專利名稱：智能兼容式可控硅三相調(diào)壓控制模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)為一體的綜 合自動(dòng)控制系統(tǒng)，可應(yīng)用于工業(yè)控制中的三相交流感性、阻性負(fù)載的可控硅調(diào)壓驅(qū)動(dòng)控制， 尤其可用于60KW以下的三相交流異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)、軟停車、節(jié)能、缺斷相保護(hù)、過(guò)載保 護(hù)、調(diào)速等方面的控制。本實(shí)用新型以模塊形式封裝，可直接驅(qū)動(dòng)外接反并聯(lián)單向可控硅或 反并聯(lián)單向可控硅模塊，可應(yīng)用于_20°C +65°C溫度環(huán)境。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上的相關(guān)控制系統(tǒng)控制方式范圍有限，對(duì)不同功率的三相交流異步電 動(dòng)機(jī)不能兼容控制，而尚需選用對(duì)應(yīng)的控制設(shè)備，而控制系統(tǒng)的控制部分復(fù)雜，同步信號(hào)、 驅(qū)動(dòng)方式仍采用同步變壓器、脈沖變壓器，因此體積大，不利于模塊化結(jié)構(gòu)。模塊化結(jié)構(gòu)是 工業(yè)自動(dòng)化控制的發(fā)展方向，因此，需設(shè)計(jì)一種使用簡(jiǎn)單、可靠性高、體積小、兼容性強(qiáng)的模 塊化控制部分。發(fā)明內(nèi)容為克服目前多種相關(guān)控制系統(tǒng)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種智能兼容式可控硅三 相調(diào)壓控制模塊，該控制模塊能根據(jù)預(yù)先設(shè)置，自動(dòng)控制完成三相交流異步電動(dòng)機(jī)的軟啟 動(dòng)、節(jié)能或調(diào)速、過(guò)載保護(hù)、缺斷相保護(hù)及軟停車，并支持電動(dòng)機(jī)星或角的三線制接法?？刂?模塊能直接兼容觸發(fā)IF為3A-250A的反并聯(lián)單向可控硅，或反并聯(lián)單向可控硅模塊?？刂?模塊不用同步變壓器及脈沖變壓器，由外接三相反并聯(lián)單向可控硅模塊兩端獲得三相電流 過(guò)零同步信號(hào)，由控制模塊直接觸發(fā)三相反并聯(lián)單向可控硅，或三相反并聯(lián)單向可控硅模 塊。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是單片計(jì)算機(jī)作為核心控制器， 其5個(gè)控制接口控制5個(gè)緩沖驅(qū)動(dòng)器輸入端，緩沖驅(qū)動(dòng)器輸出端接外部對(duì)應(yīng)的啟停、軟啟 動(dòng)、節(jié)能、斷相、過(guò)載狀態(tài)的LED顯示器接口 ；單片計(jì)算機(jī)作為核心控制器，其3個(gè)控制接口 接外部的啟停鍵、設(shè)置鍵輸入接口 ；單片計(jì)算機(jī)作為核心控制器，其3個(gè)控制接口識(shí)別3個(gè) 對(duì)應(yīng)電壓比較器輸出的A、B、C三相同步信號(hào)；單片計(jì)算機(jī)作為核心控制器，其3個(gè)控制接 口控制3個(gè)緩沖驅(qū)動(dòng)器輸入端，緩沖驅(qū)動(dòng)器輸出端驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的3個(gè)高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器控 制端，3個(gè)高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器輸出端接外部對(duì)應(yīng)的3個(gè)反并聯(lián)單向可控硅模塊接口。