三相异步电动机的能耗制动控制模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种三相异步电动机的能耗制动控制模块，其包括一电源单元，一单片机控制单元和一在电动机停机时，其输出的直流电压送至电动机的两相定子绕组中，以产生制动力矩的制动直流电压输出单元，特点是该电压输出单元工作导通角是由单片机控制单元检测电动机的工作状态，并由预设程序控制导通角的大小，以调整制动所需的直流电压输出的时间及大小。还包括过零信号检测单元、运行状态检测单元、绕组温度检测单元、制动电流检测单元，各单元分别输出相应信号送至单片机控制单元进行处理。本实用新型专利技术采用集成ＩＣ，所用元器件少，结构紧凑，产品独立，安装使用方便，利于推广应用；单片机控制灵活、智能化程度高，电动机制动安全平稳。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用供给电动机直流的方法的用于交流电动机的停 止的装置，尤其是一种电动机断电时，供给电动机直流电源用以消耗电动机 转子惯性能量产生制动力矩，使电动机停转的三相异步电动机的能耗制动控 制模块。技术背景三相异步电动机，特别是鼠笼式三相异步电动机做为机械设备的配套动 力，因其具有结构简单、运行可靠及便于维护等优点，得到广泛应用。电动 机在应用过程中经常需要有制动功能，以满足各种机械准确定位、往复运转、 频繁起动的要求。如木工机械、食品机械、印刷机械、冶金机械及各种机床。 目前，三相异步电动机的制动方式通常分为机械制动和电力制动两大类。机械制动是采用机械装置使电动机在断开电源后迅速停转的制动方法。 如三相异步电动机目前广泛应用的电磁抱闸式制动器，是在电动机上附加圆 盘型直流电磁制动器构成。该电磁抱闸式制动器由于使用摩擦片，存在摩擦 片磨损的现象，从而出现刹车气隙增大或磨偏的问题，导致制动效果变差。 因此该型制动需要时常进行维护。电力制动是使电动机在断开电源的同时产生一个和实际转向相反的电 磁力矩，使之迅速停转的制动方法。其包括反接制动和能耗制动。反接制动是使电动机在断开正常运转电源的同时改变其定子绕组的电 源相序，使之有反转趋势而产生较大的制动力矩的制动方法。反接制动由于 电动机的冲击电流大，且要求对速度进行检测，故很少采用。能耗制动是使电动机在断开正常运转电源的同时，在两相绕组中接通直 流电源，在电动机定、转子间的气隙中产生一个静止的直流磁场，转子因惯 性在磁场中旋转，使转子导条中产生感应电势并流过感应电流，该电流与静 止磁场相互作用消耗电动机转子惯性能量产生制动力矩，使电动机迅速停转 的制动方法。制至少一个处于 笫一相线上的第一延时触点延时断开的延时电路以及在电动机停止运行后， 从电源取得交流电压并转换成施加到电动机定子绕组的直流电的直流电源 产生电路，所述直流电源产生电路从笫一相线和另一笫二相线之间取得交流 线电压。其是将线电压转换成直流电施加到电动机绕组中以产生制动力矩，使电动机迅速停转。能耗制动产生的制动力矩的大小与通入定子绕组的直流 电流的大小和制动开始时电动机的转速有关。在同样的转速下，通入定子绕 组的直流电流越大，产生的制动力矩越大。因此，该公开文件中还公开了一 种通过调节可调电阻大小控制可控硅导通时间及通入定子绕组直流电流大 小，进而调节制动力矩大小的技术方案。现有公开的文件中其电动机的主电路、控制电路、及直流电源的产生与 输入电路是独立存在的。其应用时需进行配接，没有形成标准产品，为其推 广与应用带来了限制。并且其通过可调电阻调节通入定子绕组的直流电流的 大小是属于人工调整，实现不了自动智能化调节，存在着调整不当会造成直 流电流过大而烧毁电动机定子绕组的不足。
技术实现思路
为了克服现有技术中电动机能耗制动的各单元独立、没有形成标准产品 造成使用受限及制动直流电流大小不易控制的不足，本技术提供一种可 安装在电动机接线盒内、与电动机一体化设计的三相异步电动机的能耗制动 控制模块。该能耗制动控制模块采用嵌入式单片机控制，电子线路紧凑、智 能化程度高，安装使用方便，运行安全可靠，电动机制动精准。 ，本技术解决其技术问题所采用的技术方案为 一种三相异步电动机 的能耗制动控制模块，包括-电源单元，采用开关电源模式，用于提供能耗制动控制模块工作所需的 直流电压；以及单片机控制单元；以及制动直流电压输出单元，该单元采用可控硅整流模块，在电动机停机时， 其输出的直流电压送至电动机的两相定子绕组中，以产生制动力矩；其特征在于制动直流电压输出单元中的可控硅整流模块工作时的导通 角是通过单片机控制单元检测电动机的工作状态，并由预设程序进行控制导 通角的大小，以调整制动所需的直流电压输出的时间及大小。