CN106849760A - 可兼容内接法和外接法的软启动器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可兼容内接法和外接法的软启动器及其控制方法，该软启动器包括软启动器本体、单片机、IV检测电路和驱动电路，软启动器本体包括三组软启动器单元，三相交流电源的每相输出端与对应一组软启动器单元的输入端连接，每组软启动器单元的输出端与电机对应相的输入端连接，且电机的每相输出端均与对应一组软启动器单元的输入端连接；三组软启动器单元的输出端与IV检测电路的输入端连接，IV检测电路的输出端与单片机的输入端电连接，且单片机根据接收到的电压和电流信号判定该软启动器为外接法还是内接法；单片机的输出端与驱动电路的输入端连接，且单片机通过驱动电路的输出端给每组软启动器单元触发信号。

Description

可兼容内接法和外接法的软启动器及其控制方法

技术领域

本发明涉及软启动器技术领域，尤其涉及一种可兼容内接法和外接法的软启动器及其控制方法。

背景技术

目前市场上软启动器产品只有外接三角形的三线接法，三线接法也称为为标准接法，但是软启动器还有内接法技术可以降低电流√3倍，也就是提高外接法的1.732倍电流容量，如果软启动器接线允许兼容，那么用户可以节约一半左右的购入成本。目前市场上国内外产品均没有三线与六线兼容的产品。

现有技术中，请参阅图1和图2，电机接线盒的标准出线是六条线，目的是让用户有Y-△接线的选择权，Y接线在此不做详细描述。电机的三角形内接法如图1所示，电机接线盒的W2/U2/V2必须接到电源端，U1/V1/W1必须接到晶闸管输出端，因此电机的三角形内接法的出线为六条线分别为W2/U2/V2与电源端连接的三条线及U1/V1/W1连接到晶闸管输出端的三条线；电机的三角形外接法如图2所示，在电机接线盒接线端子U1W2/U2V1/V2W1可以直接短路，形成三条电机接线，此为一般外三角接法，且出线只有三条线。

在设计三角形外接法与内接法兼容的产品碰到的困难是图2外接法只有三条电机接线，另外三条线可以在电机接线盒上直接短路，而内接法却是图1中的六条电机接线，参考图1的兼容接法时电流传感器位置必须从晶闸管的前后位置拆卸取出来另外安装在用户的电源端，为了兼容内接法，内接法电流传感器的位置必须在2T1/4T2/6T3的上面，而外接法时必须安装在用户的电源端；如果三角形外接法时没有调换电流传感器时检测的电流是错误的，也就是电流降低√3倍；对软启动器制造厂而言用户必须拆卸产品主回路器件违反产品保修原则，软启动器制造厂绝对禁止用户自行拆卸产品里面的器件，而且用户也不敢做，因为有高压危险，也不愿意做。所以过去外接法与内接法技术却无法在市场上实现应用。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种可兼容内接法和外接法的软启动器及其控制方法，允许外接法和内接法兼容，省电，且有效节约客户的购入成本。

为了达到上述目的，本发明一种可兼容内接法和外接法的软启动器，包括软启动器本体、单片机、IV检测电路和驱动电路，所述软启动器本体包括三组软启动器单元，三相交流电源的每相输出端与对应一组软启动器单元的输入端连接，每组软启动器单元的输出端与电机对应相的输入端连接，且电机的每相输出端均与对应一组软启动器单元的输入端连接；三组软启动器单元的输出端与IV检测电路的输入端连接，所述IV检测电路的输出端与单片机的输入端电连接，所述IV检测电路对三组软启动器单元的输出端的电压和电流信号进行检测后发送给单片机，且所述单片机根据接收到的电压和电流信号判定该软启动器为外接法还是内接法；所述单片机的输出端与驱动电路的输入端连接，且所述单片机通过驱动电路的输出端给每组软启动器单元触发信号；

每组软启动器单元均未运行前，三相交流电源的每相输出端给对应的一组软启动器单元输入交流电，若IV检测电路检测到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为内接法；若IV检测电路检不到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为外接法。

其中，该软启动器还包括显示器，所述单片机的输出端与显示器的输入端连接；若单片机判定该软启动器为外接法，则所述单片机控制显示器显示电机每相输入端的电流值；若单片机判定该软启动器为内接法，则所述单片机控制显示器显示电机每相输入端的电流值的√3倍。

