CN106026837A

CN106026837A - 一种驱电器

Info

Publication number: CN106026837A
Application number: CN201610555064.7A
Authority: CN
Inventors: 安洪刚
Original assignee: Harbin Xingya Technology Co Ltd
Current assignee: Harbin Xingya Technology Co Ltd
Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明公开了一种驱电器，包括驱动电路板以及外围电路，外围电路与驱动电路板均与电机的引线连接，外围电路包括无功补偿电路以及可控硅开关，可控硅开关的第一端连接电机的引线，第二端连接无功补偿电路；驱动电路板具有电压检测端、电流检测端以及可控硅控制端，电压检测端与电机的引线连接以检测电压，电流检测端与电感器连接，电感器与无功补偿电路发生互感以检测电流，驱动电路板根据检测电压以及检测电流控制可控硅开关进行断开或闭合。本发明针对电机进行电流补偿，降低视在功率，降低单位耗电量，并且可以直接应用在采用软启动方式和直接启动方式的电机上，也无需增加其他额外设备。

Description

一种驱电器

技术领域

本发明涉及功率补偿设备领域，更具体地，涉及一种驱电器。

背景技术

交流异步电动机由于其结构简单、价格低廉等优点已在工业、农业以及其他领域中得到广泛的应用。目前，我国交流异步电动机的年耗电量约占工业耗电量的80％以上。

交流异步电动机是一种多参数、强耦合的严重非线性被控对象，其精确数学模型很难获得，还会受工作温度，老化等因素的影响，因此，实际工作中，大部分交流异步电机的负载往往处于变化状态。交流异步电机设计是以额定工况下效率最优为原则，但在轻载或空载状态下的非经济运行，会因电动机功率因数变小、效率降低而导致大量的电能浪费。

现有技术中，为了提高交流异步电机的电能使用效率，通常使用更换高效能电机的方法。这种方法投资大，改造繁琐，工期长，大多数企业无力实施或无法回收成本而不能实施。

因此，需要一种新的驱电器，来克服现有技术的不足。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种驱电器，用于解决现有技术中不能适应电机的软启动和点动等特殊工作状态的问题。

根据本发明的第一方面，提供了一种驱电器，包括驱动电路板以及外围电路，所述外围电路与所述驱动电路板均与电机的引线连接，所述外围电路包括无功补偿电路以及可控硅开关，所述可控硅开关的第一端连接所述电机的引线，第二端连接所述无功补偿电路；所述驱动电路板具有电压检测端、电流检测端以及可控硅控制端，所述电压检测端与所述电机的引线连接以检测电压，所述电流检测端与电感器连接，所述电感器与所述无功补偿电路发生互感以检测电流，所述驱动电路板根据所述检测电压以及所述检测电流控制可控硅开关进行断开或闭合。

优选地，所述驱动电路板还具有计时端，用于与计时器连接。

优选地，所述驱动电路板根据所述检测电压以及所述检测电流控制可控硅开关进行断开或闭合具体为：将所述检测电压与预设的电压阈值比较，若大于所述电压阈值，则控制所述可控硅开关闭合；将所述检测电流与预设的电流阈值比较，若大于所述电流阈值，则控制所述可控硅开关断开。

优选地，所述驱动电路板根据所述检测电压以及所述检测电流控制可控硅开关进行断开或闭合具体为：将所述检测电压与预设的电压阈值比较，若大于所述电压阈值，则在经过预设的计时时间后，控制所述可控硅开关闭合。

优选地，所述电机的引线包括三根火线以及一根地线，所述可控硅开关包括A相开关、B相开关以及C相开关，分别与所述电机的三根火线连接；所述驱动电路板的电压检测端分别与所述电机的两根火线连接；所述无功补偿电路具有三个接入点，分别与所述A相开关、B相开关以及C相开关连接。

