使用按可变定时驱动公式表控制电动机软起动的微处理器制造技术

一种用于电路的改进型限流器，其利用限流器、时钟、存储器和处理器。存储器包含具有沿第一维的时间数据和沿第二维的电流数据的二维表。当接通控制线时，处理器在离散定时过程中从时钟接收定时数据。对每个定时过程，处理器使用二维表查找电流值。然后由处理器向限制流向一电路的电流的限流器施加该电流值。该查找序列可以利用离散定时值、线性内插、曲线拟合内插或其它处理器可以处理的内插技术。该二维表可以从外部源预先加载等。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
使用按可变定时驱动公式表控制电动机软起动的微处理器本专利技术涉及电动机。具体地说，本专利技术涉及通过利用微控制器控制电动机的起动电压。供电系统的大部分负载由电动机组成。电动机在家用(空调、吹风机、搅拌机)、商店(工具、风扇)、办公室(打印机、电器设备的冷却风扇)当然还有工厂中，随处可见。虽然有很多种电动机，但至少90％是感应电动机。通常小电动机主要是单相感应电动机。较大的电动机一般是三相感应电动机。典型的感应电动机具有电压和电流输入、转矩和旋转形式的机械输出以及以热代表的损耗。这样的电动机机械上由不旋转的定子以及可以旋转的转子组成。在转子和定子之间存在一气隙，以便使前者旋转。转矩形式的电作用力由与磁通反应的电流产生。磁场电路用于产生该磁通。电枢电路用于传送电流。该磁场电路通常具有很多匝传送相对小的电流的导线。该电枢通常只有几匝传送相对大的电流的较粗的导线。根据电动机的类型，该磁场可以位于转子或定子上。电枢总是与该磁场相反。对于感应电动机，该磁场位于定子上而电枢位于转子上。起动特征由于电动机直接起动引起大电流，因此必须给供电系统施加一些限制来避免扰动。这些扰动不仅引起令人讨厌的灯光闪烁和电视机问题，而且在个别情况下可能引起灵敏继电保护装置动作，或者引起重要机械或医疗设备中断。因此，所有供电管理机构都将起动电流限制在一个最大允许水平，并且所有大管理机构的限制都是以类似的原理计算出来的。该最大电流在供电管理规程中说明。当从恒频电源运行时，三相感应电动机基本上恒速驱动，该转速在负载转矩从0增加到额定值时，仅仅降低1至5％。在大多数装备中，感应电动机可以通过直接将定子端子连接到电源来起动并提高转速。这就在该电机中建立了旋转磁场。在零速时，这个磁场的速度相对于转子的速度来说较高。如果该转子的电流仅由该转子铜条的电阻进行限制，则该转子电流会很高。但是该起动电流由绕该定子和转子导体的磁场的附加通路进行限制，该附加通-->路通称为是漏磁通磁路。通常，当全电压起动时，起动电流限制为额定电流的大约4至7倍。起动时的转矩通常在额定值的1.75至2.5的范围内。如果起动时的定子电流大于供电系统所允许的值，则使用降压变压器可以使该电动机按大约70至80％的降压起动。作为替代，该定子绕组可以按Y字形连接来起动，并且当该转速接近额定值时可以转换成三角形。这样的措施本质上降低了起动转矩。起动电流达到75％的降低导致供电电流达到65％降低，而且导致总是提供全电压的起动转矩的56％的降低。其它电动机起动器在起动阶段中，以与定子每相串联的形式接入电阻或电感器。保护由该电机的导体和铁制部件中的电损耗产生的热以及摩擦热，必须通过冷却系统去掉以限制电动机的温度。保护设备的主要目的是防止损坏电动机的最贵重部件、绕组上的绝缘材料。对于低功率电动机，热敏的装置经常安装在电动机的内部，并且如果温度达到其限值，则切断电源。对于较大的电动机，热敏探测器可以嵌入到定子绕组的一个或多个位置。    线绕转子感应电动机一些特殊的感应电动机在该转子中由类似于该定子绕组中绝缘线圈构成。该转子绕组通常为三相型，带有三个连接部分与安装在该转子轴内部上的绝缘导电环(称为滑环)连接。提供碳刷与外部连接。带三个连接到其滑环的电阻的线绕转子电动机，可以在不超过起动电流的前提下，提供高起动转矩。通过改变电阻，可以对某些例类型的机械负载提供转速控制。但是由于转子电路电阻中的高损耗，除非该转速合理地接近该同步值，否则这样的驱动的效率很低。作为一种替代，可以将电子整流逆变系统连接到转子滑环，以吸取出功率并反馈到供电系统。通常称为滑差系统的这种配置用可以接受的效率提供转速控制。