其中，每组软启动器单元均包括旁路继电器、反并联的正向导通晶闸管和反向导通晶闸管，所述正向导通晶闸管和反向导通晶闸管反向并联后均与旁路继电器并联；所述正向导通晶闸管的阳极以及反向导通晶闸管的阴极所连接形成的公共端与三相交流电源的对应相输出端连接，且所述正向导通晶闸管的阴极以及反向导通晶闸管的阳极所连接形成的公共端与电机对应相的输入端连接；所述单片机通过驱动电路的输出端给正向导通晶闸管的控制极和反向导通晶闸管的控制极触发信号，且所述单片机通过驱动电路的输出端控制旁路继电器进行吸合或打开。

其中，该软启动器还包括电压检测电路，所述三相交流电源的每相输出端均与电压检测电路的输入端连接，所述电压检测电路的输出端与单片机的输入端连接，且所述电压检测电路检测到三相交流电源的每相输出端电压后发送给单片机处理。

为了实现上述目的，本发明还提供一种可兼容内接法和外接法的软启动器的控制方法，包括以下步骤：

步骤1，每组软启动器单元均未运行时，三相交流电源的每相输出端给对应的一组软启动器单元输入交流电；

步骤2，IV检测电路不断检测三组软启动器单元的输出端的电压和电流信号，并将检测结果发送给单片机处理；

步骤3，单片机接收到IV检测电路的检测结果，若检测结果为接收到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为内接法，并执行步骤41；若检测结果为接收不到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为外接法，并执行步骤42；

步骤41，单片机控制显示器显示电机每相输入端的电流值的√3倍；

步骤42，单片机控制显示器显示电机每相输入端的电流值。

其中，所述步骤3中单片机具体判定方法为：

单片机对检测结果进行判定，若IV检测电路检测到三组软启动器单元的输出端的电压和电流信号，则三相交流电源的交流电通过三组软启动器输出给电机，使得IV检测电路能够检测到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，且判定电机接线盒内接线端子无短路现象，形成六条电机接线，即为内接法；若IV检测电路检测不到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则三相交流电源的交流电直接输出给电机，使得IV检测电路无法检测到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，且判定电机接线盒内接线端子有短路现象，形成三条电机接线，即为外接法。

其中，所述单片机通过驱动电路驱动每组软启动器单元运行的具体方法为：

启动动作：单片机通过驱动电路给正向导通晶闸管的控制极和反向导通晶闸管的控制极触发信号，正向导通晶闸管和反向导通晶闸管均导通，三相交流电源给电机供电，且IV检测电路检测到正向导通晶闸管的阴极以及反向导通晶闸管的阳极所连接形成的公共端的电压和电流信号；

续流动作：单片机通过驱动电路控制旁路继电器吸合，且停止给正向导通晶闸管和反向导通晶闸管触发信号，正向导通晶闸管和反向导通晶闸管自动关断，三相交流电源持续给电机供电，且IV检测电路检测到正向导通晶闸管的阴极以及反向导通晶闸管的阳极所连接形成的公共端的电压和电流信号。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的可兼容内接法和外接法的软启动器及其控制方法，单片机为控制核心，提供指令信号给驱动电路，进而驱动三组软启动器单元；IV检测电路用于检测三组软启动器单元的输出端的电压和电流信号，且将检测结果发送给单片机，单片机根据检测结果判定该软启动器为外接法还是内接法；每组软启动器单元均未运行前，若IV检测电路检测到电机每相的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为内接法；若IV检测电路检不到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为外接法，使得内接法和外接法能够兼容使用，用户可根据自身需要选择外接法或内接法，不需拆卸电流传感器，也不需要增加任何器件或调整任何参数；并且，采用该软启动器后，单片机可控制使用内接法进行省电，且有效节约客户的购入成本。