外 部A、B、C三相交流電壓接口，經(jīng)3個(gè)降壓器接對(duì)應(yīng)的3個(gè)光電耦合檢測(cè)器輸入端，光電耦 合檢測(cè)器輸出端接對(duì)應(yīng)的3個(gè)電壓比較器。開(kāi)關(guān)電源模塊輸入端交流側(cè)接外部A相檢測(cè) 入接口，及外部零線接口，開(kāi)關(guān)電源模塊輸出端直流側(cè)正極接內(nèi)部電源供電端子，開(kāi)關(guān)電源 模塊輸出端直流側(cè)負(fù)極接內(nèi)部公共接地端子。內(nèi)部所有供電部件電源端均接至電源供電 端子、公共接地端子。將單片計(jì)算機(jī)(STC89C52)、光電耦合檢測(cè)器(TLP521)、串行A/D轉(zhuǎn) 換器(TLC0832)、緩沖驅(qū)動(dòng)器(7407)、電壓比較器(LM2901)、降壓器、高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器 (TLP525-1)、限流器、整流濾波器和開(kāi)關(guān)電源模塊集成于耐高壓陶瓷PCB電路基板上，電路 基板兩側(cè)引出功能端子與外部接口排座相接，將電路基板置于PVC塑殼內(nèi)用環(huán)氧樹(shù)脂封 閉，將PVC塑殼封閉組成控制模塊?？刂颇K外部?jī)蓚?cè)接口排座，一側(cè)接外部時(shí)設(shè)置按鍵及LED狀態(tài)顯示器，另一側(cè)接外部的三相電源、電流互感器、反并聯(lián)單向可控硅模塊及三相交 流異步電動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型的有益效果是，自動(dòng)控制完成三相交流異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)、節(jié)能或 調(diào)速、過(guò)載保護(hù)、缺斷相保護(hù)及軟停車，支持電動(dòng)機(jī)星或角的三線制接法，并能直接兼容觸 發(fā)IF為3A-250A的反并聯(lián)單向可控硅或反并聯(lián)單向可控硅模塊，能使電動(dòng)機(jī)處于合理運(yùn)行 狀態(tài)。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明，

圖1是本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成及其與外部接口連接關(guān)系原理圖，圖2是本實(shí)用新型的外部正視圖，圖3是本實(shí)用新型的外形橫向側(cè)視圖，圖4是本實(shí)用新型與外部各相關(guān)部件連接總體接線圖。圖1中，虛線框外(控制模塊外部，與圖2對(duì)應(yīng))2 16.信號(hào)檢測(cè)及觸發(fā)接口， 17 25.設(shè)置按鍵及LED狀態(tài)顯示器接口。虛線框內(nèi)(控制模塊內(nèi)部)1.單片計(jì)算機(jī)， 2 6.緩沖驅(qū)動(dòng)器，7.限流器，8.開(kāi)關(guān)電源模塊，9 11.電壓比較器，12 14.緩沖驅(qū)動(dòng) 器，15 17.光電耦合檢測(cè)器，18 20.降壓器，21 23.高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器，24.串行 A/D轉(zhuǎn)換器，25.整流濾波器，26.內(nèi)部電源供電端子，27.內(nèi)部公共接地端子。圖2中，1.控制模塊殼體，2.電流互感器接口，3.電流互感器接口，4.零線接口， 5. C相檢測(cè)出接口，6. C相觸發(fā)正接口，7. C相觸發(fā)負(fù)接口，8. C相檢測(cè)入接口，9. B相檢測(cè) 出接口，10. B相觸發(fā)正接口，11. B相觸發(fā)負(fù)接口，12. B相檢測(cè)入接口，13. A相檢測(cè)出接口， 14.A相觸發(fā)正接口，15.A相觸發(fā)負(fù)接口，16.A相檢測(cè)入接口，17.啟停鍵接口，18.設(shè)置鍵接 口，19.鍵公共接口，20. LED啟停顯示接口，21. LED軟啟動(dòng)顯示接口，22. LED節(jié)能顯示接口， 23. LED斷相顯示接口，24. LED過(guò)載顯示接口，25. LED顯示公共接口，26.