一種基于stm32的他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)啟動(dòng)控制裝置，尤其涉及一種基于STM32的他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直流電動(dòng)機(jī)具有輸出轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、運(yùn)行可靠等一系列優(yōu)點(diǎn)，在化工，船舶，電力等行業(yè)有廣泛的使用。直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)最顯著的特點(diǎn)就是:啟動(dòng)電流大，最大沖擊電流可達(dá)到額定電流的15-20倍，將使直流系統(tǒng)受到較大的電流沖擊，電動(dòng)機(jī)受到機(jī)械沖擊，并且對(duì)電網(wǎng)造成沖擊，污染電源。因此，額定功率在2kW以上的直流電機(jī)一般不允許直接啟動(dòng)，必須安裝軟啟動(dòng)裝置。
[0003]目前火力發(fā)電廠、化工廠及造紙廠等大型工廠中廣泛使用他勵(lì)直流電機(jī)作為應(yīng)急冷卻及直流潤(rùn)滑油栗的拖動(dòng)系統(tǒng)，必須確保電機(jī)處于正常狀態(tài)。電機(jī)安裝環(huán)境和電機(jī)容量需求不同，因此，安裝的電機(jī)規(guī)格也不同，給調(diào)試安裝及檢查維修帶來(lái)很大的不便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種基于STM32的他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)控制裝置。本控制裝置調(diào)試安裝簡(jiǎn)易，適合不同規(guī)格的他勵(lì)直流電機(jī)，并且在日常維護(hù)時(shí)用控制裝置遙控器對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，確保電機(jī)處于正常狀態(tài)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]如圖1，一種基于STM32的他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:包括蓄電池
(1)、正負(fù)15V輔助電源(2)、吸收電路(3)、旁路開(kāi)關(guān)(4)、IGBT模塊(5)、他勵(lì)直流電機(jī)(6)、驅(qū)動(dòng)電路(7)、基于STM32的主控電路(8)、檢測(cè)電路(9)及觸摸屏電路(10)。所述蓄電池(I)與所述正負(fù)15V輔助電源(2)和所述IGBT模塊(5)相連，所述吸收電路(3)、所述旁路開(kāi)關(guān)(4)、所述他勵(lì)直流電機(jī)(6)、所述驅(qū)動(dòng)電路(7)分別于所述IGBT模塊(5)相連，所述他勵(lì)直流電機(jī)
[6]與所述檢測(cè)電路(9)相連，所述基于STM32的主控電路(8)分別和所述正負(fù)15V輔助電源
(2)、所述驅(qū)動(dòng)電路(7)、所述檢測(cè)電路(9)及所述觸摸屏電路(10)相連。
[0007]所述基于STM32的主控電路選用STM32F103系列芯片。
[0008]所述基于STM32的主控電路上設(shè)有紅外接收頭，可以接收控制裝置遙控器的紅外信號(hào)，控制他勵(lì)直流電機(jī)的啟動(dòng)、停機(jī)和參數(shù)設(shè)置等。日常電機(jī)設(shè)備維護(hù)時(shí)，通過(guò)裝置遙控器發(fā)出檢測(cè)命令，主控電路輸出單獨(dú)的PWM脈沖信號(hào)，使他勵(lì)直流電機(jī)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，并查看觸摸屏的事件記錄界面的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)電壓波形，確保電機(jī)處于正常狀態(tài)。
[0009]所述觸摸屏電路的觸摸屏為串口觸摸屏。所述觸摸屏電路通過(guò)串口與所述基于STM32的主控電路進(jìn)行雙向通訊，一方面，通過(guò)觸摸屏的模擬鍵盤(pán)將設(shè)置的參數(shù)發(fā)送到基于STM32的主控電路并存儲(chǔ)，另一方面，電機(jī)運(yùn)行的各種參數(shù)可以被基于STM32的主控電路讀取并送到觸摸屏顯示。根據(jù)不同規(guī)格的電機(jī)，設(shè)置啟動(dòng)PWM頻率、起始PWM占空比、啟動(dòng)限制電流、啟動(dòng)保護(hù)電壓等，實(shí)現(xiàn)電機(jī)平穩(wěn)快速啟動(dòng)。所述觸摸屏界面包括使用說(shuō)明、參數(shù)設(shè)置、電氣顯示、事件記錄等四個(gè)子界面組成。
[0010]所述驅(qū)動(dòng)電路與IGBT模塊連接，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)失磁、過(guò)流故障時(shí)，IGBT模塊能迅速將信號(hào)反饋給基于STM32的主控電路，主控電路發(fā)出停機(jī)信號(hào)，保護(hù)電機(jī)。
[0011 ]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]1.可以使不同規(guī)格電機(jī)，在空載或負(fù)載下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)快速啟動(dòng)，避免了對(duì)電機(jī)及蓄電池沖擊。