附图说明

图1为现有技术的电机三角形内接法；

图2为现有技术的电机三角形外接法；

图3为本发明的可兼容内接法和外接法的软启动器的单线图；

图4为本发明的可兼容内接法和外接法的软启动器的控制方法的流程图。

主要元件符号说明如下：

1、单片机 2、IV检测电路

3、驱动电路 4、软启动器单元

5、三相交流电源 6、电机

7、显示器 8、电压检测电路。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

参阅图3，本发明一种可兼容内接法和外接法的软启动器，包括软启动器本体、单片机1、IV检测电路2和驱动电路3，软启动器本体包括三组软启动器单元4，三相交流电源5的每相输出端与对应一组软启动器单元4的输入端连接，每组软启动器单元4的输出端与电机6对应相的输入端连接，且电机6的每相输出端均与对应一组软启动器单元4的输入端连接；三组软启动器单元4的输出端与IV检测电路2的输入端连接，IV检测电路2的输出端与单片机1的输入端电连接， IV检测电路2对三组软启动器单元4的输出端的电压和电流信号进行检测后发送给单片机1，且单片机1根据接收到的电压和电流信号判定该软启动器为外接法还是内接法；单片机1的输出端与驱动电路3的输入端连接，且单片机1通过驱动电路3的输出端给每组软启动器单元4触发信号；

每组软启动器单元4均未运行前，三相交流电源5的每相输出端给对应的一组软启动器单元4输入交流电，若IV检测电路2检测到三组软启动器单元4的输出端电压和电流信号，则单片机1判定该软启动器为内接法；若IV检测电路2检不到三组软启动器单元4的输出端电压和电流信号，则单片机1判定该软启动器为外接法。

IV检测电路2为现有技术中的电流电压检测电路，只要能检测每组软启动器单元4的输出端的电压和电流信号得到检测结果，并将检测结果发送给单片机1的IV检测电路2即可；驱动电路3为现有技术中的能触发本案中的软启动器单元4的电路，只要单片机1能控制其对软启动器单元4进行触发即可。

本发明的原理为：请参阅图1-3，三相交流电源5的每相输出端给对应的一组软启动器单元4输入交流电，每组软启动器单元4均未运行前，若IV检测电路2检测到三组软启动器单元4的输出端电压和电流信号，则说明三相交流电源5的交流电通过三组软启动单元输出给电机6，使得IV检测电路2能够检测到三组软启动器单元4的输出端电压和电流信号，那么说明电机接线盒接线端子U1W2/U2V1/V2W1没有短路，形成六条电机接线，即单片机1可判定该接线方式为内接法；若IV检测电路2检测不到三组软启动器单元4的输出端电压和电流信号，三相交流电源5的交流电直接输出给电机6，使得IV检测电路2无法检测到三组软启动器单元4的输出端电压和电流信号，那么说明电机接线盒接线端子U1W2/U2V1/V2W1直接短路，形成三条电机6接线，即单片机1可判定该接线方式为外接法。

与现有技术相比，本发明提供的可兼容内接法和外接法的软启动器，单片机1为控制核心，提供指令信号给驱动电路3，进而驱动三组软启动器单元4；IV检测电路2用于检测三组软启动器单元4的输出端的电压和电流信号，且将检测结果发送给单片机1，单片机1根据检测结果判定该软启动器为外接法还是内接法；每组软启动器单元4均未运行前，若IV检测电路2检测到电机6每相的输出端电压和电流信号，则单片机1判定该软启动器为内接法；若IV检测电路2检不到三组软启动器单元4的输出端电压和电流信号，则单片机1判定该软启动器为外接法，使得内接法和外接法能够兼容使用，用户可根据自身需要选择外接法或内接法，不需拆卸电流传感器，也不需要增加任何器件或调整任何参数；并且，采用该软启动器后，单片机1可控制使用内接法进行省电，且有效节约客户的购入成本。

本实施例中，该软启动器还包括显示器7，单片机1的输出端与显示器7的输入端连接；单片机1判定该软启动器为外接法后，单片机1控制显示器7显示电机6每相输入端的电流值；单片机1判定该软启动器为内接法后，单片机1控制显示器7显示电机6每相输入端的电流值的√3倍。√3倍约为1.732倍，通过单片机1可以使得输出电流降低1.732倍，有效达到省电效果，有利于用户大大降低购买成本。

本实施例中，每组软启动器单元4均包括旁路继电器KM、反并联的正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2，正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2反向并联后均与旁路继电器KM并联；正向导通晶闸管VT1的阳极以及反向导通晶闸管VT2的阴极所连接形成的公共端与三相交流电源5的对应相输出端连接，且正向导通晶闸管VT1的阴极以及反向导通晶闸管VT2的阳极所连接形成的公共端与电机6对应相的输入端连接；单片机1通过驱动电路3的输出端给正向导通晶闸管VT1的控制极和反向导通晶闸管VT2的控制极触发信号，且单片机1通过驱动电路3的输出端控制旁路继电器KM进行吸合或打开。通过旁路继电器KM及反并联的正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2的配合，使得各组软启动器单元4达到软启动效果，实现降压启动。

