專利名稱：頻率繼電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子電阻切換裝置，尤其涉及一種采用頻率繼 電器控制YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子電阻切換的頻率繼電器。
背景技術(shù)：
在冶金機(jī)械設(shè)備、起重機(jī)等工業(yè)設(shè)備中，經(jīng)常采用YZR型三相異步繞線式 電動機(jī)。YZR型三相異步繞線式電動機(jī)在控制中需要在轉(zhuǎn)子回路串入電阻，控制 它的啟動轉(zhuǎn)矩，降低它的啟動電流。而YZR型三相異步繞線式電動機(jī)需要全速 運(yùn)行時，需要切除轉(zhuǎn)子回路中串入電阻，為了使整個起動過程中盡量保持較大 的起動轉(zhuǎn)矩，同時保證電動機(jī)電流不超標(biāo)， 一般在轉(zhuǎn)子電阻切除時需要逐級進(jìn) 行切換，目前傳統(tǒng)控制YZR型三相異步繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子電阻分級切除的是采 用時間繼電器的延時功能來實現(xiàn)的。由于時間繼電器的延時時間是人為根據(jù)經(jīng) 驗進(jìn)行設(shè)定的，如圖l所示為傳統(tǒng)檔位控制電阻切換的原理示意圖，當(dāng)S1檔的 時間繼電器達(dá)到閉合時間時，認(rèn)為電機(jī)達(dá)到Sl檔控制速度，檔位S1閉合(相 當(dāng)于將S1短路掉)，這樣在電動機(jī)達(dá)到額定速度過程中依次切換S1、 S2、 S3和 S4檔位，以達(dá)到限定電機(jī)電流不超標(biāo)。這種控制往往伴隨著，設(shè)定的時間太短， 電阻過早切除，使電動機(jī)切換電流超過其允許的最大電流，使電動機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重， 電動機(jī)力矩會超過起動轉(zhuǎn)矩，給機(jī)械機(jī)構(gòu)很大的沖擊，縮短整個傳動鏈的壽命。 設(shè)定的時間太長，電阻過晚切除，會使起動時間過長，不利于設(shè)備的使用和控 制，降低了設(shè)備效率等問題，如圖3所示電機(jī)轉(zhuǎn)子切電阻時間繼電器控制方式 的控制效果圖，實際電機(jī)在切換轉(zhuǎn)子電阻的同時，承受的切換力矩與電流沖擊 是極不規(guī)律的(見ab，cd，ef,gh段)，大多數(shù)情況是遠(yuǎn)大于電機(jī)額定值的。這是 因為切換的條件是靠時間繼電器控制，而實際中，時間繼電器的調(diào)節(jié)是完全靠 經(jīng)驗值的(見bc,de，fg段)，不是十分準(zhǔn)確。另外，由于在不同的運(yùn)行方向， 負(fù)載的作用不同，時間的調(diào)整就更困難，在下降方向，由于負(fù)載為加速力矩， 電動機(jī)減速度大，設(shè)定時間短，有利于電動機(jī)，但在上升方向，由于負(fù)載為阻 力力矩，電動機(jī)減速度小，設(shè)定時間短存在與阻力負(fù)載相同的情況，甚至更差。 反之設(shè)定時間長，在上升方向可能合適，在下降方向由于時間長，就會造成電動機(jī)超速運(yùn)行，為設(shè)備運(yùn)行帶來不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制一種在電機(jī)傳統(tǒng)切電阻控制方式基礎(chǔ) 上，以電機(jī)轉(zhuǎn)子頻率為切電阻條件的控制裝置。具體技術(shù)手段如下-一種頻率繼電器，其特征在于包括
頻率測量電路，用于將輸入的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率信號進(jìn)行濾波處理， 將諧波分量、直流分量和干擾信號濾掉，并對還原后的信號進(jìn)行放大處理后進(jìn) 行模/數(shù)轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號傳輸?shù)娇刂茊卧校?br> 設(shè)置輸入單元，用于向控制單元輸入設(shè)定信號，即使繼電器動作的YZR電 動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率設(shè)定值；
繼電器單元，在接收控制信號后進(jìn)行相應(yīng)的開點的閉合或閉點的打開，以 實現(xiàn)將轉(zhuǎn)子電阻連接或切掉；
控制單元，在接收到頻率測量電路傳回的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率信號后， 將其轉(zhuǎn)化為具體的頻率數(shù)值，使其同設(shè)置輸入單元輸入的使繼電器動作的YZR 電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)頻率測量電路傳回的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的 頻率達(dá)到上述頻率設(shè)定值后，向繼電器單元發(fā)出控制信號，使繼電器單元中的 繼電器動作。
所述繼電器單元中包括一個以上的繼電器，相應(yīng)的設(shè)置輸入單元能夠向控 制單元輸入一個以上的使繼電器動作的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率設(shè)定值。