[0013]2.啟動(dòng)電流和啟動(dòng)電壓波形顯示在觸摸屏的事件記錄界面，調(diào)試安裝簡(jiǎn)易、維護(hù)檢修方便。
[0014]3.本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、觸摸屏界面友好、操作方便。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為軟啟動(dòng)控制裝置硬件結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為軟啟動(dòng)控制裝置觸摸屏界面圖；
[0017]圖3為軟啟動(dòng)控制裝置他勵(lì)直流電機(jī)的電路圖。
[0018]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1.蓄電池2.正負(fù)15V輔助電源、3.吸收電路4.旁路開(kāi)關(guān)5.1GBT模塊
6.他勵(lì)直流電機(jī)7.驅(qū)動(dòng)電路8.基于STM32的主控電路9.檢測(cè)電路1.觸摸屏電路
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述
[0020]參見(jiàn)圖1，軟啟動(dòng)控制裝置硬件結(jié)構(gòu)框圖。一種基于STM32的他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:包括蓄電池(I)、正負(fù)15V輔助電源(2)、吸收電路(3)、旁路開(kāi)關(guān)(4)、IGBT模塊(5)、他勵(lì)直流電機(jī)(6)、驅(qū)動(dòng)電路(7)、基于STM32的主控電路(8)、檢測(cè)電路(9)及觸摸屏電路(10)。所述蓄電池(I)與所述正負(fù)15V輔助電源(2)和所述IGBT模塊(5)相連，所述吸收電路(3)、所述旁路開(kāi)關(guān)(4)、所述他勵(lì)直流電機(jī)(6)、所述驅(qū)動(dòng)電路(7)分別于所述IGBT模塊(5)相連，所述他勵(lì)直流電機(jī)(6)與所述檢測(cè)電路(9)相連，所述基于STM32的主控電路(8)分別和所述正負(fù)15V輔助電源(2)、所述驅(qū)動(dòng)電路(7)、所述檢測(cè)電路(9)及所述觸摸屏電路(10)相連。
[0021]所述基于STM32的主控電路上設(shè)有紅外接收頭，可以接收控制裝置遙控器的紅外信號(hào)，控制他勵(lì)直流電機(jī)的啟動(dòng)、停機(jī)和參數(shù)設(shè)置等。日常電機(jī)設(shè)備維護(hù)時(shí)，通過(guò)裝置遙控器發(fā)出檢測(cè)命令，主控電路輸出單獨(dú)的PWM脈沖信號(hào)，使他勵(lì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并查看觸摸屏的事件記錄界面的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)電壓波形，確保電機(jī)處于正常狀態(tài)。
[0022]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0023]1.啟動(dòng)前，開(kāi)機(jī)自檢，查看裝置觸摸屏界面是否提示報(bào)警信息，確保裝置正常。查看觸摸屏電氣顯示單元界面，檢查蓄電池電壓、他勵(lì)直流電機(jī)勵(lì)磁電流是否符合啟動(dòng)要求。查看裝置觸摸屏界面的使用說(shuō)明，通過(guò)參數(shù)設(shè)置子界面輸入啟動(dòng)PWM頻率、啟動(dòng)PWM占空比，啟動(dòng)限制電流，啟動(dòng)保護(hù)電壓。
[0024]2.啟動(dòng)時(shí)，所述檢測(cè)電路將直流電機(jī)電樞電流傳入所述基于STM32的主控電路，主控電路根據(jù)設(shè)定的啟動(dòng)限制電流，對(duì)PWM波形占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證實(shí)際電樞電流小于啟動(dòng)限制電流。P麗波形占空比逐漸增加到I時(shí)，基于STM32的主控電路發(fā)出信號(hào)，觸發(fā)繼電器動(dòng)作，將與IGBT模塊相連接的旁路開(kāi)關(guān)閉合，電源電壓直接加到他勵(lì)直流電機(jī)電樞上，電機(jī)進(jìn)入額定電壓下工作狀態(tài)，他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)完成。
[0025]3.正常啟動(dòng)時(shí)，在觸摸屏的事件記錄子界面，查看啟動(dòng)電壓和啟動(dòng)電流波形曲線，調(diào)整啟動(dòng)參數(shù)，達(dá)到理想的啟動(dòng)效果時(shí)，可以看到平滑的他勵(lì)直流電機(jī)電樞電流曲線，實(shí)現(xiàn)他勵(lì)直流電機(jī)的軟啟動(dòng)，避免了對(duì)蓄電池和電機(jī)的沖擊。
[0026]4.啟動(dòng)異常時(shí)，在事件記錄子界面可以查看故障信息，包括過(guò)電壓、過(guò)電流、欠電壓、欠電流信息，有助于迅速找到故障原因，便于裝置的維護(hù)。
