)相位檢測電路提供獨(dú)立可調(diào)節(jié)的電阻網(wǎng)絡(luò)，從而能夠極大地減少所控制電機(jī)發(fā)生振動(dòng)的可能性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一種三相電動(dòng)機(jī)的控制器電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種三相電動(dòng)機(jī)的控制器具體電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明一種三相電動(dòng)機(jī)的控制器中相位檢測器和斜坡發(fā)生器的具體電路圖。

圖中：1-信號調(diào)節(jié)器；2-高頻振蕩器。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供一種三相電動(dòng)機(jī)的控制器，包括信號調(diào)節(jié)器、高頻振蕩器和三條控制線路；三條所述控制線路分別用于控制電動(dòng)機(jī)的三相電源；所述控制線路包括相位檢測器、斜坡發(fā)生器、比較器、門電路、變壓器和可控硅；

相位檢測器包括兩個(gè)輸入端和三個(gè)輸出端；一個(gè)輸入端連接相線，另一個(gè)輸入端與電動(dòng)機(jī)電連接，用于采樣電動(dòng)機(jī)的輸入電信號，三個(gè)輸出端分別與斜坡發(fā)生器、信號調(diào)節(jié)器和門電路電連接；

斜坡發(fā)生器、比較器、門電路和變壓器依次電連接；信號調(diào)節(jié)器的輸出端與比較器電連接；高頻振蕩器的輸出端與門電路電連接；

變壓器的輸出端與可控硅的門極電連接；可控硅的陽極連接相線，陰極連接電動(dòng)機(jī)的輸入端。

如圖3所示，相位檢測器包括運(yùn)放u1、運(yùn)放u2、運(yùn)放u3、運(yùn)放u4和運(yùn)放u5；運(yùn)放u1的同相輸入端通過可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)與相線電連接，反相輸入端通過可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)采樣電動(dòng)機(jī)的輸入電信號；

運(yùn)放u2的反相輸入端和運(yùn)放u3的同相輸入端通過同一可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)與相線電連接；運(yùn)放u2的輸出端和運(yùn)放u3的輸出端均與斜坡發(fā)生器電連接；

運(yùn)放u1的的輸出端與運(yùn)放u4的反相輸入端電連接，運(yùn)放u4的反相輸入端與同相輸入端之間通過電阻電連接；

運(yùn)放u1的的輸出端和運(yùn)放u4的輸出端均與相位檢測器的一個(gè)輸出端電連接，該輸出端與信號調(diào)節(jié)器電連接；

運(yùn)放u1的的輸出端和運(yùn)放u4的輸出端還與運(yùn)放u4的反相輸入端電連接；運(yùn)放u4的同相輸入端通過串聯(lián)電阻網(wǎng)絡(luò)與直流電壓源電連接，輸出端與門電路電連接。

運(yùn)放u1的同相輸入端與相線之間的可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)連接的電阻r4、可調(diào)電阻r5和電阻r6，電阻r4的一端與相線電連接，電阻r6的一端接地；可調(diào)電阻r5與電阻r6的連接點(diǎn)與運(yùn)放u1的同相輸入端電連接。

運(yùn)放u1的反相輸入端與電動(dòng)機(jī)之間的可調(diào)電阻網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)連接的電阻r7、可調(diào)電阻r8和電阻r9，電阻r7的一端與電動(dòng)機(jī)電連接，電阻r9的一端接地；可調(diào)電阻r8與電阻r9的連接點(diǎn)與運(yùn)放u1的反相輸入端電連接。

運(yùn)放u1的同相輸入端與反相輸入端之間還通過電容cp1電連接。

斜坡發(fā)生器包括三極管和可調(diào)電阻r17；三極管的基極通過電阻、二極管和電容組成的隔離網(wǎng)絡(luò)與相位檢測器電連接；

三極管的集電極接地，發(fā)射極通過可調(diào)電阻r17連接直流電壓源，集電極和發(fā)射極之間還通過電容電連接；三極管的發(fā)射極還與比較器電連接。

隔離網(wǎng)絡(luò)包括電阻r18、電阻r19、電阻r20、電阻r21、電阻r22、二極管vd5、二極管vd6、電容cp3和電容cp4；

二極管vd5的陽極與二極管vd6的陽極連接；二極管vd5的陰極通過電容cp3與相位檢測器電連接，二極管vd6的陰極通過電容cp4與相位檢測器電連接；

電阻r18和電阻r19串聯(lián)，該串聯(lián)支路并聯(lián)在二極管vd5和二極管vd6的兩端；

電阻r20和電阻r21串聯(lián)，該串聯(lián)支路的一端與二極管vd5的陽極電連接，另一端與三極管的基極電連接；

電阻r22的一端與電阻r20和電阻r21的公共端電連接，另一端接地。

電阻r18和電阻r19的公共端接地。

可控硅采用雙向?qū)ǖ目煽毓琛?/p>

高頻振蕩器采用一個(gè)文氏橋振蕩電路。

目前的控制器包括固定電阻網(wǎng)絡(luò)采樣輸入電壓，將從電源輸入相線端子和電機(jī)相線終端的電壓分壓成適用于輸入到前端運(yùn)算放大器的電壓。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的輸入信號輸入到運(yùn)放u1反相端的信號電壓超過相線輸入到運(yùn)放u1正相端的信號電壓時(shí)，相位檢測器的輸出極性暫時(shí)變?yōu)樨?fù)，導(dǎo)致u1輸出的脈沖寬度突然改變。這是電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的第一階段。運(yùn)放內(nèi)部信號的轉(zhuǎn)換的延遲，導(dǎo)致了控制器的調(diào)節(jié)器信號的反復(fù)變動(dòng)，引起了電動(dòng)機(jī)的持續(xù)振動(dòng)。這個(gè)振動(dòng)是因?yàn)橄辔粰z測器在正負(fù)輸出信號轉(zhuǎn)換時(shí)引起的。