設(shè)置按鍵及LED狀 態(tài)顯示器接口排座，27.信號(hào)檢測(cè)及觸發(fā)接口排座，28 31.控制模塊固定端子。圖3中，1.控制模塊殼體，26.設(shè)置按鍵及LED狀態(tài)顯示器接口排座，27.信號(hào)檢測(cè) 及觸發(fā)接口排座，30、31.控制模塊固定端子。圖4中，1.控制模塊殼體，2.電流互感器接口，3.電流互感器接口，4.零線接口， 5. C相檢測(cè)出接口，6. C相觸發(fā)正接口，7. C相觸發(fā)負(fù)接口，8. C相檢測(cè)入接口，9. B相檢測(cè) 出接口，10. B相觸發(fā)正接口，11. B相觸發(fā)負(fù)接口，12. B相檢測(cè)入接口，13. A相檢測(cè)出接口， 14. A相觸發(fā)正接口，15. A相觸發(fā)負(fù)接口，16. A相檢測(cè)入接口，17.啟停鍵接口，18.設(shè)置鍵 接口，19.鍵公共接口，20. LED啟停顯示接口，21. LED軟啟動(dòng)顯示接口，22. LED節(jié)能顯示接 口，23. LED斷相顯示接口，24. LED過(guò)載顯示接口，25. LED顯示公共接口，26.設(shè)置按鍵及LED 狀態(tài)顯示器接口排座，27.信號(hào)檢測(cè)及觸發(fā)接口排座，28 31.控制模塊固定端子，32. A相 反并聯(lián)單向可控硅模塊，33. B相反并聯(lián)單向可控硅模塊，34. C相反并聯(lián)單向可控硅模塊， 35.電流互感器，36.三相交流異步電動(dòng)機(jī)，37. A相電源端子，38. B相電源端子，39. C相電源 端子，40.零線端子，41.啟停鍵，42.設(shè)置鍵，43. LED啟停狀態(tài)顯示器，44. LED軟啟動(dòng)狀態(tài)顯 示器，45. LED節(jié)能狀態(tài)顯示器，46. LED斷相狀態(tài)顯示器，47. LED過(guò)載狀態(tài)顯示器。
具體實(shí)施方式
在圖1中，虛線框內(nèi)為控制模塊內(nèi)部部件，其中單片計(jì)算機(jī)(l)Pl.O接口與緩沖驅(qū)動(dòng)器⑵輸入端相連，緩沖驅(qū)動(dòng)器⑵輸出端與外部排座中LED過(guò)載顯示接口(24)相連， 單片計(jì)算機(jī)(DPI. 1接口與緩沖驅(qū)動(dòng)器(3)輸入端相連，緩沖驅(qū)動(dòng)器(3)輸出端與外部排 座中LED斷相顯示接口(23)相連，單片計(jì)算機(jī)(I)Pl. 2接口與緩沖驅(qū)動(dòng)器(4)輸入端相連， 緩沖驅(qū)動(dòng)器(4)輸出端與外部排座中LED節(jié)能顯示接口(22)相連，單片計(jì)算機(jī)(I)Pl. 3接 口與緩沖驅(qū)動(dòng)器(5)輸入端相連，緩沖驅(qū)動(dòng)器(5)輸出端與外部排座中LED軟啟動(dòng)顯示接 口(21)相連，單片計(jì)算機(jī)(I)Pl. 4接口與緩沖驅(qū)動(dòng)器(6)輸入端相連，緩沖驅(qū)動(dòng)器(6)輸 出端與外部排座中LED啟停顯示接口(20)相連。單片計(jì)算機(jī)(1)P1.5接口與外部排座中鍵公共接口(19)相連，單片計(jì)算機(jī)⑴ Pl. 6接口與外部排座中設(shè)置鍵接口(18)相連，單片計(jì)算機(jī)(I)Pl. 7接口與外部排座中啟停 鍵接口(17)相連。開(kāi)關(guān)電源模塊⑶經(jīng)電源供電端子(26)、限流器(7)與外部排座中LED 顯示公共接口(25)相連。光電耦合檢測(cè)器(15)輸出端與電壓比較器(9)輸入端相連，電壓比較器(9)輸出 端與單片計(jì)算機(jī)(1)P2.0接口相連，光電耦合檢測(cè)器(16)輸出端與電壓比較器(10)輸入 端相連，電壓比較器(10)輸出端與單片計(jì)算機(jī)(1)P2. 1接口相連，光電耦合檢測(cè)器(17)輸 出端與電壓比較器(11)輸入端相連，電壓比較器(11)輸出端與單片計(jì)算機(jī)(1)P2.2接口 相連。