CN103701314B - 汽车牵引电机控制器大功率直流试验电源软启动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车牵引电机控制器大功率直流试验电源软启动装置，其包括：大功率直流稳压电源、大功率直流稳压电源输入接通软启动装置、试验用快接装置和电机控制器，外接电源与大功率直流稳压电源相连接，大功率直流稳压电源与试验用快接装置相连接，试验用快接装置与电机控制器相连接，所述大功率直流稳压电源与大功率直流稳压电源输入接通软启动装置相连接，操作人员只需按启动按钮即可让试验台进入正常工作状态，为实现试验过程自动化创造条件。一键操作软启动保证了操作安全性。本装置为控制器软启动设置了两个调整点，调整过程简单，让大功率直流稳压电源对所试验的控制器有比较宽泛的软启动适应范围。

Description

汽车牵引电机控制器大功率直流试验电源软启动装置

技术领域

本发明涉及一种电机控制器电源软启动装置，更具体地说，涉及一种大功率直流稳压电源在对新能源电动汽车牵引电机控制器进行试验时的软启动装置。

背景技术

控制器试验用大功率直流稳压电源通常情况下是作为标准电源来提供的,用户仅提出直流稳压电源输出时的直流电压和电流强度的要求。使用时，也都是在试验室内对单个的控制器进行试验。接通电源后，由人工操作大功率直流稳压电源的旋钮逐渐升高电压至试验值，也就是人工软启动，再逐项完成试验内容。这样的试验电源适合于试验室使用。如果将这种电源用在大批量生产环境下，就要求操作工对每一个在线上装配的控制器进行软启动操作，这种操作方式既不方便也容易出现操作错误，更无法实现试验过程自动化。如果避开软启动，将电源直接接入控制器进行试验，那么在控制器电容快速充电后便会释放出大电流击穿控制器内的铜排，使控制器报废。因此，要将大功率直流稳压电源用在装配线上对控制器进行在线试验,就必须解决大功率直流稳压电源输出时的软启动问题。

发明内容

本发明针对以上问题而研制一种大功率直流稳压电源输出时的软启动装置。该软启动装置的硬件部分额外地专门地安装在大功率直流稳压电源柜内，由控制器试验台的控制系统直接控制大功率直流稳压电源供电时的接通和关断，并由此直流稳压电源的软启动。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为一种汽车牵引电机控制器大功率直流试验电源软启动装置，其包括：大功率直流稳压电源、大功率直流稳压电源输入接通软启动装置、试验用快接装置和电机控制器，外接电源与大功率直流稳压电源相连接，大功率直流稳压电源与试验用快接装置相连接，试验用快接装置与电机控制器相连接，所述大功率直流稳压电源与大功率直流稳压电源输入接通软启动装置相连接，其特征在于：所述软启动装置设在大功率直流稳压电源柜内，软启动装置的主回路上设有两个接触器，分别为主接触器和辅助接触器，所述主接触器和辅助接触器互相并联；所述辅助接触器设有限流电阻，所述限流电阻与辅助接触器串联，限流电阻的规格与大功率直流稳压电源加在控制器上的输入电压值的大小及控制器所选择的充电电容特性相关。

所述软启动装置的控制回路包括：继电器常开触点、与继电器常开触点相连接的三段并联线路；第一段并联线路包含时间继电器常开触点和主接触器电磁线圈；所述时间继电器常开触点和主接触器电磁线圈串联在一起；第二段并联线路包含辅助接触器电磁线圈；第三段并联线路包含欠电流继电器常闭触点和时间继电器，所述欠电流继电器常闭触点和时间继电器串联在一起。

所述软启动装置的主回路工作过程如下：当操作工按下启动按钮后，PLC输出接通K0563接触器电磁线圈，控制K0563接触器触点闭合，大功率直流稳压电源输出的电流通过K0563触点1/2、欠电流继电器K0352(6/7)、限流电阻X1/X2以及K0563接触器触点3/4通向电机控制器，电流经电机控制器返回时通过接触器K0563触点5/6返回大功率直流稳压电源；流经电机控制器的电流首先给控制器内的电容充电，在电容充满电的过程中电流强度逐渐降低，当电流强度降低到设定值时，再经过设定的延时间隔，主接触器K0562电磁线圈被接通，主接触器K0562三副触点被接通闭合；大功率直流稳压电源输出的电流通过主接触器K0562向控制器供电，辅助接触器K0563仍然连接在主回路上与主接触器并联，向控制器供电，但因辅助接触器串联大电阻，因而通过的分电流值极小。

