專利名稱：基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)y－δ啟動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，具體是指基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置采用的是線圈電壓為380V的交流接觸器和時(shí)間繼電器，其Y-Δ轉(zhuǎn)換的完成是通過時(shí)間繼電器控制交流接觸器的通斷。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，先將電機(jī)繞組接成星形，以降低啟動(dòng)時(shí)每一相繞組所承受的電壓，待轉(zhuǎn)子達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后，通過時(shí)間繼電器將完成Y啟動(dòng)的交流接觸器斷開，接通Δ運(yùn)行的交流接觸器，使電機(jī)轉(zhuǎn)換成三角形接線法，正常運(yùn)轉(zhuǎn)。Y-Δ啟動(dòng)方法可使每相繞組在啟動(dòng)時(shí)所受的電壓只有直接起動(dòng)(三角形接法)的1/3，每相繞組的啟動(dòng)電流也只有直接用三角形啟動(dòng)的1/3。但在實(shí)際應(yīng)用的過程中，尤其是需要自行發(fā)電的場(chǎng)合，其產(chǎn)品受成本或體積的限制，不可能采用較大功率、帶負(fù)載能力很強(qiáng)的大型發(fā)電機(jī)組，這就導(dǎo)致在電機(jī)啟動(dòng)的過程中發(fā)電機(jī)組的輸出電壓波動(dòng)較大，致使交流接觸器的線圈電壓不穩(wěn)定，不能牢固的吸合各觸點(diǎn)，造成電動(dòng)機(jī)短時(shí)間內(nèi)頻繁啟動(dòng)的現(xiàn)象，同時(shí)由于觸點(diǎn)閉合瞬間會(huì)產(chǎn)生高壓電弧，極易縮短觸點(diǎn)的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，其由微機(jī)控制電路和無觸點(diǎn)固態(tài)繼電器構(gòu)成，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的快速、安全、穩(wěn)定啟動(dòng)。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，包括單片機(jī)、三相漏電斷路器、固態(tài)繼電器，所述單片機(jī)與輔助電源及第一、二、三固態(tài)繼電器的控制端分別連接，所述三相漏電斷路器輸入端與三相電源連接，三相漏電斷路器輸出端通過快速熔斷絲與第一、二、三固態(tài)繼電器依次連接，第一、二固態(tài)繼電器的輸出端分別與電動(dòng)機(jī)連接。
為了更好得實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在自行發(fā)電的應(yīng)用領(lǐng)域，為了指示實(shí)際供電電壓值和頻率值，所述快速熔斷絲后端的三相電源線的兩個(gè)相線上直接連接有并聯(lián)的電壓表和頻率表。
所述三相漏電斷路器的輸出端或者第一固態(tài)繼電器輸出端的三相電源線的任一相線穿過交流互感器的感應(yīng)線圈，交流互感器輸出端連接有電流表，通過電流表指示電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和工作過程中的實(shí)際電流。
為避免電動(dòng)機(jī)長時(shí)間過載，所述電動(dòng)機(jī)與第一固態(tài)繼電器之間的三相電源線還連接有熱繼電器。
所述第一、二、三固態(tài)繼電器每一相的兩端還并接有壓敏電阻。
所述輔助電源設(shè)置有“系統(tǒng)電源”控制開關(guān)，所述單片機(jī)的輸入/輸出引腳相應(yīng)設(shè)置有“啟動(dòng)/停止”按鈕和“系統(tǒng)復(fù)位”按鈕，所述三相漏電斷路器的Test引腳設(shè)置有“緊急斷電”按鈕。
所述單片機(jī)的控制板設(shè)置有系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈和蜂鳴器，可通過系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈隨時(shí)查看系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)工作不正常時(shí)，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。
