一种交流电机自适应自耦减压启动装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种交流电机自适应自耦减压启动装置及方法，所述启动装置由电流检测与设定电路、伺服驱动控制电路、交流伺服电机、自耦变压器以及外围电路组成；所述电流检测与设定电路包括电流互感器以及三组十进制BCD拨码开关，所述伺服驱动控制电路主要由单片机、伺服控制器和多个光电隔离器件组成。通过电流互感器、三组十进制BCD拨码开关、单片机、伺服控制器和自耦变压器配合，能够根据启动电流的大小动态调节自耦变压器二次绕组的抽斗比例，以适应交流伺服电机的启动转矩要求，实现交流伺服电机的平稳自耦减压启动。

【技术实现步骤摘要】
一种交流电机自适应自耦减压启动装置及方法
本专利技术属于交流电机
，具体涉及一种用于中大功率的交流电机减压平稳启动的一种交流电机自适应自耦减压启动装置及方法。
技术介绍
在日常工农业生产中，由中大型交流电机驱动的通风机、水泵等应用非常广泛。中大功率交流电机通常采用自耦变压、转子串电阻和转子串频敏电抗器等方法进行减压启动。传统的自耦变压启动是采用调节自耦变压器二次侧抽斗的方式，由于电机所带负载的大小不同，启动所需的转矩大小不一，如果在负载较大时启动电机，传统的自耦变压启动可能会造成电机的启动转矩不足，启动时间过长，启动电流过大，自耦变压器严重发热等问题，会损坏自耦变压器并缩短电机的使用寿命，达不到减压启动的效果。因此，需要一种新的交流电机自耦减压启动方案，能够根据启动电流的大小动态调节自耦变压器二次侧绕组的抽斗比例，以适应交流电机的启动转矩要求，实现交流电机的平稳启动。
技术实现思路
本专利技术所要解决的一个技术问题是提供一种交流电机自适应自耦减压启动装置，可通过对交流电机启动时定子电流的检测，以实现自耦变压器对交流电机的自适应启动控制。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供一种交流电机自适应自耦减压启动的方法，在进行自耦变压启动时，实时检测电机的启动电流，根据启动电流的大小动态调节自耦变压器二次侧绕组的抽斗比例，以适应交流电机的启动转矩要求，使启动过程平稳、无冲击。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种交流电机自适应自耦减压启动装置，由电流检测与设定电路、伺服驱动控制电路、交流伺服电机、自耦变压器以及外围电路组成；所述电流检测与设定电路包括电流互感器以及三组十进制BCD拨码开关，所述电流互感器的一次绕组连接所述交流伺服电机的电源线，所述伺服驱动控制电路主要由单片机、伺服控制器和多个光电隔离器件组成，所述电流互感器的二次绕组输出端连接所述单片机的电流检测端口，三组十进制BCD拨码开关分别连接至所述单片机对应的电流设定端口，所述单片机与所述伺服控制器通过所述多个光电隔离器件连接，所述交流伺服电机连接在所述伺服控制器与所述自耦变压器之间，所述交流伺服电机的外部启动/停止信号通过所述外围电路输入至所述单片机的相应的输入端口。进一步的，所述电流互感器通过螺钉和一安装架固定在所述交流伺服电机的安装梁上，且一根给所述交流伺服电机供电的电源线穿过所述电流互感器的一次绕组，所述电流互感器的二次绕组输出端依次连接单相桥式整流电路、滤波电路、电位调节器和模数转换电路后，连接至所述单片机的电流检测端口。进一步的，每个BCD拨码开关有5个引脚：8、4、2、1和A，A为公共端，接+5V电源，BCD拨码开关上的数字从0变到9时，8、4、2、1引脚将输出相应的电平。