一种可通信智能化软起动器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种可通信智能化软起动器，适用于三相异步电动机的控制。该软起动器在对电机的起动过程中，如何使电动机能平稳的上升到全电压，晶闸管的触发精度是关键。通过控制晶闸管的触发相角来调节电动机的供电电压，以改善电动机的起动和制动过程，同时降低起动电流对电网的冲击。其电路结构是采用十六位微处理芯片，通过内部定时器产生六个等距离的相位可控的触发脉冲前沿，并使用ＣＰＬＤ进行逻辑运算，从而形成所要求的调制脉冲来触发晶闸管。操作部分采用一块单独的８０５１芯片，以减轻主芯片的工作量，该起动器配有起动软件程序，软硬结合保证了起动器既能做到控制有能保证精度。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种可通信智能化软起动器
：本技术涉及一种三相异步电动机的软起动器，更确切的说设计一种适用于电动机的可通信智能化软起动器，属于电机控制

技术介绍
：软起动器是通过调节施加在交流异步电动机上的电压或电流，以减少起动电流对电网的冲击，改善异步电动机的起动和停止特性的装置。它是传统的自耦降压起动，星一三角起动的换代产品。不仅能减小电流和负载力矩的冲击，而且能改善电机的控制性能使拖动的设备可靠平滑起动制动。其工作原理及用途如下：交流异步电动机是依靠输入电压在定子绕组产生的旋转磁场在低阻抗的转子中感应电流，转子电流与定子磁场作用产生驱动力矩。正常运转时转子的速度稍低于旋转磁场(一般滑差为百分之几)电流为正常值。但是在直接起动(即全电压起动)时转子是静止的，巨大的滑差会在低阻抗的转子感应很大的电流，形成6-8倍额定值的起动电流，随着转速上升电流迅速减小起动进入正常运转。直接起动时产生的起动电流冲击危害供电网络，特别是电机的容量与供电子网的容量可相比拟时。起动过程中电机产生超过正常值的不可控的输出力矩冲击，也会对传动机械和负载产生不利的影响。-->传统的自耦降压，星一三角起动，也能减小电流和负载力矩的冲击，但仍然是不可控制，改善也是有限。软起动器则是使用微处理器控制晶闸管，连续调节施加到电动机的起动电压或电流，使电机按预定的要求起动。根据控制的参数不同，有以下几种模式：1.电压斜坡起动2.限流起动3.加电流限制的电压斜坡起动4.加突跳的起动近年来一种智能化软起动器被开发出来，比较典型的Rockwell公司的SMC Dialog Plus。但是该产品线路复杂，成本高，功能一般。需要开发一种比较简单、成本低、功能优异的软起动器。
技术实现思路
：本技术的目的在于提供一种适用于三相异步电动机可通信智能化软起动器，该起动器功能全、测量功能多、保护功能优、而成本低廉。为了达到上述的目的，本技术的解决方案是：该软起动器的硬件部分包括信号输入电路、信号处理电路、主CPU、CPLD信号处理电路、晶闸管触发电路、晶闸管、接触器功率模块、开关电源、通信电路、液晶显示电路，上述电路之间的信号传递为：信号从输入电路开始依次沿着信号处理电路、主CPU、CPLD信号处理电路、晶闸管触发电路、晶闸管、接触器功率模块再回到信号输入电路；软件配有起动程序，软硬结合能够保证起动器的控制和精度。-->本技术的有益效果：该软起动器通过控制晶闸管的触发相角来调节电动机的供电电压，以改善电动机的起动和制动过程，同时降低起动电流对电网的冲击，因此市场意义很大，其产品经济效果十分显著。附图说明：图1为本技术的软起动器硬件构成电路框图；图2为本技术的软起动器框图信号输入电路中的电流输入电路框图；图3为本技术的软起动器框图信号输入电路中的电压输入电路框图图4为图1中液晶显示电路构成的电路框图；图5为图1中晶闸管触发电路构成的电路框图；图6为图1中液晶显示电路的原理图；图7为图1中主CPU和CPLD信号处理电路的原理图；图8为图1中信号输入电路的原理图；图9为图1中开关电源电路的原理图；图10为图1中信号输出电路的原理图；具体实施方式：以下结合附图和一个较佳的实施例对本技术作进一步说明。参照图1，这是本技术硬件的电路原理框图。该软起动器包括信号输入电路1、信号处理电路2、主CPU3、CPLD信号处理电路4、晶闸管触发电路5、晶闸管、接触器功率模块6、开关电源7、通-->信电路8、液晶显示电路9；上述电路的信号传递为：信号从信号输入电路开始依次沿着信号处理电路、主CPU、CPLD信号处理电路、晶闸管触发电路、晶闸管、接触器功率模块，再回到信号输入电路，开关电源与信号处理电路连接，主CPU与通信电路、液晶显示电路互连；软起动器还配有起动软件，能保证软起动器的控制与精度。参照图2，这是软起动器电流输入电路和电压输入电路框图。所述的信号输入电路1包括电流输入电路和电压输入电路。参照图3，这是本技术的电流输入电路原理框图。