所述软启动装置的工作过程如下：当操作工按下试验开始按钮后，PLC输出点将K62.1控制继电器接通，于是继电器触点K62.1接通，并联线路中的辅助接触器电磁线圈K0563(A1/A2)接通，主回路中的辅助接触器K0563三副触点1/2、3/4、5/6闭合，大功率直流稳压电源开始给控制器供电，欠电流继电器K0352(6/7)开始工作，此时流向控制器的电流在给电容充电，随充电时间推移，通过的电流强度在逐渐减小，但还没有降低到设定值，在控制回路中的第三段并联线路上的欠电流继电器常闭触点K0352(11/12)就处于关断状态，第三段并联线路上没有电流通过，串联在该并联线路上的时间继电器K0564(A1/A2)处于未启动状态；当给控制器充电的电流强度减小到设定值时，主回路上的欠电流继电器K0352(6/7)电磁线圈被断开，控制回路上的欠电流继电器触点K0352(11/12)闭合接通，串联在该并联线路上的时间继电器K0564(A1/A2)开始工作。当时间继电器运行到设定的时间间隔值时，第一段并联线路上的时间继电器常开触点K0564(13/14)闭合接通，串联在线路上的主接触器电磁线圈K0562(A1/A2)接通，主回路上的主接触器K0562的三副触点1/2、3/4、5/6全部闭合接通。

所述主接触器用于控制被测试控制器与大功率直流稳压电源输出端接通、断开；主接触器的规格与大功率直流稳压电源的最大输出功率及最大电流强度相关。

所述辅助接触器用于软启动时将大功率直流稳压电源输出端与控制器接通；辅助接触器的规格与所试验的控制器在启动时的电流强度强度相关。

本发明的优点在于：操作人员只需按启动按钮即可让试验台进入正常工作状态，为实现试验过程自动化创造条件。一键操作软启动保证了操作安全性。本装置为控制器软启动设置了两个调整点，调整过程简单，让大功率直流稳压电源对所试验的控制器有比较宽泛的软启动适应范围。

附图说明

图1是软启动装置主回路图；

图2是软启动装置控制回路图；

图3是PLC输入点接线图；

图4是PLC输出点接线图；

1、主接触器，2、辅助接触器，3、限流电阻，4、欠电流继电器，5、继电器常开触点，6、时间继电器常开触点，7、主接触器电磁线圈，8、辅助接触器电磁线圈，9、欠电流继电器常闭触点，10、时间继电器。

具体实施方式

本发明提供一种大功率直流稳压电源对电动汽车牵引电机控制器进行试验时的软启动装置，下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

大功率直流稳压电源的最高输出电压和电流为700V和200A，控制器为6KW至40KW，为此接触器选9A，限流电阻选200Ω100W。在辅助接触器上除串联限流电阻外，还串联了欠电流继电器电磁线圈。欠电流继电器设定在0.25A，在控制端为常闭触点。当操作工按下启动按钮后，PLC输出接通K0563接触器电磁线圈，控制K0563接触器触点闭合，大功率直流稳压电源输出的电流通过K0563触点1/2、欠电流继电器K0352(6/7)、限流电阻X1/X2以及K0563接触器触点3/4通向电机控制器，电流经电机控制器返回时通过接触器K0563触点5/6返回大功率直流稳压电源；当流经电机控制器的电流强度逐渐降低到设定值时，再经过设定的延时间隔，主接触器K0562电磁线圈被接通，主接触器K0562三副触点被接通闭合；大功率直流稳压电源输出的电流通过主接触器K0562向控制器供电，辅助接触器K0563仍然连接在主回路上与主接触器并联，但因辅助接触器串联大电阻，因而通过的分电流值极小。

