專利名稱：一種菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電機(jī)軟起動(dòng)器，特別是涉及一種菜單式全中文雙屏同步顯示 人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器。
背景技術(shù)：
三相鼠籠式異步電機(jī)因其結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單，成本的低廉，使用的方便，使其在目前市面 上應(yīng)用最為廣泛的電機(jī)，但是在起動(dòng)時(shí)，如直接加上其額定電壓，則起動(dòng)電流將達(dá)到額定電 流的8 100倍，而且在瞬間會(huì)產(chǎn)生很高的電流尖峰，對(duì)電網(wǎng)的沖擊非常之大，又由此產(chǎn)生 的機(jī)械振動(dòng)會(huì)損害電機(jī)轉(zhuǎn)子、軸連接器、中間齒輪以及負(fù)載等。所以一般都通過(guò)降低加到 電動(dòng)機(jī)定子繞組的電壓來(lái)減小電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。傳統(tǒng)的起動(dòng)方式有Υ-Δ起 動(dòng)，串電抗器降壓起動(dòng)，自藕變壓器降壓起動(dòng)等方式，但上述種種方式，在起動(dòng)過(guò)程中，都有 一個(gè)線圈電壓切換過(guò)程，因而對(duì)電網(wǎng)存在“二次沖擊”的問(wèn)題，目前有一種通常稱為“軟起動(dòng) 器”的固態(tài)電機(jī)起動(dòng)器，采用閘門(mén)式半導(dǎo)體器件，如半導(dǎo)體可控整流器(SCR，Semiconductor Controlled Rectifier)、閘流晶體管或固態(tài)電力開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起動(dòng)和停止，軟起時(shí)控 制半導(dǎo)體可控整流器的導(dǎo)通角使輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，將起動(dòng)電壓連續(xù)、平 滑地上升，直至全導(dǎo)通，達(dá)到額定電壓，使電機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)沖擊軟起動(dòng)；能徹底的解決傳統(tǒng)起動(dòng) 方式帶來(lái)的“二次沖擊”的問(wèn)題，也得到了廣泛的應(yīng)用。但是由于電機(jī)的原理的特殊性，不 同功率，不同負(fù)載，起停的曲線都不一樣，很難用一個(gè)或幾個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)工作， 因此，就需要設(shè)定如軟起方式，軟起電壓，軟起時(shí)間，起動(dòng)轉(zhuǎn)距，電流幅度，軟停時(shí)間，軟停電 壓等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，而目前市場(chǎng)上，多采用數(shù)碼管顯示單個(gè)功能碼值，這對(duì)需要設(shè)定比較多 的相關(guān)參數(shù)值的用戶來(lái)說(shuō)，提人員對(duì)全數(shù)字表達(dá)的方式很難記憶，即使一位多次調(diào)試的工 程技術(shù)人員，也很難記憶數(shù)量較多的功能參數(shù)，這無(wú)疑加大了使用的難度和復(fù)雜性，阻礙了 產(chǎn)品的推廣，降低了工作效率，同時(shí)在一定程度上也限制了現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)的拓展和延伸。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種菜單式全中 文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器，其采用樹(shù)型結(jié)構(gòu)、菜單式管理功能參數(shù)，功能碼 級(jí)別層次分明，而且采用人機(jī)交互式全中文雙屏同步顯示，提高了生產(chǎn)效率。本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種菜單式全中文雙屏 同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器，其特征在于，其串接在一個(gè)電源與一個(gè)電機(jī)之間，其采 用一個(gè)半導(dǎo)體可控整流器作為功率組件，通過(guò)一個(gè)中央處理器采集電機(jī)參數(shù)，中央處理器 包括數(shù)據(jù)采集模塊、多種電機(jī)數(shù)學(xué)模型矩陣模塊、模糊算法模塊、電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊和系統(tǒng) 調(diào)度模塊，系統(tǒng)調(diào)度模塊調(diào)度各模塊的流程，數(shù)據(jù)采集模塊采樣的電機(jī)參數(shù)與多種電機(jī)數(shù) 學(xué)模型矩陣模塊的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)模糊算法模塊的比對(duì)計(jì)算后，得到與當(dāng)前電機(jī)參數(shù)匹配的信號(hào) 來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)移相控制電路和功率驅(qū)動(dòng)電路使半導(dǎo)體 可控整流器相移，控制半導(dǎo)體可控整流器的導(dǎo)通角，使之加到電機(jī)上的電壓按中央處理器計(jì)算的規(guī)律達(dá)到全電壓。