本基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置的工作原理是通過單片機(jī)控制各個(gè)固態(tài)繼電器的通斷，依次實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)從Y啟動(dòng)到Δ運(yùn)行的轉(zhuǎn)換裝置啟動(dòng)時(shí)，單片機(jī)先自動(dòng)關(guān)閉各個(gè)控制端口，確保三個(gè)固態(tài)繼電器的控制引腳為低電平，保證每個(gè)固態(tài)繼電器的輸入端與對(duì)應(yīng)的輸出端處于開路狀態(tài)，然后打開第一、三固態(tài)繼電器的控制端口，使第一、三固態(tài)繼電器的輸入端與對(duì)應(yīng)的輸出端處于導(dǎo)通狀態(tài)，并檢測(cè)打開第一、三固態(tài)繼電器控制端口的命令是否執(zhí)行成功，以確保電動(dòng)機(jī)進(jìn)入Y形啟動(dòng)過程，等待8s后，電動(dòng)機(jī)完成Y形啟動(dòng)，單片機(jī)關(guān)閉第三固態(tài)繼電器的控制端口，并檢測(cè)關(guān)閉是否成功，確保關(guān)閉成功0.2s后，打開第二固態(tài)繼電器的控制端口，此時(shí)第一、二固態(tài)繼電器的輸入端與對(duì)應(yīng)的輸出端處于導(dǎo)通狀態(tài)，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入Δ形運(yùn)行狀態(tài)。至此，電動(dòng)機(jī)已完成Y-Δ轉(zhuǎn)換。
單片機(jī)每輸出一個(gè)控制命令后，先判斷相應(yīng)的控制引腳電平是否與輸出的控制命令相符，若不相符則反復(fù)執(zhí)行該控制命令，直到相符后才輸出下一個(gè)控制命令，確保電動(dòng)機(jī)不會(huì)發(fā)生短路等事故。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)相對(duì)于傳統(tǒng)的交流接觸器，固態(tài)繼電器沒有機(jī)械部件，工作中沒有任何機(jī)械動(dòng)作，不存在觸點(diǎn)接觸的不穩(wěn)定性問題，因而可以快速進(jìn)行一次性開、關(guān)；
(2)固態(tài)繼電器在輸入和輸出間使用光電耦合器，避免了輸出端對(duì)前級(jí)控制電路的影響；(3)所采用的固態(tài)繼電器內(nèi)部有過零電路，即使是感性負(fù)載也可使尖脈沖降到最小，使得固態(tài)繼電器對(duì)外界的電磁干擾和射頻干擾很小，輸出電路不存在觸點(diǎn)抖動(dòng)和電弧現(xiàn)象；(4)裝置中的固態(tài)繼電器采用全塑封密閉的封裝結(jié)構(gòu)，耐潮、耐腐蝕、防爆，可以在惡劣的條件下使用；(5)裝置中使用的快速熔斷絲動(dòng)作時(shí)間為20ms，可快速、有效的保護(hù)負(fù)載及發(fā)電機(jī)組；(6)緊急斷電按鈕可確保在出現(xiàn)意外情況時(shí)及時(shí)迫使三相漏電斷路器動(dòng)作、斷開三相電。


圖1為本發(fā)明基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置的微機(jī)控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例一如圖1所示，本基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，包括單片機(jī)、三相漏電斷路器、固態(tài)繼電器，單片機(jī)與5V直流輔助電源及第一、二、三固態(tài)繼電器SSR1、SSR2、SSR3的控制端分別連接，三相漏電斷路器輸入端與三相電源連接，三相漏電斷路器輸出端通過快速熔斷絲與第一、二、三固態(tài)繼電器SSR1、SSR2、SSR3依次連接，第一、二固態(tài)繼電器SSR1、SSR2的輸出端分別與電動(dòng)機(jī)連接?？焖偃蹟嘟z后端的三相電源線的兩個(gè)相線上直接連接有并聯(lián)的電壓表和頻率表。三相漏電斷路器的輸出端或者第一固態(tài)繼電器SSR1輸出端的三相電源線的任一相線穿過交流互感器的感應(yīng)線圈，交流互感器輸出端S1、S2連接有電流表。電動(dòng)機(jī)與第一固態(tài)繼電器SSR1之間的三相電源線還連接有熱繼電器RJ1。第一、二、三固態(tài)繼電器SSR1、SSR2、SSR3每一相的兩端還并接有壓敏電阻。
單片機(jī)采用ATMega8單片機(jī)，由單片機(jī)控制TIP122達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)第一固態(tài)繼電器SSR1、第二固態(tài)繼電器SSR2、第三固態(tài)繼電器SSR3的控制引腳，單片機(jī)的控制板設(shè)置有系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈和蜂鳴器，可通過系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈隨時(shí)查看系統(tǒng)的工作狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)工作不正常時(shí)，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。
5V直流輔助電源設(shè)置有“系統(tǒng)電源”控制開關(guān)，單片機(jī)的輸入/輸出引腳相應(yīng)設(shè)置有“啟動(dòng)/停止”按鈕和“系統(tǒng)復(fù)位”按鈕，三相漏電斷路器的Test引腳設(shè)置有“緊急斷電”按鈕。
