一种基于可控硅调速器的系统技术方案

一种基于可控硅调速器的系统，RFID部分输入端与负载电机连接，其输出端与单片机连接，过零检测部分与单片机的过零检测引脚连接，过零触发部分与单片机控制端以及负载电机连接；过零检测部分由电流检测器和全波整流电路等组成，过零触发部分中单片机利用延时信号输出来控制三极管的导通，再通过光电耦合器控制可控硅在单位时间输出的正弦波个数，从而影响输出电压的大小。上述负载电机为风扇电机和热转印电机。本系统采用的可控硅调压器能有效避免产生有电网的谐波，并能实时掌握负载电机的工作状态，为远程控制负载电机提供了有利条件。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可控硅调速器的系统
本技术涉及采用可控硅调速器实现电机转速控制的电路设计，特别是能有效避免现有可控硅调速器调节电压时产生有害电网谐波的可控硅电机调速系统。
技术介绍
伴随着社会经济的迅速发展，可控硅的应用也越来越广泛，其中一个方面就是利用可控硅调压来改变电机转速。当前，市面上的可控硅调速器常采用调节可控硅导通角来完成，不可避免造成了用户难以准确控制电机转速，同时这种方案会产生谐波危害电网。现有的利用零位控制的可控硅调速方案能较好抑制这部分控制电路的谐波产生，但由于负载的非阻性也可能会导致谐波产生。伴随着科学技术的进步，现今可控硅电路应用在高校主要体现在电子实验室常配备的热转印机和教室里的风扇。但是，现有的热转印机中缺乏人为可调的速度调节。同时，风扇系统和热转印机系统缺乏实时的安全监管。由于热转印机工作时会营造高温环境，缺乏合理的检测系统让用户知道机器的工作状态，操作者使用完忘记关闭热转印机导致安全事故发生可能性增加。现有的教室中的风扇一般采用的是调节可控硅导通角来调节电压，这种方式会导致谐波产生从而对电网安全造成威胁。同时风扇状态也处于监管人员无法实时了解的状态。空教室中电扇依旧工作的现象屡见不鲜。
技术实现思路
本技术目的是针对现有技术存在的问题而提供一种能避免产生有害谐波、且能远程控制教学楼负荷电机运转的基于可控硅调速器的系统。本技术的目的是这样实现的：一种基于可控硅调速器的系统，包括单片机，风扇电机和热转印电机，过零检测部分：电流检测器T1的初级线圈的两端分别连接市电的火线L以及零线N，电流检测器T1的次级线圈一端接于二极管D1正极，二极管D1负极接于二极管D4负极，二极管D4正极接于二极管D2负极，二极管D2正极接于二极管D3正极，二极管D3负极接于二极管D1正极，电流检测器T1的次级线圈另一端接于二极管D4正极，二极管D1负极以及二极管D5负极均接于所述单片机的过零检测引脚，二极管D2正极以及二极管D5正极均接于GND；过零触发部分：所述单片机控制端cont1串接电阻R17后接于三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接VCC，三极管Q3的集电极串接电阻R2后接于光电耦合器U3的1脚，U3的2脚接GND，U3的6脚串接电阻R7后接于市电火线L，U3的4脚串接电阻R9后接于Load+结点，U3的4脚接于可控硅Q1的G脚，可控硅Q1的A2脚接于市电火线L，可控硅Q1的A1脚接于Load+结点，电容C3和电阻Rs串接在市电火线L与Load+结点之间，上述Load+结点接于所述风扇电机和热转印电机；按键控制部分：电阻R11一端接GND，另一端串接按键K2后接于VCC，电阻R10一端接GND，另一端串接按键K3后接于VCC，电阻R11另一端以及电阻R10另一端分别与所述单片机的IO1脚以及IO2脚连接；RFID部分：所述风扇电机和热转印电机上有供所述单片机读取的标签；所述综合数据处理平台通过WiFi与所述单片机连接；上述光电耦合器U3型号为MOC3061，或MOC3062，或MOC3063；可控硅Q1型号为BTA24-800，三极管Q3型号为8550，单片机型号为MSP430G2553。