感应电动机的形成感应电动机中的转动磁场的形成需要一组在一组定子绕组中流动的具有相位移的电流，其中该组定子绕组围绕定子圆周错位。虽然在具有三相电源的地方很方便，但大多数商业和民用电源是只有主要电压为120或140伏特的单相电源。存在几种可以从这种单相电源产生所需的旋转磁场的方式。电容式感应电机-->这种电动机除了具有互相位移90□的两个绕组之外，类似于三相电动机。一个绕组直接连接到该单相电源。为了起动，另一绕组(通常称为辅助绕组)通过一电容(贮存电荷的装置)连接到同一电源。该电容的作用是在转子处于静止时，使得进入第二组绕组的电流超前第一组绕组中的电流接近90□或四分之一周期。当电动机转速达到其额定值时，就不再需要激励辅助绕组来维持该旋转磁场。当鼠笼式转子铜条穿过绕组a-a’时在它们中产生的电流，当它们旋转通过第二组绕组时以可以忽略的变化保持。该转子可以连续生成仅仅匝连第一组绕组的旋转磁场。第二组绕组通常由离心开关切断，其中的离心开关在转速为额定值的大约80％时处于开启状态。由于在起动时按照其它条件产生的对在电源线路的电压降方面的限制，关于这些电容起动感应电动机的额定功率，对120伏特的电源来说通常限制在两千瓦，对230伏特的电源来说通常限制在10千瓦。对于四和六极电动机来说，关于60赫兹的电源的同步转速的典型值分别是每分钟1,800或1,200转。可以用更多磁极来构造低转速电动机，但不常用。通过利用两个电容电动机的效率可以稍微增加，并且可以稍微降低线电流，其中的两个电容中只有一个当接近额定转速时与该电路断开(借助离心开关)。余下的电容继续提供接近两相的电源的超前电流。这种配置被称为电容起动和运转电动机。电容感应电动机广泛用于需要起动转矩的重负载应用。例如空调压缩机、水泵和传送装置。分相电动机提供用于起动的旋转磁场的另一种方式是使用两个定子绕组，在这种情况下，辅助绕组有多匝较小的导体构成，使得其阻抗比第一绕组的阻抗大很多。其作用是第二相中的电流超前第一相中的电流，但在静止状态时只有大约2 0-30度。虽然该磁场具有很大的脉动，但它包含足够的旋转分量来提供1.5至2.0倍于额定值的起动转矩。为了防止过热，当转速达到额定值的75-80％时由离心开关切断辅助绕组。这些分相电动机生产成本低廉，和安装在很多家庭用具中。在像象家用洗衣机这样的、需要一个以上的稳定转速用具情况下，该电动机可以按两对交替磁极卷绕，其一用于低速而另一个用于高速。罩磁极式电动机-->罩磁极式电动机装有一连接到单相电源的主绕组。此外，它具有一个定位在旋转方向上的主绕组之前的永久性短路绕组。这种第二绕组被称为罩磁极线圈并由一个或多个短路的匝组成。该罩磁极线圈在围绕并因此在静止时产生旋转磁场的一个小部分的区域中，延迟磁通的建立。该起动转矩较小，一般只有额定值的30至50％。因此，该电动机只适合于诸如电风扇之类的、在低转速时转矩较低并且随转速而增加的机械负载。由于永久性短路绕组中的损耗，罩磁极式电动机效率低。因此，它们仅仅在效率与最初成本比起来显得微不足道的情况下，用在小额定功率中。在较大的装置中一般的效率可高到30％，而在非常小的装置中小于5％。它们主要用于电风扇和其它小型家庭用具。伺服电动机伺服电动机是具有两个围绕其圆周互相位移90□的定子绕组的小型感应电动机。该转子通常是鼠笼式的，但是用相对高的电阻导体制成的。该电动机的目的是在运行的任何一个方向中提供受控制的转矩。为了达到这一目的，将一绕组连接单相恒频电源。另一绕组提供同一频率但相位移90□的电压。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制流向电路的电流的数据处理器控制系统，所述控制系统包括：（ａ）限流器，所述限流器构造和配置成调节流向所述电路的所述电流；（ｂ）时钟，所述时钟构造和配置成提供时间指示值；（ｃ）存储器，所述存储器构造和配置成存储一个二维表的值 ，所述表具有包含定时值的第一维和包含电流值的第二维；以及（ｄ）处理器，所述处理器构造和配置成控制所述限流器，所述处理器还构造和配置成存取所述存储器中的所述二维表并从所述时钟接收所述时间指示值；其中所述处理器从所述二维表查找作为来自所 述时钟的所述时间指示值的函数的限流值，以便限制流向所述电路的输入电流。

【技术特征摘要】
