一种水泵电机控制系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种水泵电机控制系统，包括单片机、变频器、电机和环境检测电路，其特征在于：所述变频器包括D/A转换器、三相SPWM发生器和功率开关，通过在变频器中设置三相SPWM发生器和功率开关，三相SPWM发生器产生三对相位差120°的互补SPWM主控脉冲，经隔离、放大后，驱动由IGBT构成的功率开关；功率开关集成有功率开关器件、驱动电路、有过电压、过电流和过热等故障检测电路，即使发生负载事故或使用不当，也可以保证功率开关自身不受损坏；变频器可以进行变频调节水流速度，实现水泵电机无级调速，根据水泵出口的压力情况自动调节水泵电机的转速，从而保持水压恒定以满足人们对供水系统的高要求。

A pump motor control system

【技术实现步骤摘要】
一种水泵电机控制系统
本技术涉及供水系统领域，尤其涉及一种水泵电机控制系统。
技术介绍
当前的供水方式主要有水塔供水、水箱供水、压力供水，其中压力供水又包括气压供水和变频调速恒压供水。近年来随着交流电机变频调速技术的成熟、普及和应用，其产品已用来更新改造传统供水系统，使我国的供水行业技术的装备水平经历了一次飞跃。由于异步电动机的转速nl与电源频率成正比，所以改变电源频率就能改变电动机的转速n1，并从而实现调速，这就是变频调速。但是由于变频器的输出中含有大量的高频谐波，高次谐波会产生转矩脉冲和噪声，当脉动转矩与电机的机械共振电恰好一致时，会造成较大的噪声。因此，本技术提供一种水泵电机控制系统，可以抑制低频输出时因高次谐波产生的转矩脉冲和噪声，其应用于供水系统可调节水管中的压力，解决有些地方供水压力达不到要求的问题，为用户提供高质量的供水服务。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了一种水泵电机控制系统，可以抑制低频输出时因高次谐波产生的转矩脉冲和噪声，其应用于供水系统可调节水管中的压力，解决有些地方供水压力达不到要求的问题，为用户提供高质量的供水服务。本技术的技术方案是这样实现的：本技术提供了一种水泵电机控制系统，其包括单片机、变频器、电机和环境检测电路，变频器包括D/A转换器、三相SPWM发生器和功率开关；环境检测电路的输出端与单片机电性连接，单片机的数字引脚输出数字信号至D/A转换器的数字接口，D/A转换器的模拟接口与三相SPWM发生器的输入端电性连接，三相SPWM发生器的输出端通过功率开关与电机电性连接。在以上技术方案的基础上，优选的，环境检测电路包括：A/D转换器、温度检测电路、压力检测电路、液位检测电路和流量检测电路；温度检测电路、压力检测电路、液位检测电路和流量检测电路的输出端分别与A/D转换器的模拟接口一一对应电性连接，A/D转换器的数字接口分别与单片机的I/O口一一对应电性连接。在以上技术方案的基础上，优选的，单片机为AT89C52芯片。进一步优选的，D/A转换器包括DAC0808芯片和运算放大器U3；DAC0808芯片的A1-A8引脚分别与AT89C52芯片的P2.0-P2.7引脚一一对应电性连接，DAC0808芯片的I0引脚与运算放大器U3的反相输入端电性连接，DAC0808芯片的VREF-引脚与运算放大器U3的同相输入端电性连接，运算放大器U3的输出端与三相SPWM发生器电性连接。进一步优选的，三相SPWM发生器包括HEF4752芯片、8253定时芯片和六路结构相同的光耦隔离电路；8253定时芯片的D0-D7引脚分别与AT89C52芯片的P0.0-P0.7引脚一一对应电性连接，8253定时芯片的RD、WR、A0、A1和CS引脚分别与AT89C52芯片的RXD、TXD、INT0、INT1和T0引脚一一对应电性连接，8253定时芯片的OUT0、OUT1和OUT2引脚分别与HEF4752芯片的RCT、FCT和VCT引脚一一对应电性连接，HEF4752芯片的OBM1、OBM2、ORM1、ORM2、OMY1和OMY2引脚分别一一对应通过六路结构相同的光耦隔离电路与功率开关的输入端电性连接，运算放大器U3的输出端与HEF4752芯片的K引脚电性连接。进一步优选的，光耦隔离电路包括74HC14触发器、光耦隔离器DPC-817C、电阻R2、电容C4和电容C5；74HC14触发器的引脚3与HEF4752芯片的OMY1引脚电性连接，74HC14触发器的引脚4与光耦隔离器DPC-817C的引脚1电性连接，光耦隔离器DPC-817C的引脚2和引脚3均接地，光耦隔离器DPC-817C的引脚4分别与电阻R2的一端、电容C4的一端和电容C5的一端电性连接，电阻R2的另一端、电容C4的另一端和电容C5的另一端分别与电源电性连接。进一步优选的，功率开关包括SD05M50DBS芯片；HEF4752芯片的OBM1、OBM2引脚分别与SD05M50DBS芯片的引脚4和引脚5一一对应电性连接，HEF4752芯片的ORM1、ORM2引脚分别与SD05M50DBS芯片的引脚9和引脚10一一对应电性连接，HEF4752芯片的OMY1和OMY2引脚分别与SD05M50DBS芯片的引脚14和引脚15一一对应电性连接，SD05M50DBS芯片的引脚18、引脚21和引脚23分别与电机的三相接线端子一一对应电性连接。本技术的一种水泵电机控制系统相对于现有技术具有以下有益效果：(1)通过在变频器中设置三相SPWM发生器和功率开关，三相SPWM发生器产生三对相位差120°的互补SPWM主控脉冲，经隔离、放大后，驱动由IGBT构成的功率开关，采用多载波比自动切换方式，随着逆变器的输出频率降低，有级地自动增加载波比，从而抑制低频输出时因高次谐波产生的转矩脉冲和噪声等所造成的恶劣影响，调制频率可调范围为0～100Hz，且能使逆变器输出电压同步调节；(2)功率开关集成有功率开关器件、驱动电路、有过电压、过电流和过热等故障检测电路，即使发生负载事故或使用不当，也可以保证功率开关自身不受损坏；变频器可以进行变频调节水流速度，实现水泵电机无级调速，根据水泵出口的压力情况自动调节水泵电机的转速，从而保持水压恒定以满足人们对供水系统的高要求；(3)通过在环境检测电路中设置温度检测电路、压力检测电路、液位检测电路和流量检测电路，可以检测供水系统中管道的压力、液位、温度和流量，可以全面检测供水系统的环境参数，为变频器提供更全面和精准的参考数据，为实现精准变频调速提供基础。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一种水泵电机控制系统的结构图；图2为本技术一种水泵电机控制系统中D/A转换器、单片机和8253定时芯片连接电路图；图3为本技术一种水泵电机控制系统中三相SPWM发生器的外围电路图；图4为本技术一种水泵电机控制系统中功率开关的外围电路图。具体实施方式下面将结合本技术实施方式，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。如图1所示，一种水泵电机控制系统，其包括单片机、变频器、电机和环境检测电路。环境检测电路，检测压力、流量、液位、温度、振动、转速等参数，为变频器变频提供数据基础。在本实施例中，环境检测电路包括：A/D转换器、温度检测电路、压力检测电路、液位检测电路和流量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泵电机控制系统，其包括单片机、变频器、电机和环境检测电路，其特征在于：所述变频器包括D/A转换器、三相SPWM发生器和功率开关；/n所述环境检测电路的输出端与单片机电性连接，单片机的数字引脚输出数字信号至D/A转换器的数字接口，D/A转换器的模拟接口与三相SPWM发生器的输入端电性连接，三相SPWM发生器的输出端通过功率开关与电机电性连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种水泵电机控制系统，其包括单片机、变频器、电机和环境检测电路，其特征在于：所述变频器包括D/A转换器、三相SPWM发生器和功率开关；
所述环境检测电路的输出端与单片机电性连接，单片机的数字引脚输出数字信号至D/A转换器的数字接口，D/A转换器的模拟接口与三相SPWM发生器的输入端电性连接，三相SPWM发生器的输出端通过功率开关与电机电性连接。