所述软启动装置的控制装置的工作过程如下：在主控制回路上连接K62.1继电器的常开触点K62.1(13/14)，该常开触点连接一个并联控制回路后接至控制回路零线。常开触点K62.1(13/14)对连接其上的三段并联线路实现总控制。第一段并联线路包含时间继电器常开触点K0564(13/14)和主接触器电磁线圈K0562(A1/A2)。所述时间继电器常开触点K0564(13/14)和主接触器电磁线圈K0562(A1/A2)串联在一起。第二段并联线路包含辅助接触器K0563的电磁线圈K0563(A1/A2)。第三段并联线路包含欠电流继电器K0352的常闭触点K0352(11/12)和时间继电器K0564(A1/A2)。所述欠电流继电器常闭触点K0352(11/12)和时间继电器K0564(A1/A2)串联在一起。在本案例中，时间继电器设置在5秒。控制回路工作顺序如下：当操作工按下试验开始按钮后，PLC输出点将控制继电器K62.1接通，因而继电器触点K62.1接通。在继电器触点K62.1接通后，并联回路中的辅助接触器电磁线圈K0563(A1/A2)接通，主回路中的辅助接触器K0563三副触点1/2、3/4、5/6闭合，大功率直流稳压电源开始给控制器供电，欠电流继电器K0352(6/7)开始工作，由于此时通过的电流强度还没有降低到设定值0.25A，因此在控制回路中的第三段并联线路上的欠电流继电器常闭触点K0352(11/12)就处于关断状态，第三段并联线路上没有电流通过，串联在该并联线路上的时间继电器K0564(A1/A2)处于未启动状态。当控制器内的电容逐渐充满电时，给控制器充电的外部电流的流动速度逐步减小，其电流强度也在逐步减小，当给控制器充电的电流强度减小到0.25A时，主回路上的欠电流继电器K0352(6/7)电磁线圈被断开，控制回路上的欠电流继电器触点K0352(11/12)闭合接通，串联在该并联线路上的时间继电器K0564(A1/A2)开始工作。当时间继电器运行到设定的时间间隔值时，第一段并联线路上的时间继电器常开触点K0564(13/14)闭合接通，串联在线路上的主接触器电磁线圈K0562(A1/A2)接通，主回路上的主接触器K0562的三副触点1/2、3/4、5/6全部闭合接通。软启动到此结束，控制器电容已经基本充满电。大功率直流稳压电源开始直接通过主接触器为控制器供电直到试验结束。一旦主接触器K0562接通，在整个试验过程中，不管控制器内的电容是否充满电，主回路上的主接触器K0562就不会再断开，直到试验结束。因为并联在线路上的主接触器K0562与辅助接触器K0563在同时给控制器供电，K0562电阻值极小，而K0563串联着一个200Ω的大电阻，因而辅助接触器K0563中始终只有极小电流通过，串联在辅助接触器K0563上的设置在0.25A的欠电流继电器K0352始终不会将控制回路上的欠电流继电器触点K0352(11/12)断开，因此时间继电器K0564(A1/A2)始终处于通电状态，从而时间继电器触点K0564(13/14)就始终处于闭合接通状态，主接触器电磁线圈K0562(A1/A2)就始终处于通电状态，保证主接触器K0562始终处于接通状态。在主接触器K0562刚开始向控制器供电时，从主接触器触点上通过的电流强度小于0.25A。主接触器触点在闭合瞬间通过小电流不会对触点造成任何伤害，触点使用寿命不受影响。

图3表示了大功率直流稳压电源输出接通反馈时的接线。主接触器K0562触点K0562(13/14)线路和辅助接触器K0563触点K0563(13/14)线路是互相并联的。这两段线路中的任何一段接通都表示主回路已经接通，此时PLC的输入点I61.3接通，PLC获得直流稳压电源处在供电状态的信号。当主接触器K0562和辅助接触器K0563全部断开时，K0562(13/14)触点和K0563(13/14)触点也全部断开，PLC的输入点I61.3没有接通，PLC获知直流稳压电源已经停止供电。

图4表示了大功率直流稳压电源输出接通控制时的接线。PLC输出点Q62.1接通继电器K62.1。实际使用时，当操作工按下直流稳压电源开始供电按钮，PLC输出点Q62.1接通，继电器K62.1通电，控制回路中的继电器常开触点K62.1(13/14)被闭合接通，控制回路中的辅助接触器电磁线圈K0563(A1/A2)被接通，主回路中的辅助接触器K0563三副触点被接通，直流稳压电源开始为控制器供电进行软启动。然后经过前面叙述的一系列过程，控制器平稳过渡到主接触器K0562闭合下的试验方式。在试验结束时，人工按下试验结束按钮，PLC输出点Q62.1断开，继电器K62.1断电，控制回路上的常开触点K62.1被断开，主接触器K0562的电磁线圈K0562(A1/A2)断电,辅助接触器K0563的电磁线圈K0563(A1/A2)断电，时间继电器K0564(A1/A2)断电。接下来控制回路上的时间继电器常开触点K0564(13/14)被断开，主回路上的主接触器K0562的三副触点和辅助接触器K0563的三副触点被全部断开。大功率直流稳压电源对控制器的供电被全部切断。

