本實用新型涉及粉碎機(jī)啟動領(lǐng)域，特別是一種重載粉碎機(jī)變頻啟動裝置。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)中，重載設(shè)備一旦出現(xiàn)故障停車，對于此類功率較大的電機(jī)如果采用直接啟動的方式對電網(wǎng)的電流沖擊比較大，影響電動機(jī)的使用壽命，導(dǎo)致大量的能量被消耗。功率較大的電機(jī)如果采用直接啟動的方式對電網(wǎng)的電流沖擊比較大，一般會是電流額定值的 5~8 倍，甚至更高，影響電動機(jī)的使用壽命，導(dǎo)致大量的能量被消耗。同時，因為電流過大使得線路上的電壓產(chǎn)生較大的下降，從而影響接在同一臺變壓器上的其它用電設(shè)備工作。采用降壓啟動裝置或常規(guī)軟啟動器起動又很難提供足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，無法實現(xiàn)重載啟動。

為滿足電動機(jī)自身啟動條件、負(fù)載傳動機(jī)械的工藝要求、保護(hù)其它用電設(shè)備正常工作需要，降低經(jīng)濟(jì)成本，必須研究如何控制異步電動機(jī)啟動過程，從而實現(xiàn)有效降低啟動沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩，使異步電動機(jī)的啟動性能得到改善。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種變頻控制裝置控制異步電動機(jī)的啟動過程，從而實現(xiàn)有效降低啟動沖擊電流和沖擊轉(zhuǎn)矩，使異步電動機(jī)的啟動性能得到改善。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種重載粉碎機(jī)變頻啟動裝置，它包括晶閘管模塊、同步電壓檢測模塊，晶閘管模塊另一端連接電流檢測模塊和電動機(jī)，旁路接觸器模塊跨接在晶閘管模塊兩端，同步電壓檢測模塊與電流檢測模塊都與主控核心CPU模塊相連，主控核心CPU模塊分別與控制模塊和微機(jī)模塊連接，并且主控核心CPU模塊與微機(jī)模塊雙向信息交流，控制模塊也與晶閘管模塊連接，微機(jī)模塊包括控制器，控制器的輸入端與輸入設(shè)備連接，控制器的輸出端與顯示器連接。

上述同步電壓檢測模塊包括三相電壓同步電路模塊、過零檢測電路模塊、方波比較模塊和相序檢測模塊，電流檢測模塊包括電流互感器模塊、整流電路模塊和電流比較模塊，晶閘管模塊包括控制芯片、三態(tài)緩沖器模塊、光隔模塊、反向緩沖器模塊和脈沖變壓器模塊。

上述控制芯片的型號是EPM240。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果：

1） 本實用新型，不僅采用功率器件無級調(diào)壓，而且融入離散變頻的思想采用離散變頻原理，增強了啟動轉(zhuǎn)矩，用戶可以根據(jù)需要選擇不同啟動方式（斜坡升壓、限流、離散變頻方式），負(fù)載適應(yīng)性更強，更適用重載及大型負(fù)載的起動。

2） AT89C52單片機(jī)實現(xiàn)界面操作和顯示單元電路模塊的控制，負(fù)責(zé)外部界面操作和運行參數(shù)顯示，減輕了 STM32 的工作量。

3） 本實用新型，裝置在起動完成后，自動由旁路接觸器將電機(jī)投入電網(wǎng)，使得可控硅的壽命大大延長，裝置的可靠性也大大提高，由于旁路接觸器基本是不帶電流進(jìn)行切換，所以其壽命幾乎取決于其機(jī)械壽命，大大減少了設(shè)備的維護(hù)成本。

4） 本實用新型，全數(shù)字開放式用戶操作鍵盤，使操作簡單方便。

5） 本實用新型，具有的過流、過載、缺相等保護(hù)功能，可以有效地防止電機(jī)的損害。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明：

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型同步電壓檢測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型電流檢測模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

一種重載粉碎機(jī)變頻啟動裝置，它包括晶閘管模塊1，同步電壓檢測模塊2直接連接在電網(wǎng)端，晶閘管模塊1另一端連接電流檢測模塊3和電動機(jī)4，旁路接觸器模塊5跨接在晶閘管模塊1兩端，同步電壓檢測模塊2與電流檢測模塊3都與主控核心CPU模塊6相連，主控核心CPU模塊6分別與控制模塊7和微機(jī)模塊連接，并且主控核心CPU模塊6與微機(jī)模塊雙向信息交流，控制模塊7也與晶閘管模塊1連接，微機(jī)模塊包括控制器8，控制器8的輸入端與輸入設(shè)備9連接，控制器8的輸出端與顯示器10連接。

