现场可编程三相交流电机软启动固态控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，包括微控制器、脉宽调制电路、与微控制器相连的偏置电路、控制电路、缺相相序检测电路、集成触发电路及过零触发隔离电路、与缺相相序检测电路相连的状态输出电路、同步电路、随机触发隔离电路、输出电路，过零触发隔离电路与随机触发隔离电路相互并联。本实用新型专利技术采用PIC单片机和集成触发芯片TC787AP、缺相保护和相序检测芯片TC783结合，实现输出功率器件可控硅导通角的变化，达到电动机软启动、软停止的目的，控制电路及程序简单，成本低，隔离电路同时采用随机导通光耦和过零导通光耦，有效避免了负载电压的波动，实现了负载运行的稳定与可靠。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机软启动控制器领域，特别是涉及一种现场可编程三相交流电机软启动固态控制器。
技术介绍
随着社会经济的不断发展，作为重要执行机构的电动机被越来越广泛的应用，尤其是三相异步电机，作为应用最广泛的电机，约占电机总数的70％，但三相交流异步电机起动电流大、起动时对电网的冲击大等问题也不容忽视。因此对三相交流电动机控制器已提出智能化的控制要求，要求具有软启动、软停止、故障检测等智能化功能。三相交流电机启动的方法有多种，近几年电力电子式软启动控制器应用也较多，采用嵌入单片机程序来控制电动机的启动过程，智能化程度高，但电路及程序复杂，维护成本高。举例如下：电机软启动控制器采用单片机实现框图如图1所示，主要由控制端、状态输出、缺相检测电路、相序检测电路、SCR状态检测电路、微控制器、SCR触发控制电路、主输出电路等组成。其主要工作原理为：①在软起动固体控制器L1、L2、L3端口接入380VA.C.三相交流电后,通过隔离变压器建立偏置电压，向各单元电路提供电源。②通过相序检测电路和缺相检测电路，微控制器(MCU)对三相交流电的相序和缺相情况进行软件分析、计算和判断，并反馈到状态端。③当控制端施加控制信号或断开控制信号时，微控制器输出信号通过SCR触发控制电路，实现软起动固体控制器的软起动或软停止。④通过SCR状态检测电路在线检测运行状态(输出状态)，并反馈到运行状态端口。因而单纯采用单片机模式，软硬件电路复杂，成本高，稳定性差。因此亟需提供一种新型的电机软启动控制器来解决上述问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，控制电路及程序简单，成本低。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，包括微控制器、脉宽调制电路、与微控制器相连的偏置电路、控制电路、缺相相序检测电路、集成触发电路及过零触发隔离电路、与缺相相序检测电路相连的状态输出电路、同步电路、随机触发隔离电路、输出电路；偏置电路还与缺相相序检测电路、集成触发电路相连，同步电路分别与缺相相序检测电路、集成触发电路、输出电路相连，随机触发隔离电路的输入端连接集成触发电路、输出端连接输出电路，过零触发隔离电路与随机触发隔离电路相互并联；其中，脉宽调制电路包括微控制器，集成触发电路包括晶闸管集成触发芯片TC787AP，缺相相序检测电路采用TC783集成电路，同步电路采用电阻分压式电路。在本技术一个较佳实施例中，微控制器采用单片机PIC12F675。进一步的，脉宽调制电路还包括光电耦合器V6、V18、电阻R21—22、R25—27、R38—40、电容C3、C15，电阻R21的一端与控制电路相连、另一端与单片机的引脚1相连，电阻R22与电容C15并联，其一端连接5V电源、另一端与单片机的引脚4相连，光电耦合器V6的输入端连接电阻R25、输出端并联有电阻R26、R27、电容C3，电阻R25的另一端与单片机的引脚5相连，R26的另一端连接12V电源，电阻R27的另一端还与晶闸管集成触发芯片的引脚4相连，光电耦合器V18的输入端与电阻R38相连、输出端的4脚与电阻R39并联、输出端的3脚与电阻R40串联，电阻R38的另一端与晶闸管集成触发芯片的引脚5相连，电阻R40的另一端连接5V电源。