优选地，所述驱动电路板还具有温度检测端以及风扇。

优选地，所述驱动电路板还具有复位端。

优选地，所述驱动电路板还具有差分放大电路。

优选地，所述驱动电路板还具有稳压器。

优选地，所述驱动电路板还具有ARM处理器。

本发明通过设置驱动电路板和可控硅开关，来提供一种可以通过驱动电路板检测电机的电参数，并控制可控硅开关进行电流补偿的新的设备。本发明的技术效果是，可以仅针对电机进行智能电流补偿，不需要对整个电网进行补偿，避免电网出现电压波动；通过设置逻辑程序来实现电流补偿的缓冲作用，防止电流突增对负载造成损伤；可以针对不同的负载配备参数不同的驱电器，不同于现有技术的无差别补偿，在实际使用中更加灵活、便捷，并可以最大程度降低电机所需视在功率，降低回路损耗。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明实施例的驱电器的原理示意图。

图2是本发明实施例的驱电器的电路结构图。

图3是本发明实施例的驱电器的工作流程图。

图4是本发明实施例的驱电器的稳压器电路结构图。

图5是本发明实施例的驱电器的差分放大器电路结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1所示，驱电器包括驱动电路板ARM以及外围电路，外围电路与驱动电路板均与电机的引线L连接，外围电路包括无功补偿电路C1以及可控硅开关KT，可控硅开关KT的第一端连接电机的引线L，第二端连接无功补偿电路C1；驱动电路板ARM具有电压检测端、电流检测端以及可控硅控制端，电压检测端与电机的引线L连接以检测电压，电流检测端与电感器LD连接，电感器LD与无功补偿电路C1发生互感以检测电流，驱动电路板ARM根据检测电压以及检测电流控制可控硅开关KT进行断开或闭合。

驱动电路板还具有计时端，用于与计时器连接，计时器用于在驱动电路板控制可控硅开关进行延时闭合，延时的时长即为计时器预设的值，这样可以起到软启动的效果。

驱动电路板根据检测电压以及所述检测电流控制可控硅开关进行断开或闭合具体为：将检测电压与预设的电压阈值比较，若大于电压阈值，则控制可控硅开关闭合；将检测电流与预设的电流阈值比较，若大于电流阈值，则控制所述可控硅开关断开。

在加入了计时器进行软启动后，上述过程变为：将所述检测电压与预设的电压阈值比较，若大于所述电压阈值，则在经过预设的计时时间后，控制所述可控硅开关闭合。

驱动电路板还可以具有温度检测端以及风扇，用于检测电机的温度并为其散热。

具体实施方式一：本实施方式的驱电器如图2所示，其中L1、L2、L3、N为电机的四根引线。驱动电路板的电源输入端J8通过开关电源U1了连接到电机的引线L3和L2，电源检测端J1检测电压，计时端J4与计时芯片U2连接，电源复位端J3与复位键SK1连接，风扇控制端J2与风扇电机M1连接。驱动电路板还具有A相可控硅控制端J5、B相可控硅控制端J6以及C相可控硅控制端J7，其引脚如图所示，分别连接到A相可控硅开关KT1，B相可控硅开关KT2以及C相可控硅开关KT3的相应引脚。三个可控硅开关KT1、KT2、KT3一端分别通过熔断器FU1、FU2、FU3与电机引线连接，另一端分别与无功补偿电路C1的三个接入点连接。同时，电感器LD1、LD2、LD3在可控硅开关与无功补偿电路的连接线处发生互感，得到的互感信号输入到电流互感器端J9中，通过驱动电路板内部的差分放大电路进行放大并检测。熔断器可以防止在三相电流过大时对可控硅开关或负载造成损害。

下面结合图2和图3说明本发明的驱电器的具体工作过程：

开关电源U1为驱动电路板提供24V直流电源，然后驱动电路板进行自检，如果自检结果异常，则点亮故障指示灯，如果自检结果正常，将故障指示灯熄灭，并开始检测散热片温度，决定是否开启风扇进行散热，并在温度过高时，断开可控硅开关并点亮异常关断可控硅指示灯。然后通过电源检测端J1进行线电压检测，通常负载的工作电压为380V，本方案将360V作为检测阈值，即考虑到线电压逐渐升高的过程，进行提前检测，如果线电压达到360V说明电压可能继续升高至380V，之后检测可控硅开关是否开启，在本发明中，可控硅开关用于控制无功补偿电路的通断，即可控开关开启时，无功补偿电路可以通过驱动电路板对负载进行补偿。如果可控硅开关未开启，则控制计时器开始计时，计时60秒后将可控硅开关开启。之所以需要通过计时器协助启动可控硅开关，是考虑到负载可能未达到工作电压，需要在60秒的缓冲时间之后进行补偿。在可控硅开启后，检测线电压是否低于340V，若线电压低于340V，则表示负载的电压距离正常的工作电压有较大差距，不需要进行电压补偿，此时将可控硅开关关闭。如果线电压大于340V，但是每相电流差距大于5A，说明此时电流波动，电机可能会因此出现损伤，因此此时关闭可控硅开关以保护电机。其中，对电机引脚的电流检测通过电感器LD1、LD2、LD3的互感作用传输到驱动电路板的相应引脚出进行检测。