2.如权利要求1所述的一种水泵电机控制系统，其特征在于：所述环境检测电路包括：A/D转换器、温度检测电路、压力检测电路、液位检测电路和流量检测电路；
所述温度检测电路、压力检测电路、液位检测电路和流量检测电路的输出端分别与A/D转换器的模拟接口一一对应电性连接，A/D转换器的数字接口分别与单片机的I/O口一一对应电性连接。


3.如权利要求1所述的一种水泵电机控制系统，其特征在于：所述单片机为AT89C52芯片。


4.如权利要求3所述的一种水泵电机控制系统，其特征在于：所述D/A转换器包括DAC0808芯片和运算放大器U3；
所述DAC0808芯片的A1-A8引脚分别与AT89C52芯片的P2.0-P2.7引脚一一对应电性连接，DAC0808芯片的I0引脚与运算放大器U3的反相输入端电性连接，DAC0808芯片的VREF-引脚与运算放大器U3的同相输入端电性连接，运算放大器U3的输出端与三相SPWM发生器电性连接。


5.如权利要求4所述的一种水泵电机控制系统，其特征在于：所述三相SPWM发生器包括HEF4752芯片、8253定时芯片和六路结构相同的光耦隔离电路；
所述8253定时芯片的D0-D7引脚分别与AT89C52芯片的P0.0-P0.7引脚一一对应电性连接，8253定时芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈川，
申请(专利权)人：武汉颖河电气有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42