进一步的，所述单片机的脉冲信号、运行方向控制信号和使能信号输出端口均通过所述第一个光电隔离器件与所述伺服控制器对应的信号输入端口相连，所述伺服控制器的故障信号输出端口通过第二个光电隔离器件连接到所述单片机的故障信号检测端口，所述伺服控制器的电源输入端口连接至一交流电源，所述交流伺服电机的两个定子绕组分别与所述伺服控制器的供电输出端口相连，所述交流伺服电机的脉冲编码器连接到所述伺服控制器的相应端口上。进一步的，所述伺服电机通过滚珠丝杠与移动螺母与所述自耦变压器连接，所述移动螺母套在所述滚珠丝杠上，所述自耦变压器的二次绕组的抽斗与所述移动螺母相连，所述伺服电机与所述滚珠丝杠相连。进一步的，所述外围电路包括分别连接至所述单片机相应的输入端口的启动指示灯、装置故障指示灯和复位按钮、接触器KM1和接触器KM2，当有所述交流伺服电机的外部启动信号输入时，所述接触器KM1的触点闭合，该触点连接的单片机的输入端口为高电平；当有所述交流伺服电机的外部停止信号输入时，所述接触器KM2的触点闭合，该触点连接的单片机的输入端口为高电平。本专利技术提供一种上述的交流电机自适应自耦减压启动装置的方法，包括：调整自耦变压器二次绕组的抽斗位置，以设置交流伺服电机启动时的自耦减压程度；通过三组十进制BCD拨码开关设定所述交流伺服电机启动时的电流；通过单片机相应的输入端口接收交流伺服电机的启动电流；给整个的所述交流电机自适应自耦减压启动装置上电，以使所述交流伺服电机进行自耦减压启动，并通过电流互感器检测在所述交流伺服电机启动过程中的启动电流大小；所述单片机根据所述电流互感器检测到的启动电流大小，控制所述伺服控制器向所述伺服电机的输出，以对所述交流伺服电机进行运行和方向控制。进一步的，调整自耦变压器二次绕组的抽斗至50％位置，通过三组十进制BCD拨码开关设定所述交流伺服电机启动时的电流限幅值为所述交流伺服电机的额定电流的1.2倍。进一步的，给整个的所述交流电机自适应自耦减压启动装置上电后，若外围电路的故障指示灯无指示，则按下所述交流电机的启动按钮，此时所述外围电路的第一接触器的触点闭合，自耦减压启动开始；若所述故障指示灯有指示，则说明电路中有故障，进行故障的查找和处理后，按下外围电路的复位按钮进行电路复位。进一步的，所述单片机根据所述电流互感器检测到的启动电流大小，控制所述伺服控制器向所述伺服电机的输出，以对所述交流伺服电机进行运行和方向控制，具体包括：当所述单片机根据所述电流互感器检测到的启动电流大与所述BCD拨码开关设定的启动电流时，判定所述交流伺服电机的启动电流过小，所述单片机向所述伺服控制器输出正向运行信号，以使所述伺服控制器控制所述交流伺服电机正向运行，所述自耦变压器的二次绕组的电压升高，增大启动转矩；反之，所述单片机根据所述电流互感器检测到的启动电流小与所述BCD拨码开关设定的启动电流时，判定所述交流伺服电机的启动电流过大，所述单片机向所述伺服控制器输出反向运行信号，以使所述伺服控制器控制交流伺服电机反向运行，所述自耦变压器的二次绕组的电压降低，减小启动转矩。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：1、本专利技术的交流电机自适应自耦减压启动装置，结构简单，成本低，通过电流互感器、三组十进制BCD拨码开关、单片机、伺服控制器和自耦变压器配合，能够根据启动电流的大小动态调节自耦变压器二次绕组的抽斗比例，以适应交流伺服电机的启动转矩要求，实现交流伺服电机的平稳自耦减压启动。2、本专利技术的基于交流电机自适应自耦减压启动装置的方法，在自耦减压启动过程中通过电流互感器测量电机的启动电流，并通过将检测的电流大小与三组十进制BCD拨码开关的设定电流进行比对，使单片机发出正向运行控制信号或反向运行控制信号，最终调整自耦变压器二次绕组的抽斗比例，从而使交流电机的自耦减压启动过程中的启动转矩合理，避免启动时间过长以及自耦变压器发热等情况，电机启动平稳、无冲击、安全可靠。