本裝置是這樣工作的如圖2所示，裝置啟動(dòng)時(shí)，單片機(jī)先自動(dòng)關(guān)閉各個(gè)控制端口，確保固態(tài)繼電器SSR1、SSR2和SSR3的控制引腳為低電平，保證每個(gè)固態(tài)繼電器的輸入端A1、B1、C1與對(duì)應(yīng)的輸出端A2、B2、C2處于開路狀態(tài)，然后打開固態(tài)繼電器SSR1和SSR3的控制端口，使固態(tài)繼電器SSR1和SSR3的輸入端A1、B1、C1與對(duì)應(yīng)的輸出端A2、B2、C2處于導(dǎo)通狀態(tài)，并檢測(cè)打開固態(tài)繼電器SSR1和SSR3控制端口的命令是否執(zhí)行成功，以確保電動(dòng)機(jī)進(jìn)入Y形啟動(dòng)過程，等待8s后，電動(dòng)機(jī)完成Y形啟動(dòng)，單片機(jī)關(guān)閉固態(tài)繼電器SSR3的控制端口，并檢測(cè)關(guān)閉是否成功，確保關(guān)閉成功0.2s后，打開固態(tài)繼電器SSR2的控制端口，此時(shí)固態(tài)繼電器SSR1和SSR2的輸入端A1、B1、C1與對(duì)應(yīng)的輸出端A2、B2、C2處于導(dǎo)通狀態(tài)，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入Δ形運(yùn)行狀態(tài)。至此，電動(dòng)機(jī)已完成Y-Δ轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明中，單片機(jī)每輸出一個(gè)控制命令后，先判斷相應(yīng)的控制引腳電平是否與輸出的控制命令相符，若不相符則反復(fù)執(zhí)行該控制命令，直到相符后才輸出下一個(gè)控制命令，確保電動(dòng)機(jī)不會(huì)發(fā)生短路等事故。
本發(fā)明中的三相漏電斷路器、快速熔斷絲、固態(tài)繼電器SSR1、SSR2、SSR3及熱繼電器RJ1的型號(hào)根據(jù)負(fù)載的功率選擇不同的額定電流。
如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，其特征在于包括單片機(jī)、三相漏電斷路器、固態(tài)繼電器，所述單片機(jī)與輔助電源及第一、二、三固態(tài)繼電器的控制端分別連接，所述三相漏電斷路器輸入端與三相電源連接，三相漏電斷路器輸出端通過快速熔斷絲與第一、二、三固態(tài)繼電器依次連接，第一、二固態(tài)繼電器的輸出端分別與電動(dòng)機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，其特征在于所述快速熔斷絲后端的三相電源線的兩個(gè)相線上連接有并聯(lián)的電壓表和頻率表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，其特征在于所述三相漏電斷路器輸出端或者第一固態(tài)繼電器輸出端的三相電源線的任一相線穿過交流互感器的感應(yīng)線圈，交流互感器輸出端連接有電流表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，其特征在于所述電動(dòng)機(jī)與第一固態(tài)繼電器之間的三相電源線還連接有熱繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，其特征在于所述第一、二、三固態(tài)繼電器每一相的兩端還并接有壓敏電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，其特征在于所述輔助電源設(shè)置有“系統(tǒng)電源”控制開關(guān)，所述單片機(jī)的輸入/輸出引腳相應(yīng)設(shè)置有“啟動(dòng)/停止”按鈕和“系統(tǒng)復(fù)位”按鈕，所述三相漏電斷路器的Test引腳設(shè)置有“緊急斷電”按鈕。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ啟動(dòng)裝置，其特征在于所述單片機(jī)的控制板設(shè)置有系統(tǒng)工作狀態(tài)指示燈和蜂鳴器。
全文摘要
本發(fā)明提供基于微機(jī)控制的異步電動(dòng)機(jī)Y－Δ啟動(dòng)裝置，包括單片機(jī)、三相漏電斷路器、固態(tài)繼電器，單片機(jī)與輔助電源及第一、二、三固態(tài)繼電器的控制端分別連接，三相漏電斷路器輸入端與三相電源連接，三相漏電斷路器輸出端通過快速熔斷絲與第一、二、三固態(tài)繼電器依次連接，第一、二固態(tài)繼電器的輸出端分別與電動(dòng)機(jī)連接。本裝置采用固態(tài)繼電器，其優(yōu)良的性能可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的快速、安全、穩(wěn)定啟動(dòng)。
文檔編號(hào)H02P1/32GK101018032SQ200610132460
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月30日
發(fā)明者洪添勝, 宋淑然, 孫道宗, 李震, 朱余清, 岳學(xué)軍 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)