[0027]參見(jiàn)圖2，軟啟動(dòng)控制裝置觸摸屏界面圖。觸摸屏的主界面提供友好的人機(jī)交互界面，包括使用說(shuō)明、參數(shù)設(shè)置、電氣顯示、事件記錄等四個(gè)子界面。使用說(shuō)明界面提供本控制裝置操作說(shuō)明；參數(shù)設(shè)置界面提供設(shè)置參數(shù)設(shè)置的模擬鍵盤(pán)，將啟動(dòng)PffM頻率、啟動(dòng)PffM占空比，啟動(dòng)限制電流，啟動(dòng)保護(hù)電壓輸入所述基于STM32的主控電路的控制芯片中；電氣顯示界面顯示當(dāng)前控制裝置和電機(jī)的電氣參數(shù)信息;事件記錄界面記錄并顯示啟動(dòng)電流和啟動(dòng)電壓的曲線波形，并將過(guò)電壓、過(guò)電流、欠電壓、欠電流信息顯示并存儲(chǔ)。
[0028]參見(jiàn)圖3所示，軟啟動(dòng)控制裝置他勵(lì)直流電機(jī)的電路圖。Kl和K2分別為電源開(kāi)關(guān)、旁路開(kāi)關(guān)，VTl和VT2為IGBT模塊，M為電樞，I為勵(lì)磁電流，VDl和VD2為續(xù)流功率二極管。所述驅(qū)動(dòng)電路與IGBT模塊連接，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)失磁、過(guò)流故障時(shí)，IGBT模塊能迅速將信號(hào)反饋給基于STM32的主控電路，主控電路發(fā)出停機(jī)信號(hào)，保護(hù)電機(jī)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于STM32的他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:包括蓄電池(I)、正負(fù)15V輔助電源(2)、吸收電路(3)、旁路開(kāi)關(guān)(4)、IGBT模塊(5)、他勵(lì)直流電機(jī)(6)、驅(qū)動(dòng)電路(7)、基于STM32的主控電路(8)、檢測(cè)電路(9)及觸摸屏電路(10)。所述蓄電池(I)與所述正負(fù)15V輔助電源(2)和所述IGBT模塊(5)相連，所述吸收電路(3)、所述旁路開(kāi)關(guān)(4)、所述他勵(lì)直流電機(jī)(6)、所述驅(qū)動(dòng)電路(7)分別于所述IGBT模塊(5)相連，所述他勵(lì)直流電機(jī)(6)與所述檢測(cè)電路(9)相連，所述基于STM32的主控電路(8)分別和所述正負(fù)15V輔助電源(2)、所述驅(qū)動(dòng)電路(7)、所述檢測(cè)電路(9)及所述觸摸屏電路(10)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STM32的他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:所述基于STM32的主控電路(8)選用STM32F103系列芯片。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STM32的他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:所述基于STM32的主控電路(8)上設(shè)有紅外接收頭。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于STM32的他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)控制裝置，其特征在于:所述觸摸屏電路(10)采用的觸摸屏為串口觸摸屏。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于STM32的他勵(lì)直流電機(jī)軟啟動(dòng)控制裝置，該裝置主要包括蓄電池、正負(fù)15V輔助電源、吸收電路、旁路開(kāi)關(guān)、IGBT模塊、他勵(lì)直流電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路、基于STM32的主控電路、檢測(cè)電路及觸摸屏電路?？刂蒲b置對(duì)主電路的IGBT模塊進(jìn)行控制，使他勵(lì)直流電機(jī)電樞電流始終小于限定值，并達(dá)到軟啟動(dòng)的目的。該裝置的主要特點(diǎn)是，日常維護(hù)時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，確保電機(jī)處于正常狀態(tài)，啟動(dòng)時(shí)通過(guò)觸摸屏進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如啟動(dòng)PWM頻率、起始PWM占空比、啟動(dòng)限制電流、啟動(dòng)保護(hù)電壓等，并將啟動(dòng)電流和啟動(dòng)電壓波形顯示在觸摸屏上。本實(shí)用新型可以使不同規(guī)格電機(jī)，在空載或負(fù)載下實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)快速啟動(dòng)，避免了對(duì)電機(jī)及蓄電池的沖擊。
【IPC分類(lèi)】H02P1/18
【公開(kāi)號(hào)】CN205212732
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521075499
【發(fā)明人】劉健, 謝岳, 陳衛(wèi)民
【申請(qǐng)人】中國(guó)計(jì)量學(xué)院
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日