優(yōu)選地，所述采集電機(jī)參數(shù)包括電流采集、電壓采集、相序采集、同步信號(hào)采集及 功率因素采集。優(yōu)選地，所述中央處理器還連接一個(gè)輸入/輸出模塊和一個(gè)通訊模塊，輸入/輸出 模塊實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，通訊模塊實(shí)現(xiàn)全面的上位機(jī)遠(yuǎn)程的控制和監(jiān)測(cè)。優(yōu)選地，所述菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器還包括一個(gè)電 源保護(hù)電路以及一個(gè)噪聲吸收和瞬態(tài)保護(hù)電路，電源保護(hù)電路給電機(jī)軟性起?？刂蒲b置供 電，噪聲吸收和瞬態(tài)保護(hù)電路保護(hù)半導(dǎo)體可控整流器免于瞬間噪聲的干擾。優(yōu)選地，所述菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器還包括一個(gè)顯 示部分，顯示部分實(shí)時(shí)指示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。優(yōu)選地，所述中央處理器還包括人機(jī)接口程序模塊、通訊程序模塊和故障診斷模 塊。優(yōu)選地，所述半導(dǎo)體可控整流器采用三相反并聯(lián)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于本實(shí)用新型采用樹(shù)型結(jié)構(gòu)、菜單式管理功能參 數(shù)，功能碼級(jí)別層次分明，而且采用人機(jī)交互式全中文雙屏同步顯示，簡(jiǎn)單明了，極易現(xiàn)場(chǎng) 操作、調(diào)試和維護(hù)，大大提高了生產(chǎn)效率。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的原理示意圖。圖2為本實(shí)用新型中央處理器的原理圖。圖3為本實(shí)用新型起動(dòng)過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。如圖1所示，本實(shí)用新型菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器串 接在電源1和電機(jī)2之間，本實(shí)用新型包括半導(dǎo)體可控整流器3、中央處理器4、顯示部分 12、輸入/輸出模塊13、通訊模塊14、電源保護(hù)電路15、噪聲吸收和瞬態(tài)保護(hù)電路16，半導(dǎo) 體可控整流器3采用三相反并聯(lián)結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體可控整流器3作為功率組件，中央處理器4控 制采集電路采集電機(jī)參數(shù)，采集電機(jī)參數(shù)包括電流采集5、電壓采集6、相序采集7、同步信 號(hào)采集8及功率因素采集9等，中央處理器4根據(jù)采集回的數(shù)據(jù)來(lái)處理分析，應(yīng)用半導(dǎo)體可 控整流器3的相移技術(shù)，控制半導(dǎo)體可控整流器3的導(dǎo)通角，使之加到電機(jī)2上的電壓按計(jì) 算的規(guī)律慢慢達(dá)到全電壓，并由顯示部分12的三組不同顏色的LED(發(fā)光二極管)實(shí)時(shí)指 示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行狀態(tài)如軟起中、軟停止中、故障報(bào)警等狀態(tài)，使系統(tǒng)狀態(tài)一目了然； 輸入/輸出模塊13、通訊模塊14與中央處理器4連接，輸入/輸出模塊13實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互 功能，控制本實(shí)用新型起停指今輸入以及故障報(bào)警的輸出，通訊模塊14采用RS485 ( 一種半 雙工的差分串行總線)通訊，使用Modbus (—種串行通信協(xié)議)或自定義協(xié)議，實(shí)現(xiàn)全面 的上位機(jī)遠(yuǎn)程的控制和監(jiān)測(cè)；電源保護(hù)電路15給電機(jī)軟性起停控制裝置供電，電源保護(hù)電 路15采用UC3844(—種電流型PWM控制器)組成的100KHz/50W的開(kāi)關(guān)電源，輸入電壓從 ACllOV 450V均能正常工作，抗干擾強(qiáng)，工作穩(wěn)定，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，為本實(shí)用新型的穩(wěn)定工作提供了保障；噪聲吸收和瞬態(tài)保護(hù)電路16保護(hù)半導(dǎo)體可控整流器3免于瞬間噪聲的干擾， 減少和避免di/dt對(duì)半導(dǎo)件器件的損壞。