还具有显示部分：所述单片机通用I/O接口D0接发光二极管LED1正极，LED1负极串接电阻R12后接于GND，单片机通用I/O接口D1接发光二极管LED2正极，LED2负极串接电阻R13后接于GND，单片机通用I/O接口D2接发光二极管LED3正极，LED3负极串接电阻R14后接于GND，单片机通用I/O接口D3接发光二极管LED4正极，LED4负极串接电阻R15后接于GND，单片机通用I/O接口D4接发光二极管LED5正极，LED5负极串接电阻R16后接于GND；上述5个发光二极管作为5位编码LED指示灯的加权分别为16,8,4,2,1；所述按键控制部分中一个按键的输出电压每次按百分之十递增，另一个按键的输出电压每次按百分之十递减。还具有为单片机提供工作电源的单火线供电部分。与现有技术相比，本技术具有以下特点和优点：1.该可控硅调速器系统是通过RFID部分，单片机部分，WIFI部分进行管理人员和风扇，热转印机等设备交互，从而促进了设备的安全正常运作。可视化的操作让用户能更便捷地操控相应设备，用户根据自己需求调动电机转速另一方面与市面上常用的调节导通角方式相比避免了过多谐波产生，过零检测的电路不仅可以对零点进行监测，还可以根据实际需求利用单片机分析出此时波形是否失真，有多少成分谐波。高电压与低电压区域实现了隔离使得用户的操作更加安全。负载的补偿加入又可以避免负载的非纯阻性导致谐波的产生危害电网。尤其在许多高校，放学后教室里风扇还在运转，教学楼管理人员通过基于PC和手机端的综合数据处理平台了解各教室风扇状态，根据实际情况通过WIFI实现对单片机通信从而控制可控硅调速器关闭相关设备，这为管理人员实时管理提供了便利性。而对于电子实验室除了对风扇的监管，还有了对热转印机实现了监管，避免了其长时间异常工作产生的安全隐患。2.安全性对于操作者，是单片机部分来控制整个电路从而控制设备，低电压区和高电压区进行了隔离，这相对于市面上常见的可控硅调压器更加安全。同时该系统对于配备有热转印机的实验室来说能够有效监管，避免了因为一些操作失误导致无人监管下转印机长时间工作所带来的安全隐患。同时可控硅调速部分不产生谐波并且避免因负载非纯阻性产生了大量谐波，这对电网安全有一定意义。3.便捷性对于高校教室，教学楼管理人员可以通过该系统实时了解风扇的工作状态，当放学后风扇依旧长时间工作，管理人员可以通过系统平台对风扇关断，这节省了人力资源。同时对于使用热转印机的用户，可以根据印刷电路板参数来调控热转印机的转速，提供了更多操控的选择。附图说明图1是本技术电路结构框图。图2是图1所示可控硅调速器部分原理结构框图。图3是图2所示过零检测部分（本文中，部分均指相应电路）电路图。图4是图2所示过零触发部分电路图。图5是按键控制部分电路图。图6是显示部分电路图。具体实施方式图1示出，一种基于可控硅调速器的系统，过零检测部分：电流检测器T1的初级线圈的两端分别连接市电的火线L以及零线N，电流检测器T1的次级线圈一端接于二极管D1正极，二极管D1负极接于二极管D4负极，二极管D4正极接于二极管D2负极，二极管D2正极接于二极管D3正极，二极管D3负极接于二极管D1正极，电流检测器T1的次级线圈另一端接于二极管D4正极，二极管D1负极以及二极管D5负极均接于所述单片机的过零检测引脚，二极管D2正极以及二极管D5正极均接于GND；过零触发部分：所述单片机控制端cont1串接电阻R17后接于三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接VCC，三极管Q3的集电极串接电阻R2后接于光电耦合器U3的1脚，U3的2脚接GND，U3的6脚串接电阻R7后、接于市电火线L，U3的4脚串接电阻R9后接于Load+结点，U3的4脚接于可控硅Q1的G脚（即图4中的3脚），可控硅Q1的A2脚（即2脚）接