上面所述大功率直流稳压电源对控制器输出的软启动装置包含有两个调节点。一个在欠电流继电器上，一个在时间继电器上。当控制器规格增大并伴随输入额定电压升高时，欠电流继电器设定值可以相应增大，时间继电器延时间隔也可以相应增大。采用这两个调节点后可以使大功率直流稳压电源对所试验的控制器有更宽泛的适应范围。在本实施例1中，欠电流继电器设定值和时间继电器设定值对于6KW至40KW的控制器均实用，不用重新设定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.汽车牵引电机控制器大功率直流试验电源软启动装置，其包括：大功率直流稳压电源、大功率直流稳压电源输入接通软启动装置、试验用快接装置和电机控制器，外接电源与大功率直流稳压电源相连接，大功率直流稳压电源与试验用快接装置相连接，试验用快接装置与电机控制器相连接，所述大功率直流稳压电源与大功率直流稳压电源输入接通软启动装置相连接，其特征在于：所述大功率直流稳压电源输入接通软启动装置设在大功率直流稳压电源柜内，软启动装置的主回路上设有两个接触器，分别为主接触器和辅助接触器，所述主接触器K0562触点（1/2、3/4、5/6）和辅助接触器K0563触点（1/2、3/4、5/6）互相并联；所述辅助接触器设有限流电阻X1/X2，所述限流电阻X1/X2与辅助接触器K0563触点（1/2、3/4、5/6）串联，限流电阻X1/X2的规格与大功率直流稳压电源加在控制器上的输入电压值的大小及控制器所选择的充电电容特性相关；所述大功率直流稳压电源输入接通软启动装置的控制回路包括：继电器常开触点、与继电器常开触点相连接的三段并联线路；第一段并联线路包含时间继电器K0564常开触点(13/14)和主接触器K0562电磁线圈(A1/A2)；所述时间继电器K0564常开触点(13/14)和主接触器K0562电磁线圈(A1/A2)串联在一起；第二段并联线路包含辅助接触器K0563电磁线圈(A1/A2)；第三段并联线路包含欠电流继电器K0352常闭触点(11/12)和时间继电器K0564电磁线圈(A1/A2)，所述欠电流继电器K0352常闭触点(11/12)和时间继电器K0564电磁线圈(A1/A2)串联在一起；所述大功率直流稳压电源输入接通软启动装置的主回路工作过程如下：当操作工按下启动按钮后，PLC输出接通辅助接触器K0563电磁线圈（A1/A2），控制辅助接触器K0563触点（1/2、3/4、5/6）闭合，大功率直流稳压电源输出的电流通过辅助接触器K0563触点（1/2）、欠电流继电器K0352电磁线圈（6/7）、限流电阻X1/X2以及辅助接触器K0563触点（3/4）通向电机控制器，电流经电机控制器返回时通过辅助接触器K0563触点（5/6）返回大功率直流稳压电源；流经电机控制器的电流首先给控制器内的电容充电，在电容充满电的过程中电流强度逐渐降低，当电流强度降低到设定值时，再经过设定的延时间隔，主接触器K0562电磁线圈（A1/A2）被接通，主接触器K0562三副触点（1/2、3/4、5/6）被接通闭合；大功率直流稳压电源输出的电流通过主接触器K0562三副触点（1/2、3/4、5/6）向控制器供电，辅助接触器K0563触点（1/2、3/4、5/6）仍然连接在主回路上与主接触器并联，向控制器供电，但因辅助接触器串联大电阻，因而通过的分电流值极小。

2.根据权利要求1所述的汽车牵引电机控制器大功率直流试验电源软启动装置，其特征在于：所述大功率直流稳压电源输入接通软启动装置的工作过程如下：当操作工按下试验开始按钮后，PLC输出点将继电器触点K62.1接通，并联线路中的辅助接触器K0563电磁线圈(A1/A2)接通，主回路中的辅助接触器K0563三副触点（1/2、3/4、5/6）闭合，大功率直流稳压电源开始给控制器供电，欠电流继电器K0352电磁线圈(6/7)开始工作，此时流向控制器的电流在给电容充电，随充电时间推移，通过的电流强度在逐渐减小，但还没有降低到设定值，在控制回路中的第三段并联线路上的欠电流继电器K0352常闭触点(11/12)就处于关断状态，第三段并联线路上没有电流通过，串联在该并联线路上的时间继电器K0564电磁线圈(A1/A2)处于未启动状态；当给控制器充电的电流强度减小到设定值时，主回路上的欠电流继电器K0352电磁线圈(6/7)被断开，控制回路上的欠电流继电器K0352常闭触点(11/12)闭合接通，串联在该并联线路上的时间继电器K0564电磁线圈(A1/A2)开始工作；当时间继电器运行到设定的时间间隔值时，第一段并联线路上的时间继电器K0564常开触点(13/14)闭合接通，串联在线路上的主接触器K0562电磁线圈(A1/A2)接通，主回路上的主接触器K0562的三副触点（1/2、3/4、5/6）全部闭合接通。

3.根据权利要求1所述的汽车牵引电机控制器大功率直流试验电源软启动装置，其特征在于：所述主接触器用于控制被测试控制器与大功率直流稳压电源输出端接通、断开；主接触器的规格与大功率直流稳压电源的最大输出功率及最大电流强度相关。

4.根据权利要求1所述的汽车牵引电机控制器大功率直流试验电源软启动装置，其特征在于：所述辅助接触器用于软启动时将大功率直流稳压电源输出端与控制器接通；辅助接触器的规格与所试验的控制器在启动时的电流强度强度相关。