如圖2所示，本實(shí)用新型的操作主要通過(guò)中央處理器4的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，采用面向 對(duì)象的設(shè)計(jì)理念，中央處理器4主要包括以下八個(gè)模塊電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊17，其包括半導(dǎo)體可控整流器的移相觸發(fā)控制及三相觸發(fā)脈沖 的時(shí)序管理；多種電機(jī)數(shù)學(xué)模型矩陣模塊18，其是通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上多種不同負(fù)載的電機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng) 實(shí)施采集，建立多個(gè)數(shù)學(xué)模型形成的多種電機(jī)數(shù)學(xué)模型矩陣數(shù)據(jù)，主要是為模糊算法做準(zhǔn) 備；模糊算法模塊19，其主要是把數(shù)據(jù)采集模塊20采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、匯總、可 用化分析，控制策略和控制算法的實(shí)現(xiàn)，通過(guò)模糊算法實(shí)現(xiàn)軟起、軟停工作；數(shù)據(jù)采集模塊20，其主要負(fù)責(zé)各種變化量對(duì)象的采集和整理，如電壓、電流、功率 因素部分、相序等信號(hào)，并通過(guò)不同類(lèi)型的數(shù)字濾波，把數(shù)據(jù)對(duì)象提供給模糊算法模塊19 ；人機(jī)接口程序模塊21，其主要包括I/O對(duì)象和狀態(tài)顯示對(duì)象；通訊程序模塊22，其具有對(duì)在RS485通訊的物理層上的應(yīng)用協(xié)議，現(xiàn)在自定義協(xié) 議和Modbus，也可先配ibus_DP ( 一種現(xiàn)場(chǎng)總線)；故障診斷模塊23，其主要作用為故障診斷，即對(duì)缺相，過(guò)載，過(guò)溫、外部輸入錯(cuò)誤、 電子保險(xiǎn)、失速保護(hù)等；系統(tǒng)調(diào)度模塊M，其主要負(fù)責(zé)各模塊的總體優(yōu)化調(diào)度，含有同步中斷對(duì)象、工況對(duì) 象及其輔助對(duì)象。在上述各個(gè)模塊之間，采用消息機(jī)制的方式進(jìn)行耦合、協(xié)調(diào)和通訊。在上面的八 個(gè)模塊中，系統(tǒng)中的大部分消息是通過(guò)系統(tǒng)調(diào)度模塊進(jìn)行集中收發(fā)，以協(xié)調(diào)各個(gè)對(duì)象之間 的關(guān)系，各個(gè)模塊中與系統(tǒng)調(diào)度模塊相關(guān)的消息有單向的，也有雙向的，從而有續(xù)地、快速 去完成各自的任務(wù)。本實(shí)用新型數(shù)據(jù)采集模塊采樣的電機(jī)參數(shù)與多種電機(jī)數(shù)學(xué)模型矩陣模 塊的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)模糊算法模塊的比對(duì)計(jì)算后，得到與當(dāng)前電機(jī)參數(shù)匹配的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)基 本驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)移相控制電路和功率驅(qū)動(dòng)電路使半導(dǎo)體可控整流器相 移，控制半導(dǎo)體可控整流器的導(dǎo)通角，使之加到電機(jī)上的電壓按中央處理器計(jì)算的規(guī)律達(dá)到全電壓。下面是以起動(dòng)過(guò)程為例，停止過(guò)程大抵相似，如圖3所示，起動(dòng)過(guò)程具體執(zhí)行如下步驟步驟一起動(dòng)命令給定；步驟二判斷是否是首次上電起動(dòng)？如果是，則執(zhí)行步驟三；如果不是，則執(zhí)行步驟八；步驟三瞬時(shí)試運(yùn)行；步驟四采集數(shù)據(jù)；步驟五數(shù)字濾波代入陣列；步驟六模糊比對(duì)取最佳數(shù)據(jù)；步驟七計(jì)算曲線；步驟八如果是第二次啟動(dòng)，則取前一次數(shù)據(jù)；如果是第三次啟動(dòng)，則取前二次數(shù)據(jù)；如果是大于第三次啟動(dòng)，則取前三次數(shù)據(jù)；步驟九求負(fù)載變化度Δ E ；步驟十模糊計(jì)算起動(dòng)曲線，遞交給電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊去觸發(fā)半導(dǎo)體可控整流 器；步驟十發(fā)起動(dòng)指令；步驟十一采集數(shù)據(jù)數(shù)字濾波；步驟十二 起動(dòng)完成；步驟十三數(shù)據(jù)入陣列；步驟十四起動(dòng)完成。以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅 是舉例說(shuō)明，在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種 變更或修改。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求1.