所述的能耗制动控制模块，还包括-过零信号检测单元，该单元的输出信号送至单片机控制单元的逻辑输入 端，作为单片机控制单元控制可控硅整流模块的触发角参考零点；运行状态检测单元，该单元将电动机的运行状态采样信号输送至单片机 控制单元，作为单片机控制单元判断电动机运行状态的依据；绕组温度检测单元，该单元通过温度传感器的变化产生信号送至单片机控制单元，作为单片机控制单元判断电动机绕组温度是否超限的依据；制动电流检测单元，该单元通过对制动电流主回路的电阻压降采样产生 信号送至单片机控制单元，作为单片机控制单元判断制动电流是否超限的依据。所述的能耗制动控制模块，还包括三相定子绕组接线端子，该接端子与电动机定子绕组相连接，其中的两 相定子绕组接线端子作为电动机停机时制动直流电压输出单元接入电动机 两相定子绕组的接线端子，第三相定子绕组接线端子作为运行状态信号检测单元的输入端子；线电压接线端子，该接线端子与三相电源中的两相相连接，选取线电压作为提供给控制模块工作用电源；故障报警信号接线端子，当电动机出现异常时，产生的报警信号由该接 线端子输出；电动机制动信号接线端子，当电动机制动时，产生的制动信号由该接线 端子输出；电动机运行状态接线端子，当电动机的运行状态发生变化时，产生的指示信号由该接线端子输出；温度传感器接线端子，用于连接控制模块与设置在电动机定子绕组中的 温度传感器。所述过零信号检测单元，至少包括一个比较运算放大器、两个降压电阻、 两个限位电路及一个整流电路，来自三相电源中的两相电压分别通过与其相 应的降压电阻降压后，与相应的限位电路相连接，经限位电路对电压限位后 分别送入比较放大器的正相、反相输入端，通过两相电压的相位变化可在放 大器的输出端产生正、负交替的矩形方波信号，该方波信号经整流电路整流 后形成单向方波信号，该单向方波信号送入单片机控制单元作为检测该两相 之间交流线电压的过零检测信号，其中所述的限位电路是用两个二极管反向 并联而成。所述的绕组温度检测单元，至少包括一个用于检测绕组温度变化的温度 传感器、 一个放大器件、 一个恒流源，该恒流源为温度传感器提供一固定电 流，该温度传感器将固定电流转换成电压信号送入放大器件的输入端，经放 大器件放大后送入单片机控制单元，用于检测绕组温度的变化。所述电动机运行状态检测单元，至少包括一个第一运算放大器、第二运 算放大器、整形电路及精密整流电路，来自三相电源中的一相电压经降压、 限幅后输入第一运算放大器的同相输入端进行放大，然后分成两路 一路经 第二运算放大器放大后，再经整形电路整形，形成脉冲方波信号，输入单片 机控制单元的逻辑输入端；另一路经精密整流电路整流，形成模拟信号，输 入单片机控制单元的模拟输入端，所形成的脉冲方波信号和模拟信号作为单 片机控制单元检测电动机运行状态的依据；所述的整形电路为一非门电路； 所述的精密整流电路为利用集成运算放大器实现的精密整流电路。所述的制动电流检测单元，至少包括一个取样电阻、 一个运算放大器， 取样电阻串接在制动电流主回路中，通过取样获得模拟电压信号，该电压信 号经运算放大器放大后送至单片机控制单元，该放大后的电压信号作为单片机控制单元检测制动电流是否超限的依据。所述的单片机控制单元采用可编程式单片机，该可编程式单片机对控制 模块的控制步骤为在电动机运行过程中不断地对电动机运行状态及绕组温 度进行检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相异步电动机的能耗制动控制模块，包括：　　　　电源单元，采用开关电源模式，用于提供能耗制动控制模块工作所需的直流电压；以及　　　　单片机控制单元；以及　　　　制动直流电压输出单元，该单元采用可控硅整流模块，在电动机停机时，其输出的直流电压送至电动机的两相定子绕组中，以产生制动力矩；　　　　其特征在于：制动直流电压输出单元中的可控硅整流模块工作时的导通角是通过单片机控制单元检测电动机的工作状态，并由预设程序进行控制导通角的大小，以调整制动所需的直流电压输出的时间及大小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张文斌，刘芝秀，梁晓峰，王庆东，张红红，
申请(专利权)人：山东华力电机集团股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]