降壓器(18)輸入端與外部排座中A相檢測(cè)入接口(16)相連，降壓器(18)輸出端 與光電耦合檢測(cè)器(15)輸入正端相連，光電耦合檢測(cè)器(15)輸入負(fù)端與外部排座中A相 檢測(cè)出接口(13)相連，降壓器(19)輸入端與外部排座中B相檢測(cè)入接口(12)相連，降壓器 (19)輸出端與光電耦合檢測(cè)器(16)輸入正端相連，光電耦合檢測(cè)器(16)輸入負(fù)端與外部 排座中B相檢測(cè)出接口(9)相連，降壓器(20)輸入端與外部排座中C相檢測(cè)入接口(8)相 連，降壓器(20)輸出端與光電耦合檢測(cè)器(17)輸入正端相連，光電耦合檢測(cè)器(17)輸入 負(fù)端與外部排座中C相檢測(cè)出接口(5)相連。單片計(jì)算機(jī)(1)P2.3接口與緩沖驅(qū)動(dòng)器(12)輸入端相連，緩沖驅(qū)動(dòng)器(12)輸出 端與高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(21)控制端相連，高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(21)輸出正端與外部排 座中A相觸發(fā)正接口(14)相連，高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(21)輸出負(fù)端與外部排座中A相觸 發(fā)負(fù)接口(15)相連，單片計(jì)算機(jī)(1)P2.4接口與緩沖驅(qū)動(dòng)器(13)輸入端相連，緩沖驅(qū)動(dòng)器 (13)輸出端與高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(22)控制端相連，高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(22)輸出正端 與外部排座中B相觸發(fā)正接口(10)相連，高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(22)輸出負(fù)端與外部排座 中B相觸發(fā)負(fù)接口(11)相連，單片計(jì)算機(jī)(1)P2.5接口與緩沖驅(qū)動(dòng)器(13)輸入端相連，緩 沖驅(qū)動(dòng)器(13)輸出端與高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(23)控制端相連，高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(23) 輸出正端與外部排座中C相觸發(fā)正接口(6)相連，高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(23)輸出負(fù)端與外 部排座中C相觸發(fā)負(fù)接口(7)相連。整流濾波器(25)輸入端與外部排座中電流互感器接 口⑵、⑶相連，整流濾波器(25)輸出端與串行A/D轉(zhuǎn)換器(24)模擬輸入端相連，串行A/ D轉(zhuǎn)換器(24)數(shù)字輸出端與單片計(jì)算機(jī)(1)P2.6、P2.7接口相連。開(kāi)關(guān)電源模塊(8)輸入端交流側(cè)接外部排座中A相檢測(cè)入接口(16)及外部零線 接口(4)，開(kāi)關(guān)電源模塊(8)輸出端直流側(cè)正極接內(nèi)部電源供電端子(26)，開(kāi)關(guān)電源模塊 (8)輸出端直流側(cè)負(fù)極接內(nèi)部公共接地端子(27)。內(nèi)部所有供電部件電源端均接至電源供 電端子(26)、公共接地端子(27)。[0026] 在圖2實(shí)施例中，單片計(jì)算機(jī)(1)、緩沖驅(qū)動(dòng)器(2) (6)、限流器(7)、開(kāi)關(guān)電源模 塊(8)、電壓比較器(9) (11)、緩沖驅(qū)動(dòng)器(12) (14)、光電耦合檢測(cè)器(15) (17)、 降壓器(18) (20)、高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(21) (23)、串行A/D轉(zhuǎn)換器(24)、整流濾波 器(25)，均集成于耐高壓陶瓷PCB電路基板上，基板置于PVC塑殼內(nèi)，基板兩側(cè)電路引出功 能端子接于PVC塑殼外部排座(26)、(27)對(duì)應(yīng)接口，用環(huán)氧樹(shù)脂封閉PVC塑殼內(nèi)部，將PVC 塑殼封閉組成控制模塊。
