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数字式智能电机控制模块

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍一种取代传统电机起动装置的数字式智能电机控制模块,内容包括其系统构成、主要功能、实验情况及在实际中的应用。

    关键词:移相调控;单片机;电压斜坡起动;限流起动;软停车;节能运行

1 概述

众所周知,三相交流异步电动机以其低成本,高可靠性和易维护等优点而在各行业中得到了广泛的应用。但是,它在直接起动时,存在着很大的缺点:首先,它的起动电流高达额定电流的5~7倍,既对电网造成了很大的冲击,又影响了电器控制设备的使用寿命,甚至影响到其它电气设备的正常运行;其次,起动转矩可达正常转矩的2倍,这会对负载产生冲击,增加传动部件的磨擦和额外维护。为此,出现了三相异步电动机降压起动设备。

图1 智能电机控制模块结构图

    传统的降压起动有以下几种方法:

1)在电动机定子电路中串入电抗器,使一部分电压降在电抗器上;

2)星形—三角形(Y—△)转换降压起动,即起动时电机接成星形,起动结束后,通过一个转换器变成三角形接法;

3)补偿器起动(自耦变压器起动)。(范文先生网www.fwsir.com收集整理)

传统的起动设备体积庞大,成本高,结构复杂,与负载匹配的电机转矩很难控制,也就是说很难得到合适的起动电流和起动转矩;而且在切换瞬间会产生很高的电流尖峰,由此产生的机械振动会损害电机转子,轴连接器,中间齿轮以及负载设备。

因此,就需要有一种能克服传统起动缺点的起动装置。银河公司开发生产的捷普牌新一代数字式智能电机控制模块,不但完全克服了传统起动的缺点,对各种起动方法做了进一步的改善和提高,而且还增加了很多其他功能,比如:节能运行,过流保护,过热保护,缺相保护等。

这种模块采用数码管显示,按键控制,整个起动过程全部由单片机按照预先设定的程序自动完成,操作极其方便。

用户通过按键调整参数设置,可以按实际情况选择不同的起动方式,能够很方便地控制起动电流,得到与负载相匹配的电机转矩。

2 模块结构及电气原理

模块结构如图1所示。从图1可以看出,该模块的主电路与相控电路及单片机共同封装于同一壳体内,同时内置多个电流、电压传感器。用接插件将模块与控制盒连接在一起,实现各种功能的设置和显示。

主电路为6只玻璃钝化方形晶闸管芯片,通过一体化焊接技术,将其贴在DBC(陶瓷覆铜板)上,并与导热铜板焊接在一起。模块使用时,导热铜板与散热片通过导热硅脂紧密接触。这种结构使模块具有很高的绝缘性能和散热性能。数字式智能电机控制模块

图2是模块电气原理方框图。移相控制电路部分是银河公司自主开发的JP-SSY01数字移相集成电路。该电路为SOP28封装,5V单一电源供电,全数字化处理方式,具有很高的移相精度及对称度。对控制端加0~10V电平信号,即可控制移相角度。

同步变压器输出同步信号给移相电路,其中另一路给单片机,作为单片机采集电压、电流信号的基准。这样,就克服了如果交流电频率变化带来的计算误差,提高了计算精度。

传感器包括电压传感器和电流传感器。两种传感器中均使用了霍尔元件,具有体积小、反应快、线形度高的特点,通过与模块结构的一体化设计,方便地置于模块内部。两种传感器将电压模拟量、电流模拟量传给12位高速A/D转换器,通过A/D转换,将相应的数字量传给单片机,以供单片机进行处理。

显示、控制部分采用串行口与单片机进行通信,这种通信方式大大减少了该部分与模块内部的连线。5个数码管显示,8个按键控制,使显示与控制直观、方便。

3 主要功能

智能电机控制模块主要完成电压斜坡起动,限流起动,电压突跳起动,软停车,节能运行,过流、过热、缺相保护等功能。

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