US 2000-3-29 09/537,6191．一种控制流向电路的电流的数据处理器控制系统，所述控制系统包括：(a)限流器，所述限流器构造和配置成调节流向所述电路的所述电流；(b)时钟，所述时钟构造和配置成提供时间指示值；(c)存储器，所述存储器构造和配置成存储一个二维表的值，所述表具有包含定时值的第一维和包含电流值的第二维；以及(d)处理器，所述处理器构造和配置成控制所述限流器，所述处理器还构造和配置成存取所述存储器中的所述二维表并从所述时钟接收所述时间指示值；其中所述处理器从所述二维表查找作为来自所述时钟的所述时间指示值的函数的限流值，以便限制流向所述电路的输入电流。2．如权利要求1中所述的控制系统，其中所述二维表从外部源预先加载。3．如权利要求1中所述的控制系统，其中所述二维表从所述处理器预先加载。4．如权利要求1中所述的控制系统，其中所述限流器为磁场效应晶体管开关。5．如权利要求1中所述的控制系统，其中所述限流器为通过式晶体管。6．如权利要求1中所述的控制系统，其中所述限流器为三端双向可控硅开关控制器。7．一种控制流向电路的电流的方法，所述方法包括步骤：(a)接收一信号以向一电路施加电流；(b)从时钟接收时间值；(c)用处理器和来自所述时钟的所述时间值、从存储器中的二维表确定电流值；以及(d)根据所述电路值限制流向所述电路的所述电流。8．如权利要求7所述的方法，其中所述确定步骤包括下列步骤：(c1)将来自所述时钟的的所述时间值四舍五入成所述二维表中的离散时间值，以形成一经过了四舍五入的时间值；以及(c2)在所述二维表中查找所述经过了四舍五入的时间值并返回相应的时间值。9．如权利要求7所述的方法，其中所述确定步骤包括下列步骤：(c1)连同来自所述二维表的两相邻时间值和对应的电流值，使用来自所述时钟的所述时间值，用所述处理器线性地内插一电流值；以及(c2)返回所述内插所得的电流值。10．如权利要求7所述的方法，其中所述确定步骤包括下列步骤：(c1)连同来自所述二维表的两相邻时间值和对应的电流值一起、使用来自所述时钟的所述时间值，用所述处理器曲线拟合内插一电流值；以及(c2)返回所述内插所得的电流值。11．一种控制流向电路的电流的方法，所述方法包括步骤：(a)接收一信号以向电路施加特定电流；(b)从时钟接收时间值；(c)用处理器和来自所述时钟的所述时间值、从存储器中的三或更多维表确定电流值；以及(d)根据所述电路值限制流向所述电路的所述电流。12．如权利要求11所述的方法，其中所述确定步骤包括下列步骤：(c1)将来自所述时钟的的所述时间值四舍五入成所述三或更多维表中的离散时间值，以形成一经过了四舍五入的时间值；以及(c2)在所述三或更多维表的预选列中查找所述经过了四舍五入的时间值。13．如权利要求11所述的方法，其中所述确定步骤包括下列步骤：(c1)连同来自所述三或更多维表的预选列的两相邻时间值和对应的电流值一起、使用来自所述时钟的所述时间值，用所述处理器线性地内插一电流值；以及(c2)返回所述内插所得的电流值。14．如权利要求11所述的方法，其中所述确定步骤包括下列步骤：(c1)连同来自所述三或更多维表的预选列的两相邻时间值和对应的电流值一起、使用来自所述时钟的所述时间值，用所述处理器曲线拟合内插一电流值；以及(c2)返回所述内插所得的电流值。15．一种控制流向电路的电流的数据处理器控制系统，所述控制系统包括：限流器，所述限流器构造和配置成调节流向所述电路的所述电流；时钟，所述时钟构造和配置成提供时间指示值；存储器，所述存储器构造和配置成存储一表的值，所述表具有至少两个包含定时值的维和至少两个包含电流值的维；以及处理器，所述处理器构造和配置成控制所述限流器，所述处理器还构造和配置成存取所述存储器中的所述表并从所述时钟接收所述时间指示值；其中所述处理器从所述表查找作为来自所述时钟的所述时间指示值的函数的限流值，以便限制流向所述电路的输入电流。16．如权利要求15中所述的控制系统，其中所述表具有三或更多维，这些维构成为从外部源预先加载...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹巴特勒，
申请(专利权)人：密克罗奇普技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]