權(quán)利要求一種智能兼容式可控硅三相調(diào)壓控制模塊，模塊是PVC塑殼封裝，外部?jī)蓚?cè)有排座接口及固定端子，模塊一側(cè)排座接口用于接外部的設(shè)置按鍵及LED狀態(tài)顯示器，另一側(cè)用于接外部的三相電源、電流互感器、反并聯(lián)單向可控硅模塊及三相交流異步電動(dòng)機(jī)，模塊內(nèi)部是將單片計(jì)算機(jī)(STC89C52)、光電耦合檢測(cè)器(TLP521)、串行A/D轉(zhuǎn)換器(TLC0832)、緩沖驅(qū)動(dòng)器(7407)、電壓比較器(LM2901)、降壓器、高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器(TLP525 1)、限流器、整流濾波器和開(kāi)關(guān)電源模塊集成于耐高壓陶瓷PCB電路基板上，并置于PVC塑殼內(nèi)用環(huán)氧樹(shù)脂封閉，電路基板引出功能端子接PVC塑殼外部?jī)蓚?cè)的接口排座，將PVC塑殼封閉組成控制模塊，其特征是單片計(jì)算機(jī)作為核心控制器，3個(gè)控制接口控制3個(gè)緩沖驅(qū)動(dòng)器輸入端，緩沖驅(qū)動(dòng)器輸出端驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的3個(gè)高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器控制端，3個(gè)高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器輸出端接外部對(duì)應(yīng)的3個(gè)反并聯(lián)單向可控硅模塊接口；外部A、B、C三相交流電壓接口，經(jīng)3個(gè)降壓器接對(duì)應(yīng)的3個(gè)光電耦合檢測(cè)器輸入端，光電耦合檢測(cè)器輸出端接對(duì)應(yīng)的3個(gè)電壓比較器；開(kāi)關(guān)電源模塊輸入端交流側(cè)接外部A相檢測(cè)入接口，及外部零線接口，開(kāi)關(guān)電源模塊輸出端直流側(cè)正極接內(nèi)部電源供電端子，開(kāi)關(guān)電源模塊輸出端直流側(cè)負(fù)極接內(nèi)部公共接地端子，內(nèi)部所有供電部件電源端均接至電源供電端子、公共接地端子。
專利摘要一種能用于三相交流異步電動(dòng)機(jī)的智能兼容式可控硅三相調(diào)壓控制模塊。模塊內(nèi)置單片計(jì)算機(jī)、串行A/D轉(zhuǎn)換器、光電耦合檢測(cè)器、高壓光電耦合驅(qū)動(dòng)器、串行A/D轉(zhuǎn)換器、緩沖驅(qū)動(dòng)器、電壓比較器、降壓器、限流器、整流濾波器和開(kāi)關(guān)電源模塊等部件，均集成于耐高壓陶瓷PCB電路基板上，整體用PVC塑殼封裝內(nèi)用環(huán)氧樹(shù)脂封閉。控制模塊外部?jī)蓚?cè)有接口排座，一側(cè)用于外接設(shè)置按鍵及狀態(tài)顯示器，另一側(cè)用于外接三相電源、電流互感器、反并聯(lián)單向可控硅模塊及三相交流異步電動(dòng)機(jī)?？刂颇K能控制三相交流異步電動(dòng)機(jī)完成軟啟動(dòng)、節(jié)能或調(diào)速、過(guò)載保護(hù)、缺斷相保護(hù)及軟停車，能直接兼容觸發(fā)IF為3A-250A的反并聯(lián)單向可控硅模塊。
文檔編號(hào)H02P27/06GK201766549SQ201020292450
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月16日
發(fā)明者白偉 申請(qǐng)人:白偉