基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于高壓電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器，采用磁飽和電抗器作為電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中無(wú)沖擊而平滑的起動(dòng)電機(jī)，而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等；它還具有多種對(duì)電機(jī)保護(hù)功能，能夠從根本上解決了串電抗器起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。
【專利說(shuō)明】
基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于高壓電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]軟啟動(dòng)器是一種集軟啟動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護(hù)于一體的電機(jī)控制裝備。實(shí)現(xiàn)在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中無(wú)沖擊而平滑的啟動(dòng)電機(jī)，而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)啟動(dòng)過(guò)程中的各種參數(shù)，如限流值、啟動(dòng)時(shí)間等。
[0003]軟啟動(dòng)器于20世紀(jì)70年代末和80年代初投入市場(chǎng)，填補(bǔ)了星-三角啟動(dòng)器和變頻器在功能實(shí)用性和價(jià)格之間的鴻溝。采用軟啟動(dòng)器，可以控制電動(dòng)機(jī)電壓，使其在啟動(dòng)過(guò)程中逐漸升高，很自然地控制啟動(dòng)電流，這就意味著電動(dòng)機(jī)可以平穩(wěn)啟動(dòng)，機(jī)械和電應(yīng)力降至最小。因此軟啟動(dòng)器在市場(chǎng)上得到廣泛應(yīng)用，并且軟啟動(dòng)器所附帶的軟停車功能有效地避免水栗停止時(shí)所產(chǎn)生的水錘效應(yīng)。
[0004]異步電動(dòng)機(jī)以其優(yōu)良的性能及無(wú)需維護(hù)的特點(diǎn)，在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。然而由于其起動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生較大沖擊電流(一般為額定電流的5-8倍)，同時(shí)由于起動(dòng)應(yīng)力較大，使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。國(guó)家有關(guān)部門對(duì)電機(jī)起動(dòng)早有明確規(guī)定，即電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電網(wǎng)電壓將不能超過(guò)15%。解決辦法有兩個(gè):第一是，增大配電容量，采用限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備，如果僅僅為起動(dòng)電機(jī)而增大配電容，從經(jīng)濟(jì)角度上來(lái)說(shuō)，顯然不可取。第二是，配備限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備，過(guò)去人們多采串接電抗器降壓的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些方法雖然可以起到一定的限流作用，但其控制精度和控制范圍有很多局限性。
[0005]例如，專利號(hào)為201210431985.4的發(fā)明專利，公布了一種軟啟動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，該軟啟動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器以被動(dòng)元件和主動(dòng)元件組成，可通過(guò)調(diào)整主動(dòng)或被動(dòng)元件的數(shù)值而達(dá)到不同占空比的設(shè)定，另外，主動(dòng)元件與被動(dòng)元件的設(shè)計(jì)方式，其占空比的調(diào)整幅度較集成電路更大。但其控制精度和控制范圍有很多局限性;無(wú)法根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等。此外，它還不具有電機(jī)保護(hù)功能，無(wú)法從根本上解決了串電抗器起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。
[0006]伴隨傳動(dòng)控制對(duì)自動(dòng)化要求的不斷提高，如果能設(shè)計(jì)采用磁飽和電抗器作為電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器，就可以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中無(wú)沖擊而平滑的起動(dòng)電機(jī)，而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等。它還具有多種對(duì)電機(jī)保護(hù)功能，能夠從根本上解決了串電抗器起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的是克服【背景技術(shù)】中所述的電機(jī)軟啟動(dòng)器的控制精度和控制范圍有很多局限性;無(wú)法根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等，不具有電機(jī)保護(hù)功能，無(wú)法從根本上解決了串電抗器起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端的問(wèn)題。