从上述实施例可以看出，本发明的驱电器是直接接在负载的线路上的，不同于现有技术中需要在配电箱进行电流补偿的方案，并且可以较为智能地通过检测电机线路上的电压和电流判断此时电机是否需要进行补偿，从而控制可控硅开关间接控制电容补偿电路对电机进行补偿，一方面避免了在补偿时使电网出现电压波动，另一方面可以针对不同的负载配备参数不同的驱电器，不同于现有技术的无差别补偿，在实际使用中更加灵活、便捷。

具体实施方式二：本实施方式与实施方式一不同之处是，驱动电路板还包括差分放大器，差分放大器的输入端即为电流互感器端，作用是将检测到的电流放大，便于检测。差分放大器的电路结构图如图5所示。

其他部件以及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与实施方式一或二的不同之处是，驱动电路板还包括复位端，复位端连接有复位按键，当驱动电路板发生故障时可通过复位键进行复位操作。

其他部件以及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与实施方式一至三之一的不同之处是，ARM处理器为STM32103C8T6芯片，可控硅开关为SKKT106/16E芯片，稳压器为LM2576芯片，稳压器结构如图4所示。。

其他部件以及参数与具体实施方式一至三之一相同。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种驱电器，其特征在于，包括驱动电路板以及外围电路，所述外围电路与所述驱动电路板均与电机的引线连接，所述外围电路包括无功补偿电路以及可控硅开关，所述可控硅开关的第一端连接所述电机的引线，第二端连接所述无功补偿电路；所述驱动电路板具有电压检测端、电流检测端以及可控硅控制端，所述电压检测端与所述电机的引线连接以检测电压，所述电流检测端与电感器连接，所述电感器与所述无功补偿电路发生互感以检测电流，所述驱动电路板根据所述检测电压以及所述检测电流控制可控硅开关进行断开或闭合。

2.根据权利要求1所述的驱电器，其特征在于，所述驱动电路板还具有计时端，用于与计时器连接。

3.根据权利要求1或2所述的驱电器，其特征在于，所述驱动电路板根据所述检测电压以及所述检测电流控制可控硅开关进行断开或闭合具体为：将所述检测电压与预设的电压阈值比较，若大于所述电压阈值，则控制所述可控硅开关闭合；将所述检测电流与预设的电流阈值比较，若大于所述电流阈值，则控制所述可控硅开关断开。

4.根据权利要求2所述的驱电器，其特征在于，所述驱动电路板根据所述检测电压以及所述检测电流控制可控硅开关进行断开或闭合具体为：将所述检测电压与预设的电压阈值比较，若大于所述电压阈值，则在经过预设的计时时间后，控制所述可控硅开关闭合。

5.根据权利要求1所述的驱电器，其特征在于，所述电机的引线包括三根火线以及一根地线，所述可控硅开关包括A相开关、B相开关以及C相开关，分别与所述电机的三根火线连接；所述驱动电路板的电压检测端分别与所述电机的两根火线连接；所述无功补偿电路具有三个接入点，分别与所述A相开关、B相开关以及C相开关连接。

6.根据权利要求1所述的驱电器，其特征在于，所述驱动电路板还具有温度检测端以及风扇。

7.根据权利要求1所述的驱电器，其特征在于，所述驱动电路板还具有复位端。

8.根据权利要求1所述的驱电器，其特征在于，所述驱动电路板还具有差分放大电路。

9.根据权利要求1所述的驱电器，其特征在于，所述驱动电路板还具有稳压器。

10.根据权利要求1所述的驱电器，其特征在于，所述驱动电路板还具有ARM处理器。