所述的电流输入电路还包括电流互感器10、运放处理电路11、产生过零检测信号电路12、电子开关切换电路13和主CPU；上述电路的信号传递为：电流互感器将信号分别传给运放处理电路、产生过零检测信号电路，运放处理电路通过电子开关切换电路到主CPU，产生过零检测信号电路到主CPU。参照图4，这是软起动器的电压信号输入电路原理框图。所述的电压信号输入电路还包含输入电压电路14、输出电路15、电阻分压16、运放处理电路11、产生过零检测信号电路12、电子开关切换电路13和主CPU3；上述电路信号传递为：输入电压电路、输出电压电路将信号通过电阻分压到运放处理电路，分别将信号传至电子开关切换电路、产生过零检测信号电路，然后到主CPU。参照图5，这是软起动器的液晶显示模块电路原理框图。所述的液晶显示模块电路9包括主CPU3、51CPU17和液晶显示模块18。-->参照图6，这是软起动器的晶闸管触发电路原理框图。所述的晶闸管触发电路5包括主CPU3、CPLD信号处理产生调制信号6路输出19、晶闸管触发电路5和晶闸管、接触器功率模块6。为了说明本软起动器的具体构成，特给出图6～图10各电路的实际线路图，可以对照框图加以理解。为了说明本软起动器工作原理和操作运行过程，这里特重点说明几个关键之点。本软起动器的主要功能是控制电动机的起动过程和停止过程，因此在程序上电初始化后，一直等待电动机的起动信号，在这个过程中，通过液晶显示操作面板修改相应的电动机的参数，同时查看测量电压、频率等数据。电动机在起动过程中，如何控制好电动机能平稳，晶闸管触发精度是关键，本技术采用软硬结合，既能做到控制又能保证精度。如发生故障，显示电路处于闪烁状态，用户可以及时检查是缺相、过载、不平衡、堵转等等。为了达到晶闸管触发的精度，起动器采用十六位微处理芯片，通过内部定时器产生六个等距离的相位可控的触发脉冲前沿，并使用CPLD进行逻辑运算，从而形成所要求的调制脉冲来触发晶闸管，既简化了硬件电路，节约了成本，又提高了脉冲定位的准确性和可靠性。实时测量三相输入/输出电压，三相电流，采用时间切片有效值计算方法得到真有效值，以保证在相位控制时(非正玄波形)也能得到准确的数值。操作显示部分使用了一块单独的8051芯片，以减轻了主芯片的-->工作量，同时也为以后通讯部分(DeviceNet等协议)的扩展留有了空间。电源为开关电源，使用TOP223芯片，使用定制变压器，输出+5V(800mA)，+9V，-9V(为运算放大器的电源)，+24V为脉冲变压器和辅助继电器电源。另外+G24V隔离电源，专供外部输入信号使用，并且通过稳压器件降为+G5V为通讯使用。为了保证稳定，+9V，-9V采用三端稳压源。根据要求算出变压器参数，根据要求，变压器一共有6路输出，1路输入。220V交流电源采用外接380/220变压器，同时也产生一个12V的同步信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可通信智能化软起动器，其特征在于：　　　　包括信号输入电路（１）、信号处理电路（２）、主ＣＰＵ（３）、ＣＰＬＤ信号处理电路（４）、晶闸管触发电路（５）、晶闸管、接触器功率模块（６）、开关电源（７）、通信电路（８）、液晶显示电路（９）；上述电路的信号传递为：信号从信号输入电路开始依次沿着信号处理电路、主ＣＰＵ、ＣＰＬＤ信号处理电路、晶闸管触发电路、晶闸管、接触器功率模块，再回到信号输入电路，开关电源与信号处理电路连接，主ＣＰＵ与通信电路、液晶显示电路互连；软起动器还配有起动软件，能保证软起动器的控制与精度。

【技术特征摘要】
1.一种可通信智能化软起动器，其特征在于：包括信号输入电路(1)、信号处理电路(2)、主CPU(3)、CPLD信号处理电路(4)、晶闸管触发电路(5)、晶闸管、接触器功率模块(6)、开关电源(7)、通信电路(8)、液晶显示电路(9)；上述电路的信号传递为：信号从信号输入电路开始依次沿着信号处理电路、主CPU、CPLD信号处理电路、晶闸管触发电路、晶闸管、接触器功率模块，再回到信号输入电路，开关电源与信号处理电路连接，主CPU与通信电路、液晶显示电路互连；软起动器还配有起动软件，能保证软起动器的控制与精度。2.如权利要求1所述的软起动器，其特征在于：所述的信号输入电路(1)包括电流输入电路和电压输入电路。3.如权利要求1或2所述的软起动器，其特征在于：所述的电流输入电路还包括电流互感器(10)、运放处理电路(11)、产生过零检测信号电路(12)、电子开关切换电路(13)和主CPU；上述电路的信号传递为：电流互感...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐方荣，阮于东，袁俊杰，
申请(专利权)人：上海电器科学研究所集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]