附图说明图1是本专利技术具体实施例的交流电机自适应自耦减压启动装置的结构示意图；图2是本专利技术具体实施例的交流电机自适应自耦减压启动装置中的交流互感器的安装示意图；图3是本专利技术具体实施例的交流电机自适应自耦减压启动装置中的交流伺服电机与自耦变压器的安装示意图；图4为本专利技术具体实施例的交流电机自适应自耦减压启动装置的电路结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的一种交流电机自适应自耦减压启动装置及方法作进一步的详细说明。请参考图1至图4，本实施例提供一种交流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流电机自适应自耦减压启动装置，其特征在于，由电流检测与设定电路、伺服驱动控制电路、交流伺服电机、自耦变压器以及外围电路组成；所述电流检测与设定电路包括电流互感器以及三组十进制BCD拨码开关，所述电流互感器的一次绕组连接所述交流伺服电机的电源线，所述伺服驱动控制电路主要由单片机、伺服控制器和多个光电隔离器件组成，所述电流互感器的二次绕组输出端连接所述单片机的电流检测端口，三组十进制BCD拨码开关分别连接至所述单片机对应的电流设定端口，所述单片机与所述伺服控制器通过所述多个光电隔离器件连接，所述交流伺服电机连接在所述伺服控制器与所述自耦变压器之间，所述交流伺服电机的外部启动/停止信号通过所述外围电路输入至所述单片机的相应的输入端口。

【技术特征摘要】
1.一种交流电机自适应自耦减压启动装置，其特征在于，由电流检测与设定电路、伺服驱动控制电路、交流伺服电机、自耦变压器以及外围电路组成；所述电流检测与设定电路包括电流互感器以及三组十进制BCD拨码开关，所述电流互感器的一次绕组连接所述交流伺服电机的电源线，所述伺服驱动控制电路主要由单片机、伺服控制器和多个光电隔离器件组成，所述电流互感器的二次绕组输出端连接所述单片机的电流检测端口，三组十进制BCD拨码开关分别连接至所述单片机对应的电流设定端口，所述单片机与所述伺服控制器通过所述多个光电隔离器件连接，所述交流伺服电机连接在所述伺服控制器与所述自耦变压器之间，所述交流伺服电机的外部启动/停止信号通过所述外围电路输入至所述单片机的相应的输入端口；其中，所述电流互感器通过螺钉和一安装架固定在所述交流伺服电机的安装梁上，一根给所述交流伺服电机供电的电源线穿过所述电流互感器的一次绕组，所述电流互感器的二次绕组输出端依次连接单相桥式整流电路、滤波电路、电位调节器和模数转换电路后，连接至所述单片机的电流检测端口；每个所述BCD拨码开关有5个引脚：8、4、2、1和A，A为公共端，接+5V电源，BCD拨码开关上的数字从0变到9时，8、4、2、1引脚将输出相应的电平；所述单片机的脉冲信号、运行方向控制信号和使能信号输出端口均通过第一个光电隔离器件与所述伺服控制器对应的信号输入端口相连，所述伺服控制器的故障信号输出端口通过第二个光电隔离器件连接到所述单片机的故障信号检测端口，所述伺服控制器的电源输入端口连接至一交流电源，所述交流伺服电机的两个定子绕组分别与所述伺服控制器的供电输出端口相连，所述交流伺服电机的脉冲编码器连接到所述伺服控制器的相应端口上；所述交流伺服电机通过滚珠丝杠和移动螺母与所述自耦变压器连接，所述移动螺母套在所述滚珠丝杠上，所述自耦变压器的二次绕组的抽斗与所述移动螺母相连，所述交流伺服电机与所述滚珠丝杠相连；所述外围电路包括分别连接至所述单片机相应的输入端口的第一接触器、第二接触器、启动指示灯、装置故障指示灯和复位按钮，当有所述交流伺服电机的外部启动信号输入时，所述第一接触器的触点...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞科旺，彭永生，梁博宁，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32