本实施例中，该软启动器还包括电压检测电路8，三相交流电源5的每相输出端均与电压检测电路8的输入端连接，电压检测电路8的输出端与单片机1的输入端连接，且电压检测电路8检测到三相交流电源5的每相输出端电压后发送给单片机1处理。电压检测电路8为现有技术中的电路，能采集到三相交流电源5的电压后发送给单片机1进行分析处理的电压检测电路8均可，且电压检测电路8作为三相交流电源5电压作为电机6保护的信号检测。

为了实现上述目的，本发明还提供一种可兼容内接法和外接法的软启动器的控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，每组软启动器单元均未运行时，三相交流电源的每相输出端给对应的一组软启动器单元输入交流电；

步骤S2，IV检测电路不断检测三组软启动器单元的输出端的电压和电流信号，并将检测结果发送给单片机处理；

步骤S3，单片机接收到IV检测电路的检测结果，若检测结果为接收到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为内接法，并执行步骤S41；若检测结果为接收不到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为外接法，并执行步骤S42；

步骤S41，单片机控制显示器显示电机每相输入端的电流值的√3倍；√3倍即1.732倍；

步骤S42，单片机控制显示器显示电机每相输入端的电流值。

本实施例中，步骤S3中单片机具体判定方法为：

单片机对检测结果进行判定，若IV检测电路检测到三组软启动器单元的输出端的电压和电流信号，则三相交流电源的交流电通过三组软启动器输出给电机，使得IV检测电路能够检测到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，且判定电机接线盒内接线端子无短路现象，形成六条电机接线，即为内接法；若IV检测电路检测不到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则三相交流电源的交流电直接输出给电机，使得IV检测电路无法检测到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，且判定电机接线盒内接线端子有短路现象，形成三条电机接线，即为外接法。

本实施例中，单片机通过驱动电路驱动每组软启动器单元运行的具体方法为：

启动动作：单片机通过驱动电路给正向导通晶闸管的控制极和反向导通晶闸管的控制极触发信号，正向导通晶闸管和反向导通晶闸管均导通，三相交流电源给电机供电，且IV检测电路检测到正向导通晶闸管的阴极以及反向导通晶闸管的阳极所连接形成的公共端的电压和电流信号；

续流动作：单片机通过驱动电路控制旁路继电器吸合，且停止给正向导通晶闸管和反向导通晶闸管触发信号，正向导通晶闸管和反向导通晶闸管自动关断，三相交流电源持续给电机供电，且IV检测电路检测到正向导通晶闸管的阴极以及反向导通晶闸管的阳极所连接形成的公共端的电压和电流信号。

本发明的可兼容内接法和外接法的软启动器有以下实践证明其优势：

1）客户需要一台380V，1800 kW交流电机6软启动器，询问了国内外最大的软启动器供应商均回复无法生产这么大容量的产品，且也没有生产过如此大容量的产品，经查询客户的电机6为六条接线，判断可以采用软启动器的内接法启动，采用本案的软启动器则只需生产一台1,000kW,380V的软启动器即可，要求用户采用内接法启动即可，客户解决了需求问题，而且还降低二十万的投入成本；

2）客户有一台交流异步电机6315kW需要软启动器产品，目前在市场上只能购买315 kW的软启动器，但是，如果购买本案的软启动器，客户可以选择购买187kW即可，本案的软启动器采用三角形内外接法则可以降低一半的购入成本，而且体积缩小一半，开关柜体积需求也减小；

3）客户购买一台110kW容量的传统产品，却只能驱动110kW电机6容量；如果采用本案的软启动器，只要购买本案的外接60kW/内接110kW的软启动器即可使用，而客户需要支付的采购成本是按照60kW来支付的，节省接近一半的购入成本。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可兼容内接法和外接法的软启动器，其特征在于，包括软启动器本体、单片机、IV检测电路和驱动电路，所述软启动器本体包括三组软启动器单元，三相交流电源的每相输出端与对应一组软启动器单元的输入端连接，每组软启动器单元的输出端与电机对应相的输入端连接，且电机的每相输出端均与对应一组软启动器单元的输入端连接；三组软启动器单元的输出端与IV检测电路的输入端连接，所述IV检测电路的输出端与单片机的输入端电连接，所述IV检测电路对三组软启动器单元的输出端的电压和电流信号进行检测后发送给单片机，且所述单片机根据接收到的电压和电流信号判定该软启动器为外接法还是内接法；所述单片机的输出端与驱动电路的输入端连接，且所述单片机通过驱动电路的输出端给每组软启动器单元触发信号；