所述同步電壓檢測模塊2包括三相電壓同步電路模塊22、過零檢測電路模塊11、方波比較模塊12和相序檢測模塊13，電流檢測模塊3包括電流互感器模塊14、整流電路模塊15和電流比較模塊16，晶閘管模塊包括控制芯片17、三態(tài)緩沖器模塊18、光隔模塊19、反向緩沖器模塊20和脈沖變壓器模塊21。

所述控制芯片17的型號是EPM240。

采用上述結(jié)構(gòu)，使用時，首先由電網(wǎng)輸入電能，首先電壓引入同步電壓檢測模塊（如圖2所示）中，復(fù)位再由其中的濾波電路抑制低頻和高頻成份，通過電阻分壓得到同步電壓信號，對三相都進(jìn)行過零檢測，經(jīng)過阻容移相后，由LM339電壓比較器芯片對電壓進(jìn)行比較輸出高低電平，將交流信號經(jīng)整形變換為方波，１代表高電平，０代表低電平； 在不缺相的情況下，A，Ｂ，Ｃ三相產(chǎn)生的高電平相互重疊，故檢測到一直都是高電平；當(dāng)缺少一相及以上時，就會出現(xiàn)低電平，故只需檢測該引腳的電平，一旦出現(xiàn)低電平，說明有缺相現(xiàn)象。在缺相檢測無誤的情況下，利用相序檢測模塊，檢測是否有相序錯誤，最后再由光耦對信號進(jìn)行隔離和發(fā)送至主控核心CPU模塊。選用ST公司高速性能的STM32F103C8T6芯片作為核心控制CPU。檢測輸入工頻電源電壓過零點、相序以及是否缺相等。

在晶閘管模塊與異步電動機(jī)相連的一側(cè)引出電流檢測裝置（如圖3所示）。在主回路中接入400:1的電流互感器測得電機(jī)啟動運行時的電流值，將得到的電流互感器二次側(cè)電流值通過整流電路轉(zhuǎn)換成直流，送入STM32的CUR_ADC端口，比較檢測電流與給定電流的差值，完成限流調(diào)節(jié)和過流保護(hù)功能。

啟動準(zhǔn)備狀態(tài)，通電后由顯示單元模塊顯示啟動方式，操作界面選擇啟動方式并由微機(jī)將該信息上傳至STM32。選用AT89C52進(jìn)行操作界面和顯示處理設(shè)計，RS485通訊口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

如圖4所示，先由STM32處理同步電壓檢測模塊輸出的信號、電流檢測裝置輸出信號以及微機(jī)輸出的啟動方式的選擇后產(chǎn)生觸發(fā)脈沖控制信號再送入到可編程邏輯器件EPM240，經(jīng)過三態(tài)緩沖器74HC244對驅(qū)動信號進(jìn)行增強，由光電耦合器件TPL521對信號進(jìn)行隔離后再經(jīng)過反向緩沖器MC1413后將控制信號送到脈沖變壓器及繼電器一側(cè)，在脈沖變壓器的另一側(cè)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖序列加到晶閘管的門極，完成對晶閘管導(dǎo)通與關(guān)閉的控制。從而實現(xiàn)軟啟動輸出電壓的改變，也就是改變了加載在電動機(jī)上的電壓，實現(xiàn)交流異步電動機(jī)的平滑啟動?？删幊踢壿嬈骷x用Altera公司生產(chǎn)的EPM240F100器件。

上述控制模塊7、控制器8、控制芯片17的型號選擇，以及它們對其它常規(guī)元器件的控制屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)，在本說明書中不再贅述，本申請僅僅要求保護(hù)權(quán)利要求書所記載的電氣結(jié)構(gòu)。

啟動完成后，啟動裝置輸出全壓，此時旁路接觸器吸合，啟動裝置此時的作用是在線監(jiān)測及異步電動機(jī)的運行保護(hù)。這種工作方式下旁路接觸器通電時觸點所承受的電流沖擊較小，因此旁路接觸器電氣壽命較長，其容量按電動機(jī)額定電流選擇即可，無需考慮放大容量。