单片机作为整个电机软启动固态控制器的控制核心，利用脉宽调制电路输出移相控制电压，触发脉冲的产生时间和相位集中在微控制器内完成，大大简化了系统结构和外围电路,提高了可靠性及系统的响应速度。在本技术一个较佳实施例中，缺相相序检测电路还包括电容C14、二极管V12—16，电容C4与TC783集成电路的引脚13相连，二极管V13—15的阳极分别与TC783集成电路的引脚12、11、10相连、阴极并联后与二极管V16的阳极相连，V16的阴极与晶闸管集成触发芯片的引脚5相连，二极管V12的阳极与晶闸管集成触发芯片的引脚8相连、阴极与晶闸管集成触发芯片的引脚5相连。在本技术一个较佳实施例中，集成触发电路还包括电容C5—C8，电容C5—C8的一端分别与晶闸管集成触发芯片的引脚16、15、14、13相连、另一端均接地。在本技术一个较佳实施例中，同步电路包括三相电源输入端、电阻R1—R15、电容C12—C14，一相电源输入端包括由R1—R3组成的T型网络、R2、R4、R5组成的T型网络，电容12与电阻R4并联；二相电源输入端包括由R6—R8组成的T型网络、R7、R9、R10组成的T型网络，电容13与电阻R9并联；三相电源输入端包括由R11—R13组成的T型网络、R12、R14、R15组成的T型网络，电容14与电阻R14并联。在本技术一个较佳实施例中，状态输出电路包括缺相状态输出电路、正序状态输出电路、反序状态输出电路、运行状态输出电路，缺相状态输出电路包括光电耦合器V17、电阻R36—R37，正序状态输出电路包括红色发光二极管V9、电阻R33，反序状态输出电路包括光电耦合器V11、电阻R34—R35、绿色发光二极管V10，运行状态输出电路包括光电耦合器V4、电阻R23—R24；光电耦合器V4的输入端连接R23、输出端的4脚并联R24，R23的另一端与单片机的一引脚相连；光电耦合器V11的输入端连接绿色发光二极管V10的阴极、输出端的4脚并联R35，绿色发光二极管V10的阳极与R34串联，R34的另一端与TC783集成电路的引脚8相连；红色发光二极管V9与电阻R33串联，R33的另一端与TC783集成电路的引脚9相连；光电耦合器V17的输入端连接R36、输出端的4脚并联R37，R36的另一端与TC783集成电路的引脚11相连。在本技术一个较佳实施例中，随机触发隔离电路包括具有随机导通功能的光电耦合器V20—V25、电阻R41—R46、二极管V26—V31，电阻R41—R46的一端均与晶闸管集成触发芯片的引脚相连、另一端分别与随机导通光电耦合器V20—V25的输入端相连，随机导通光电耦合器V20—V25的输出端分别与二极管V26—V31的正极相连。在本技术一个较佳实施例中，过零触发隔离电路包括具有随机导通功能的光电耦合器V32—V34、分别与光电耦合器V32—V34的输入端相连的电阻R30—R32、三极管V35、电阻R28—R29，电阻R30—R32的另一端均与5V电源相连接，电阻R29的一端与三极管V35的基极相连、另一端与三极管V35的发射极相连，三极管V35的集电极与光电耦合器V34的输入端相连，电阻R28的一端与单片机的一引脚相连、另一端与三极管V35的基极相连。当单片机显示运行状态为正常时，单片机同时给出信号驱动过零导通光耦工作，使随机导通光耦和过零导通光耦同时工作，此时过零触发隔离电路起到了保护的作用。当供电电源产生波动时，移相控制电压也会发生波动，同时首发脉冲相位也产生波动，从而造成负载电压的波动，而此时过零导通光耦工作，可控硅完全导通比较稳定，负载电压达到了比较稳定的状态，此时过零触发隔离电路也起到了保护作用。在本技术一个较佳实施例中，输出电路由三相电源输出电路组成，其包括电阻R47—R61、二极管V36—V41、单向可控硅V42—V本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，包括微控制器，其特征在于，还包括脉宽调制电路、与微控制器相连的偏置电路、控制电路、缺相相序检测电路、集成触发电路及过零触发隔离电路、与缺相相序检测电路相连的状态输出电路、同步电路、随机触发隔离电路、输出电路；偏置电路还与缺相相序检测电路、集成触发电路相连，同步电路分别与缺相相序检测电路、集成触发电路、输出电路相连，随机触发隔离电路的输入端连接集成触发电路、输出端连接输出电路，过零触发隔离电路与随机触发隔离电路相互并联；其中，脉宽调制电路包括微控制器，集成触发电路包括晶闸管集成触发芯片TC787AP，缺相相序检测电路采用TC783集成电路，同步电路采用电阻分压式电路。