所述控制單元還通過檢測YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率，以判斷電動機(jī)的運(yùn)行狀 態(tài)，當(dāng)在相應(yīng)檔位，檢測頻率與實際設(shè)定值相差較遠(yuǎn)通過顯示單元提示報警， 并控制電源開關(guān)進(jìn)行斷電保護(hù)。
本發(fā)明提供的頻率繼電器相對于YZR型三相異步繞線式電動機(jī)傳統(tǒng)控制方 式，頻率繼電器比時間繼電器有更精確的控制，它通過對電動機(jī)轉(zhuǎn)子頻率(速度) 進(jìn)行檢測，按照設(shè)定的頻率進(jìn)行相應(yīng)的控制，這樣無論何種情況，電阻切換點 均為固定切換點。設(shè)定合適的切換點，即可加快電動機(jī)的速度響應(yīng)時間，又不 會使電動機(jī)承受過載和過流，極大的提高電動機(jī)的運(yùn)行安全。頻率繼電器還可 用于對電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的保護(hù)，電動機(jī)在某種狀態(tài)運(yùn)行時，可以通過檢測電動 機(jī)轉(zhuǎn)子頻率來判斷是否處于控制狀態(tài)，當(dāng)失控時可以提示報警，進(jìn)行斷電保護(hù)。 另外，其結(jié)構(gòu)簡單、便于生產(chǎn)而且成本低廉適于在電動機(jī)轉(zhuǎn)子電阻切換領(lǐng)域內(nèi) 廣泛推廣


圖1為傳統(tǒng)檔位控制電阻切換的原理示意圖； 圖2為本發(fā)明所述切換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3為電機(jī)轉(zhuǎn)子切電阻采用時間繼電器控制方式的實現(xiàn)過程示意圖； 圖4為本發(fā)明切換電阻為單電阻實施例的頻率設(shè)定值的示意圖； 圖5為本發(fā)明切換電阻為單電阻切換裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為本發(fā)明切換電阻為四個電阻實施例的頻率設(shè)定值的示意圖； 圖7為本發(fā)明切換電阻為四個電阻切換裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為電機(jī)轉(zhuǎn)子切電阻采用時間繼電器控制方式的實現(xiàn)過程示意圖。
具體實施例方式
如圖2所示為該頻率繼電器，包括用于將輸入的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率 信號進(jìn)行濾波處理，將諧波分量、直流分量和干擾信號濾掉，并對還原后的信 號進(jìn)行放大處理后進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號傳輸?shù)娇刂茊卧械念l 率測量電路；用于向控制單元輸入設(shè)定信號，即使繼電器動作的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn) 子的頻率設(shè)定值的設(shè)置輸入單元；用于在接收控制信號后進(jìn)行相應(yīng)的開點的閉 合或閉點的打開，以實現(xiàn)將轉(zhuǎn)子電阻連接或切掉的繼電器單元；以及在接收到 頻率測量電路傳回的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率信號后，將其轉(zhuǎn)化為具體的頻率數(shù) 值，使其同設(shè)置輸入單元輸入的使繼電器動作的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率設(shè)定值 進(jìn)行比較，當(dāng)頻率測量電路傳回的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率達(dá)到上述頻率設(shè)定值 后，向繼電器單元發(fā)出控制信號，使繼電器單元中的繼電器動作的控制單元。 其中頻率測量電路為隔離電路、濾波器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的集成電路；設(shè)置輸入單 元為外部輸入裝置，這里可以采用顯示單元和設(shè)置輸入單元一體的觸摸屏來實 現(xiàn)；繼電器單元可以采用一個以上的繼電器組，相應(yīng)的設(shè)置輸入單元也能夠向 控制單元輸入一個以上的使繼電器動作的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率設(shè)定值，以控 制電機(jī)電阻的不同檔位的切換；控制單元為主控裝置，可以是單片機(jī)和PLC等 處理設(shè)備，以下實施例采用單片機(jī)來實現(xiàn)。
實施例l:如圖4、圖5所示，為電動機(jī)單檔控制，進(jìn)行測量時將頻率測量 電路的檢測輸入端連接到Y(jié)ZR型三相異步繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子端子上，通過頻率 測量電路中的濾波器濾掉輸入電壓信號中的諧波分量、直流分量和干擾信號， 以還原出被測電源頻率，在經(jīng)過運(yùn)放器和模/數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，交于單片機(jī)進(jìn)行處 理運(yùn)算，最后計算出電源的頻率同單片機(jī)根據(jù)設(shè)置輸入單元輸入的切換頻率數(shù)值進(jìn)行比對，當(dāng)測得的頻率到達(dá)設(shè)定值時，單片機(jī)會控制相應(yīng)的繼電器動作，