電機(jī)設(shè)計(jì)者通常假設(shè)，在前端運(yùn)放相位線側(cè)電壓(即運(yùn)放的同相輸入端)始終高于和電機(jī)相線側(cè)電壓(即運(yùn)放反相輸入端)。之所以這樣認(rèn)為，是因?yàn)檫@種電壓差被認(rèn)為是輸入端和運(yùn)放之間的固定電阻分壓器和因?yàn)檫\(yùn)放的輸出端到其同相輸入端的反饋路徑來決定的。現(xiàn)有技術(shù)中使用的固定電阻分壓器和反饋電阻，實(shí)際上不能夠持續(xù)保持同相輸入端電壓高于反相輸入端電壓，原因是固定電阻分壓器和反饋電阻未能考慮到傳入功率的差異，以及電動(dòng)機(jī)制造的差異。特別是在高效電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用中，在反相輸入端的電壓可能超過同相輸入端的電壓。

提供一種改進(jìn)的可調(diào)節(jié)相位檢測器，以適應(yīng)任何類型的多相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。包括新型的高效電動(dòng)機(jī)和老舊型的電動(dòng)機(jī)。更一步可以提供一種電動(dòng)機(jī)控制器，其包括具有可調(diào)分壓器的相位檢測器。這些目標(biāo)可以由提供一種用于減少由于電動(dòng)機(jī)控制器的錯(cuò)誤切換信號引起的電機(jī)振動(dòng)的可能性的方法來完成。觸發(fā)裝置的開關(guān)信號連接在多相電動(dòng)機(jī)的電力線輸入和電動(dòng)機(jī)接線端子之間。該控制器包括多個(gè)相位比較器，每個(gè)相位比較器產(chǎn)生一個(gè)指示信號，指示在接收電源線和電機(jī)線信號的電流和電壓之間的相位差。

這種方法包括：步驟(a)接收第一根電源線輸入電壓并調(diào)節(jié)，輸入到第一個(gè)相位比較器的第一個(gè)運(yùn)放的同相輸入端子，將第一電源線輸入電壓調(diào)整到預(yù)定電壓；(b)接收第二根電源線輸入電壓并調(diào)節(jié)輸入到第二個(gè)相位比較器的第二個(gè)運(yùn)放的同相輸入端，然后調(diào)節(jié)第二根的線電壓到預(yù)定電壓；(c)接收第一根電動(dòng)機(jī)電源線輸入電壓并調(diào)節(jié)，輸入到第一個(gè)運(yùn)放的反相輸入端，然后在a步驟和b步驟之后，調(diào)節(jié)第一根電動(dòng)機(jī)線電壓到一個(gè)低于預(yù)定電壓的水平；然后(d)接收第二根電機(jī)電源線輸入電壓并調(diào)節(jié)，輸入到第二個(gè)運(yùn)放的反相輸入端，然后在a步驟和b步驟之后，調(diào)節(jié)第二根電動(dòng)機(jī)線電壓到一個(gè)低于預(yù)定電壓的水平。

這種方法還通過一個(gè)用于電動(dòng)機(jī)控制器的相位比較器。一個(gè)產(chǎn)生指示接收的電源線和電動(dòng)機(jī)線信號的電流相位和電壓相位之間的相位差信號的相位比較器。電動(dòng)機(jī)控制器根據(jù)相位差信號控制從電源線信號到電機(jī)線路信號的電源供應(yīng)。相位比較器包括具有同相輸入端和反相輸入端的第一運(yùn)放；包括用于接收電力線輸入信號并輸出第一可調(diào)電壓信號的第一可調(diào)分壓網(wǎng)絡(luò)，第一可調(diào)電壓信號連接到同相輸入端，和第二可調(diào)電壓分壓網(wǎng)絡(luò)，用于接收電動(dòng)機(jī)線輸入并輸出第二可調(diào)電壓信號，第二可調(diào)電壓信號連接到反相輸入端。

這種方法還通過，一個(gè)連接在一個(gè)多相電動(dòng)機(jī)電源輸入和電機(jī)輸入端的觸發(fā)裝置開關(guān)的控制器?？刂破靼ǘ鄠€(gè)相位檢測器，各個(gè)相位檢測器連接在電源線輸入端和電機(jī)輸入端之間并有輸出；斜坡發(fā)生器產(chǎn)生多個(gè)斜坡信號，一種信號調(diào)節(jié)器用于運(yùn)算多個(gè)相位檢測器關(guān)于負(fù)偏壓信號的輸出，然后輸出一個(gè)誤差信號；觸發(fā)裝置控制電路生成一個(gè)觸發(fā)裝置控制信號來控制觸發(fā)裝置的開關(guān)操作；觸發(fā)裝置信號基于基于誤差信號和斜坡信號；其中每個(gè)相位檢測器包括具有同相輸入端和反相輸入端的前端運(yùn)放；連接在電源線輸入端與反相輸入端之間的第一可調(diào)分壓網(wǎng)絡(luò)；連接在電動(dòng)機(jī)輸入端和反相輸入端之間的第二可調(diào)分壓網(wǎng)絡(luò)；第一和第二可調(diào)分壓網(wǎng)絡(luò)要具備可操作性，以便在正和負(fù)輸入端子之間設(shè)置預(yù)定電壓時(shí)，防止發(fā)射裝置控制信號的錯(cuò)誤產(chǎn)生。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。