【技术特征摘要】
1.一种现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，包括微控制器，其特征在于，还包括脉宽调制电路、与微控制器相连的偏置电路、控制电路、缺相相序检测电路、集成触发电路及过零触发隔离电路、与缺相相序检测电路相连的状态输出电路、同步电路、随机触发隔离电路、输出电路；偏置电路还与缺相相序检测电路、集成触发电路相连，同步电路分别与缺相相序检测电路、集成触发电路、输出电路相连，随机触发隔离电路的输入端连接集成触发电路、输出端连接输出电路，过零触发隔离电路与随机触发隔离电路相互并联；其中，脉宽调制电路包括微控制器，集成触发电路包括晶闸管集成触发芯片TC787AP，缺相相序检测电路采用TC783集成电路，同步电路采用电阻分压式电路。2.根据权利要求1所述的现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，其特征在于，微控制器采用单片机PIC12F675。3.根据权利要求2所述的现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，其特征在于，脉宽调制电路包括单片机V5、光电耦合器V6、V18、电阻R21—22、R25—27、R38—40、电容C3、C15，电阻R21的一端与控制电路相连、另一端与单片机V5的引脚1相连，V5的引脚1连接偏置电路提供的5V电源，电阻R22与电容C15并联，其一端连接5V电源、另一端与单片机的引脚4相连，光电耦合器V6的输入端连接电阻R25、输出端并联有电阻R26、R27、电容C3，电阻R25的另一端与单片机V5的引脚5相连，R26的另一端连接12V电源，电阻R27的另一端还与晶闸管集成触发芯片的引脚4相连，光电耦合器V18的输入端与电阻R38相连、输出端的4脚与电阻R39并联、输出端的3脚与电阻R40串联，电阻R38的另一端与晶闸管集成触发芯片的引脚5相连，电阻R40的另一端连接5V电源。4.根据权利要求1所述的现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，其特征在于，缺相相序检测电路还包括电容C14、二极管V12—16，电容C4与TC783集成电路的引脚13相连，二极管V13—15的阳极分别与TC783集成电路的引脚12、11、10相连、阴极并联后与二极管V16的阳极相连，V16的阴极与晶闸管集成触发芯片的引脚5相连，二极管V12的阳极与晶闸管集成触发芯片的引脚8相连、阴极与晶闸管集成触发芯片的引脚5相连。5.根据权利要求1所述的现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，其特征在于，集成触发电路还包括电容C5—C8，电容C5—C8的一端分别与晶闸管集成触发芯片的引脚16、15、14、13相连、另一端均接地。6.根据权利要求1所述的现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，其特征在于，同步电路包括三相电源输入端、电阻R1—R15、电容C12—C14，一相电源输入端包括由R1—R3组成的T型网络、R2、R4、R5组成的T型网络，电容12与电阻R4并联；二相电源输入端包括由R6—R8组成的T型网络、R7、R9、R10组成的T型网络，电容13与电阻R9并联；三相电源输入端包括由R11—R13组成的T型网络、R12、R14、R15组成的T型网络，电容14与电阻R14并联。7.根据权利要求1所述的现场可编程三相交流电机软启动固态控制器，其特征在于，状态输出电路包括缺相状态输出电路、正序状态输出电路、反序状态输出电路、运行状态输出电路，缺...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀梅，凌闯，丁玉红，罗元春，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十研究所，
类型：新型
国别省市：安徽;34