每组软启动器单元均未运行前，三相交流电源的每相输出端给对应的一组软启动器单元输入交流电，若IV检测电路检测到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为内接法；若IV检测电路检不到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为外接法。

2.根据权利要求1所述的可兼容内接法和外接法的软启动器，其特征在于，该软启动器还包括显示器，所述单片机的输出端与显示器的输入端连接；若单片机判定该软启动器为外接法，则所述单片机控制显示器显示电机每相输入端的电流值；若单片机判定该软启动器为内接法，则所述单片机控制显示器显示电机每相输入端的电流值的√3倍。

3.根据权利要求1所述的可兼容内接法和外接法的软启动器，其特征在于，每组软启动器单元均包括旁路继电器、反并联的正向导通晶闸管和反向导通晶闸管，所述正向导通晶闸管和反向导通晶闸管反向并联后均与旁路继电器并联；所述正向导通晶闸管的阳极以及反向导通晶闸管的阴极所连接形成的公共端与三相交流电源的对应相输出端连接，且所述正向导通晶闸管的阴极以及反向导通晶闸管的阳极所连接形成的公共端与电机对应相的输入端连接；所述单片机通过驱动电路的输出端给正向导通晶闸管的控制极和反向导通晶闸管的控制极触发信号，且所述单片机通过驱动电路的输出端控制旁路继电器进行吸合或打开。

4.根据权利要求1所述的可兼容内接法和外接法的软启动器，其特征在于，该软启动器还包括电压检测电路，所述三相交流电源的每相输出端均与电压检测电路的输入端连接，所述电压检测电路的输出端与单片机的输入端连接，且所述电压检测电路检测到三相交流电源的每相输出端电压后发送给单片机处理。

5.一种可兼容内接法和外接法的软启动器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，每组软启动器单元均未运行时，三相交流电源的每相输出端给对应的一组软启动器单元输入交流电；

步骤2，IV检测电路不断检测三组软启动器单元的输出端的电压和电流信号，并将检测结果发送给单片机处理；

步骤3，单片机接收到IV检测电路的检测结果，若检测结果为接收到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为内接法，并执行步骤41；若检测结果为接收不到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则单片机判定该软启动器为外接法，并执行步骤42；

步骤41，单片机控制显示器显示电机每相输入端的电流值的√3倍；

步骤42，单片机控制显示器显示电机每相输入端的电流值。

6.根据权利要求5所述的可兼容内接法和外接法的软启动器的控制方法，其特征在于，所述步骤3中单片机具体判定方法为：

单片机对检测结果进行判定，若IV检测电路检测到三组软启动器单元的输出端的电压和电流信号，则三相交流电源的交流电通过三组软启动器输出给电机，使得IV检测电路能够检测到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，且判定电机接线盒内接线端子无短路现象，形成六条电机接线，即为内接法；若IV检测电路检测不到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，则三相交流电源的交流电直接输出给电机，使得IV检测电路无法检测到三组软启动器单元的输出端电压和电流信号，且判定电机接线盒内接线端子有短路现象，形成三条电机接线，即为外接法。

7.根据权利要求5所述的可兼容内接法和外接法的软启动器的控制方法，其特征在于，所述单片机通过驱动电路驱动每组软启动器单元运行的具体方法为：

启动动作：单片机通过驱动电路给正向导通晶闸管的控制极和反向导通晶闸管的控制极触发信号，正向导通晶闸管和反向导通晶闸管均导通，三相交流电源给电机供电，且IV检测电路检测到正向导通晶闸管的阴极以及反向导通晶闸管的阳极所连接形成的公共端的电压和电流信号；

续流动作：单片机通过驱动电路控制旁路继电器吸合，且停止给正向导通晶闸管和反向导通晶闸管触发信号，正向导通晶闸管和反向导通晶闸管自动关断，三相交流电源持续给电机供电，且IV检测电路检测到正向导通晶闸管的阴极以及反向导通晶闸管的阳极所连接形成的公共端的电压和电流信号。