完成檔位切換的控制(如圖4中所示，當(dāng)頻率達(dá)到a點時，控制器給繼電器控 制信號，相應(yīng)繼電器完成電阻的切換)。
實施例2:如圖6、圖7和圖8所示，其接線方式上和裝置的設(shè)置上同實施 例1相同，不同的是這里采用的是4個檔位的切換控制，也就是繼電器單元需 要4個繼電器完成4個檔位的切換任務(wù)，相應(yīng)的設(shè)置輸入單元輸入4個合適的 切換點的頻率值。如圖6所示，這里通過設(shè)置輸入單元向控制器輸入了 a、 b、 c 和d 4個切換點，在使用該裝置對YZR型三相異步繞線式電動機(jī)完成電阻切換 是自動過程，如圖8所示的切換轉(zhuǎn)子電阻的情況，可以看出實際電機(jī)在切換轉(zhuǎn) 子電阻的同時，切換力矩與承受的電流是極其規(guī)律的(見ab，cd,ef，gh段)。通 過參數(shù)設(shè)置，可以滿足您的電機(jī)在轉(zhuǎn)子電阻切換的時候，具有足夠的力矩，同 時電機(jī)轉(zhuǎn)子電流也控制在適當(dāng)?shù)姆秶?br> 另外，控制單元還通過檢測YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率，以判斷電動機(jī)的運(yùn)行 狀態(tài)，當(dāng)在相應(yīng)檔位，檢測頻率與實際設(shè)定值相差較遠(yuǎn)通過顯示單元提示報警， 并控制電源開關(guān)進(jìn)行斷電保護(hù)。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本 發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種頻率繼電器，其特征在于包括頻率測量電路，用于將輸入的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率信號進(jìn)行濾波處理，將諧波分量、直流分量和干擾信號濾掉，并對還原后的信號進(jìn)行放大處理后進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號傳輸?shù)娇刂茊卧?；設(shè)置輸入單元，用于向控制單元輸入設(shè)定信號，即使繼電器動作的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率設(shè)定值；繼電器單元，在接收控制信號后進(jìn)行相應(yīng)的開點的閉合或閉點的打開，以實現(xiàn)將轉(zhuǎn)子電阻連接或切掉；控制單元，在接收到頻率測量電路傳回的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率信號后，將其轉(zhuǎn)化為具體的頻率數(shù)值，使其同設(shè)置輸入單元輸入的使繼電器動作的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)頻率測量電路傳回的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率達(dá)到上述頻率設(shè)定值后，向繼電器單元發(fā)出控制信號，使繼電器單元中的繼電器動作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率繼電器，其特征在于所述繼電器單元中 包括一個以上的繼電器，相應(yīng)的設(shè)置輸入單元能夠向控制單元輸入一個以上的 使繼電器動作的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率設(shè)定值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率繼電器，其特征在于所述控制單元還通 過檢測YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率，以判斷電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)在相應(yīng)檔位，檢 測頻率與實際設(shè)定值相差較遠(yuǎn)通過顯示單元提示報警，并控制電源開關(guān)進(jìn)行斷 電保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頻率繼電器，其特征在于包括頻率測量電路、設(shè)置輸入單元、繼電器單元以及控制單元；在接收到頻率測量電路傳回的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率信號后，將其轉(zhuǎn)化為具體的頻率數(shù)值，使其同設(shè)置輸入單元輸入的使繼電器動作的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)頻率測量電路傳回的YZR電動機(jī)轉(zhuǎn)子的頻率達(dá)到上述頻率設(shè)定值后，向繼電器單元發(fā)出控制信號，使繼電器單元中的繼電器動作。本發(fā)明提供的切換裝置相對于YZR型三相異步繞線式電動機(jī)傳統(tǒng)控制方式，頻率繼電器比時間繼電器有更精確的控制。另外，其結(jié)構(gòu)簡單、便于生產(chǎn)而且成本低廉適于在電動機(jī)轉(zhuǎn)子電阻切換領(lǐng)域內(nèi)廣泛推廣。
文檔編號H02P1/34GK101615873SQ20091001271
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者波 滕 申請人:大連美恒時代科技有限公司