[0008]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器，包括顯示單片機(jī)，以及分別與顯示單片機(jī)電連接的IXD顯示器、按鍵電路，還包括主控單片機(jī)，勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路，磁飽和電抗器，高壓電動(dòng)機(jī)，模擬量采集電路，數(shù)字量采集電路；
[0009]所述顯示單片機(jī)與主控單片機(jī)電連接，用于交換信息；
[0010]所述主控單片機(jī)順次電連接勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路，磁飽和電抗器，高壓電動(dòng)機(jī)，以便控制高壓電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程；
[0011]所述模擬量采集電路、數(shù)字量采集電路均用于檢測(cè)高壓電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)信息，并將信息傳輸?shù)街骺貑纹瑱C(jī)。
[0012]所述顯示單片機(jī)和主控單片機(jī)的型號(hào)是ATmega64。
[0013]所述勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路包括與主控單片機(jī)連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接反相器，與反相器輸出端連接的放大器，所述放大器連接二級(jí)放大電路。
[0014]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為AD5452，所述反相器的型號(hào)為74LS14，所述放大器為L(zhǎng)Ml58J ο
[0015]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型提供的這種基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器，是采用磁飽和電抗器作為電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中無(wú)沖擊而平滑的起動(dòng)電機(jī)，而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等;它還具有多種對(duì)電機(jī)保護(hù)功能，能夠從根本上解決了串電抗器起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端;該裝置采用閉環(huán)控制，智能系統(tǒng)通過(guò)裝在主回路上的傳感器動(dòng)態(tài)采集電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程的電流信號(hào)和電壓信號(hào)，由控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)電抗器的勵(lì)磁電流，改變電抗器的電流值;限制起動(dòng)電流，達(dá)到平穩(wěn)起動(dòng);與其他形式的同壓等級(jí)的軟起動(dòng)相比較，電抗器可調(diào)，阻抗比大，起動(dòng)平穩(wěn)，耗能低，起動(dòng)波形好，起動(dòng)時(shí)間短，控制精度高、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器模塊框圖。
[0018]圖2是顯不單片機(jī)不意圖。
[0019]圖3是主控單片機(jī)示意圖。
[0020]圖4是模擬量采集電路示意圖。
[0021 ]圖5是數(shù)字量采集電路示意圖。
[0022]圖6是勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、IXD顯示器;2、按鍵電路；3、顯示單片機(jī);4、主控單片機(jī);5、勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路;6、磁飽和電抗器;7、高壓電動(dòng)機(jī);8、模擬量采集電路;9、數(shù)字量采集電路。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了克服克服現(xiàn)有電機(jī)軟啟動(dòng)器的不足，本實(shí)用新型提供了一種如圖1所述的一種基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器，包括如圖2所示的顯示單片機(jī)3，以及分別與顯示單片機(jī)3電連接的IXD顯示器1、按鍵電路2，還包括如圖3所示的主控單片機(jī)4，勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路5，磁飽和電抗器6，高壓電動(dòng)機(jī)7，模擬量采集電路8，數(shù)字量采集電路9;按鍵電路2的外部指令輸出端與顯示單片機(jī)3的外部指令輸入端相連，用于輸入指令，以及顯示信息，
[0025]所述顯示單片機(jī)3與主控單片機(jī)4電連接，用于交換信息，這樣顯示單片機(jī)3可以分到主控單片機(jī)4的部分工作，雙單片機(jī)分別控制不同的部分，具有更快的處理速度，顯示單片機(jī)3用于控制LCD顯示器I，并且接收案件電路2傳輸?shù)闹噶钚畔?，并轉(zhuǎn)發(fā)送到主控單片機(jī)4；
[0026]所述主控單片機(jī)4順次電連接勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路5，磁飽和電抗器6，高壓電動(dòng)機(jī)7，以便控制高壓電動(dòng)機(jī)7的啟動(dòng)過(guò)程;所述模擬量采集電路8、數(shù)字量采集電路9均用于檢測(cè)高壓電動(dòng)機(jī)7的啟動(dòng)信息，并將信息傳輸?shù)街骺貑纹瑱C(jī)4。