于市电火线L，可控硅Q1的A1脚（即1脚）接于Load+结点，电容C3和电阻Rs串接在市电火线L与Load+结点之间，上述Load+结点接于所述风扇电机和热转印电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于可控硅调速器的系统，包括，单片机，风扇电机和热转印电机，由教学楼管理员管理的基于PC和手机端的综合数据处理平台，其特征在于，过零检测部分：电流检测器T1的初级线圈的两端分别连接市电的火线L以及零线N，电流检测器T1的次级线圈一端接于二极管D1正极，二极管D1负极接于二极管D4负极，二极管D4正极接于二极管D2负极，二极管D2正极接于二极管D3正极，二极管D3负极接于二极管D1正极，电流检测器T1的次级线圈另一端接于二极管D4正极，二极管D1负极以及二极管D5负极均接于所述单片机的过零检测引脚，二极管D2正极以及二极管D5正极均接于GND；过零触发部分：所述单片机控制端cont1串接电阻R17后接于三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接VCC，三极管Q3的集电极串接电阻R2后接于光电耦合器U3的1脚，U3的2脚接GND，U3的6脚串接电阻R7后接于市电火线L，U3的4脚串接电阻R9后接于Load+结点，U3的4脚接于可控硅Q1的G脚，可控硅Q1的A2脚接于市电火线L，可控硅Q1的A1脚接于Load+结点，电容C3和电阻Rs串接在市电火线L与Load+结点之间，上述Load+结点接于所述风扇电机和热转印电机；按键控制部分：电阻R11一端接GND，另一端串接按键K2后接于VCC，电阻R10一端接GND，另一端串接按键K3后接于VCC，电阻R11另一端以及电阻R10另一端分别与所述单片机的IO1脚以及IO2脚连接；RFID部分：所述风扇电机和热转印电机上有供所述单片机读取的标签；所述综合数据处理平台通过WiFi与所述单片机连接；上述光电耦合器U3型号为MOC3061，或MOC3062，或MOC3063；可控硅Q1型号为BTA24‑800，三极管Q3型号为8550，单片机型号为MSP430G2553。...

【技术特征摘要】
1.一种基于可控硅调速器的系统，包括，单片机，风扇电机和热转印电机，由教学楼管理员管理的基于PC和手机端的综合数据处理平台，其特征在于，过零检测部分：电流检测器T1的初级线圈的两端分别连接市电的火线L以及零线N，电流检测器T1的次级线圈一端接于二极管D1正极，二极管D1负极接于二极管D4负极，二极管D4正极接于二极管D2负极，二极管D2正极接于二极管D3正极，二极管D3负极接于二极管D1正极，电流检测器T1的次级线圈另一端接于二极管D4正极，二极管D1负极以及二极管D5负极均接于所述单片机的过零检测引脚，二极管D2正极以及二极管D5正极均接于GND；过零触发部分：所述单片机控制端cont1串接电阻R17后接于三极管Q3的基极，三极管Q3的发射极接VCC，三极管Q3的集电极串接电阻R2后接于光电耦合器U3的1脚，U3的2脚接GND，U3的6脚串接电阻R7后接于市电火线L，U3的4脚串接电阻R9后接于Load+结点，U3的4脚接于可控硅Q1的G脚，可控硅Q1的A2脚接于市电火线L，可控硅Q1的A1脚接于Load+结点，电容C3和电阻Rs串接在市电火线L与Load+结点之间，上述Load+结点接于所述风扇电机和热转印电机；按键控制部分：电阻R11一端接GND，另一端串接按键K2后接于VCC，电阻R10一端接GND，另一端串接按键K3后接于VCC，电阻R11另...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑艺，龙文杰，刘昌源，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51