数字式智能电机控制模块
kolmar
kolmar Lv.12
2005年08月23日 10:41:42
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数字式智能电机控制模块主题: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 一、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在各行业中广泛应用。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,这需要电网有很大的裕量,而且降低了电器控制设备的使用寿命,増加维护成本,甚至影响了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。因为以上原因,出现了三相异步电动机降压起动设备。

数字式智能电机控制模块

主题: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

一、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在各行业中广泛应用。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,这需要电网有很大的裕量,而且降低了电器控制设备的使用寿命,増加维护成本,甚至影响了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。因为以上原因,出现了三相异步电动机降压起动设备。
传统的降压起动有以下几种方法:
1、在电动机定子回路中串入电抗器,使一部分电压降在电抗器上;
2、星形-三角形转换降压起动(Y -△)。电机起动时接成星形,起动结束后,通过一个转换器变成三角形接法;
3、起动补偿器起动(自耦变压器起动)。
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距很难控制,也就是说很难得到合适的起动电流和起动转距;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。
因此,就需要有一种能克服传统起动缺点的起动装置。由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,另外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自动完成,所以操作起来极其方便。
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。
二、模块内部结构及电气原理
模块内部结构如图1。从图中可以看出,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。
图2是模块电气原理方框图。移相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、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,其中一路另外分给单片机,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。
传感器包括两种: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,以备单片机进行处理。
显示、控制部分采用串行口与单片机进行通讯,这种通讯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。
三、主要功能
智能电机控制模块主要能够完成以下功能:
1、电压斜坡起动
2、限流起动
3、电压突跳功能
4、软停车
5、节能运行
6、过流、过热、缺相保护
分别介绍如下:
1、电压斜坡起动

如图3,系统首先加一个电压Us到电机上,之后电压线性上升,从Us增 加到最大电压Umax。此时,加到电动机端子上的电压等于电网输入电压。Us由用户设定,可供用户选 择的电压为80-300 V。Ts由用户设定,可以在1-90秒中选择。在实际使用中,用户根据实际情况,例如电机功率大小、负载大小等,选择合适的参数,达到最佳起动效果。
这种起动方式的特点是起动平稳,可减少起动电流对电网的冲击,同时大大减轻起动力矩对负载带来的机械振动。
2、限流起动

如图4,这种起动方式是由用户设定一电流值Ik,在整个起动过程中,实际电流不超过设定值Ik。Ik由用户根据实际负载大小自己设定。
限流起动可以使大惯性负载以最小电流被起动加速,可以用来设置电流上限,满足电网容量在有限场合的使用。这种起动方式特别适合于恒转矩负载。
3、电压突跳功能

实际应用中,很多负载具有很大的静摩擦力;而在电压斜坡起动方式中,电压是由小到大逐渐上升的。如果直接使用电压斜坡方式起动,在起动开始的一段时间内,因所加电压太小,克服不了负载的静摩擦力,电机不动,造成因发热而损坏电机的情况。电压突跳功能则解决
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byecar
2005年08月23日 20:55:37
2楼
近两年来数字式智能电机控制模块使用的越来越普遍了,进口的国产的都有,在我使用的诸多品牌中进口的是西门子最好,国产的是苏州万龙(也叫苏州智能,与天传所合作开发的)。当然,都比较贵。
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gxtr01
2005年08月25日 10:29:58
3楼

还没有用过,楼主的介绍非常好。
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