[0027]圖4所示為模擬量采集電路示意圖；圖5是數(shù)字量采集電路示意圖；模擬量采集電路8與數(shù)字量采集電路9通過(guò)傳感器采集電動(dòng)機(jī)的電流及電壓信息，并處理后傳輸?shù)脚c主控單片機(jī)4，主控單片機(jī)4根據(jù)電流及電壓信息;所述勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路5的輸出端連接有整流模塊，整流模塊的輸出端連接磁飽和電抗器6，這樣，主控單片機(jī)4就可以控制勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路5控制電動(dòng)機(jī)7，而且，可以通過(guò)主控單片機(jī)4根據(jù)采集的電流、電壓信息，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)過(guò)程。
[0028]上述所示的顯示單片機(jī)3和主控單片機(jī)4的型號(hào)均是ATmega64，兩個(gè)單機(jī)分別負(fù)責(zé)不同的控制部分，其中電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)過(guò)程采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)裝在主回路上的傳感器動(dòng)態(tài)采集電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中的電壓、電流信號(hào)，由主控單片機(jī)4計(jì)算后，通過(guò)控制制勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路5自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流改變電抗器的限流作用，從而達(dá)到電機(jī)的平穩(wěn)啟動(dòng)。
[0029]所述勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路5包括與主控單片機(jī)4連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接反相器，與反相器輸出端連接的放大器，所述放大器連接二級(jí)放大電路。
[0030]所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為AD5452，所述反相器的型號(hào)為74LS14，所述放大器為L(zhǎng)Ml58J ο
[0031]需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的具體電路連接:圖4模擬量采集電路示意圖、圖5是數(shù)字量采集電路示意圖、圖6是勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路示意圖，以及圖2、圖3的單片機(jī)均已給出各個(gè)管腳的定義，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)電路圖對(duì)電路進(jìn)行搭建，本實(shí)施例不再詳細(xì)描述電路的具體連接。
[0032]本實(shí)施例未列出的電路部分為現(xiàn)有電電子技術(shù)常用電路，本實(shí)施例不再附圖列出，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)常用電路進(jìn)行選擇并且搭建需要的電路，完成本實(shí)用新型所涉及的方案。
[0033]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器，包括顯示單片機(jī)(3)，以及分別與顯示單片機(jī)(3)電連接的IXD顯示器(1)、按鍵電路(2)，其特征在于:還包括主控單片機(jī)(4)，勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路(5)，磁飽和電抗器(6)，高壓電動(dòng)機(jī)(7)，模擬量采集電路(8)，數(shù)字量采集電路(9); 所述顯示單片機(jī)(3)與主控單片機(jī)(4)電連接，用于交換信息； 所述主控單片機(jī)(4)順次電連接勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路(5)，磁飽和電抗器(6)，高壓電動(dòng)機(jī)(7)，以便控制高壓電動(dòng)機(jī)(7)的啟動(dòng)過(guò)程； 所述模擬量采集電路(8)、數(shù)字量采集電路(9)均用于檢測(cè)高壓電動(dòng)機(jī)(7)的啟動(dòng)信息，并將信息傳輸?shù)街骺貑纹瑱C(jī)(4)。2.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器，其特征在于:所述顯示單片機(jī)(3)和主控單片機(jī)(4)的型號(hào)是ATmega64。3.如權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器，其特征在于:所述勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路(5)包括與主控單片機(jī)(4)連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接反相器，與反相器輸出端連接的放大器，所述放大器連接二級(jí)放大電路。4.如權(quán)利要求3所述的基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器，其特征在于:所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為AD5452，所述反相器的型號(hào)為74LS14，所述放大器為L(zhǎng)M158J。5.如權(quán)利要求3所述的基于單片機(jī)的高壓磁控軟啟動(dòng)智能控制器，其特征在于:所述勵(lì)磁觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路(5 )與磁飽和電抗器(6 )之間還連接有整流模塊。
【文檔編號(hào)】H02P1/26GK205453560SQ201620002367
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年1月5日
【發(fā)明人】姚嘉博, 楊建龍, 王寶劍
【申請(qǐng)人】陜西英強(qiáng)電氣自動(dòng)控制技術(shù)有限公司