一種菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器，其特征在于，其串接在 一個(gè)電源與一個(gè)電機(jī)之間，其采用一個(gè)半導(dǎo)體可控整流器作為功率組件，通過(guò)一個(gè)中央處 理器采集電機(jī)參數(shù)，中央處理器包括數(shù)據(jù)采集模塊、多種電機(jī)數(shù)學(xué)模型矩陣模塊、模糊算法 模塊、電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊和系統(tǒng)調(diào)度模塊，系統(tǒng)調(diào)度模塊調(diào)度各模塊的流程，數(shù)據(jù)采集模塊 采樣的電機(jī)參數(shù)與多種電機(jī)數(shù)學(xué)模型矩陣模塊的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)模糊算法模塊的比對(duì)計(jì)算后，得 到與當(dāng)前電機(jī)參數(shù)匹配的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)移相控制 電路和功率驅(qū)動(dòng)電路使半導(dǎo)體可控整流器相移，控制半導(dǎo)體可控整流器的導(dǎo)通角，使之加 到電機(jī)上的電壓按中央處理器計(jì)算的規(guī)律達(dá)到全電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器，其特征 在于，所述采集電機(jī)參數(shù)包括電流采集、電壓采集、相序采集、同步信號(hào)采集及功率因素采 集。
3.如權(quán)利要求1所述的菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器，其特征 在于，所述中央處理器還連接一個(gè)輸入/輸出模塊和一個(gè)通訊模塊，輸入/輸出模塊實(shí)現(xiàn)人 機(jī)交互功能，通訊模塊實(shí)現(xiàn)全面的上位機(jī)遠(yuǎn)程的控制和監(jiān)測(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器，其特征 在于，所述菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器還包括一個(gè)電源保護(hù)電路 以及一個(gè)噪聲吸收和瞬態(tài)保護(hù)電路，電源保護(hù)電路給電機(jī)軟性起?？刂蒲b置供電，噪聲吸 收和瞬態(tài)保護(hù)電路保護(hù)半導(dǎo)體可控整流器免于瞬間噪聲的干擾。
5.如權(quán)利要求1所述的菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器，其特征 在于，所述菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器還包括一個(gè)顯示部分，顯 示部分實(shí)時(shí)指示系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求1所述的菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器，其特征 在于，所述中央處理器還包括人機(jī)接口程序模塊、通訊程序模塊和故障診斷模塊。
7.如權(quán)利要求1所述的菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器，其特征 在于，所述半導(dǎo)體可控整流器采用三相反并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種菜單式全中文雙屏同步顯示人機(jī)交互型電機(jī)軟起動(dòng)器，其串接在電源與電機(jī)之間，其采用半導(dǎo)體可控整流器作為功率組件，通過(guò)中央處理器采集電機(jī)參數(shù)，中央處理器包括數(shù)據(jù)采集模塊、多種電機(jī)數(shù)學(xué)模型矩陣模塊、模糊算法模塊、電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊和系統(tǒng)調(diào)度模塊，系統(tǒng)調(diào)度模塊調(diào)度各模塊的流程，數(shù)據(jù)采集模塊采樣的電機(jī)參數(shù)與多種電機(jī)數(shù)學(xué)模型矩陣模塊的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)模糊算法模塊的比對(duì)計(jì)算后，得到與當(dāng)前電機(jī)參數(shù)匹配的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊，電機(jī)基本驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)移相控制電路和功率驅(qū)動(dòng)電路使半導(dǎo)體可控整流器相移，控制半導(dǎo)體可控整流器的導(dǎo)通角，使之加到電機(jī)上的電壓按中央處理器計(jì)算的規(guī)律達(dá)到全電壓。使之提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)H02P1/28GK201830187SQ20102058226
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者卞光輝 申請(qǐng)人:蘇州艾克威爾科技有限公司