CN201307838Y - 电子开关柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关柜，特别公开了一种电子开关柜。该电子开关柜，包括三相电源、电动机和控制器，其特殊之处在于：所述三相电源、电动机之间串联有晶闸管，控制器的五组控制信号控制五只晶闸管的导通关断。本实用新型的电子开关柜通过CPU对采集信号的多重处理、复杂的逻辑运算后分别对五只晶闸管切换轮番导通，同时不断改变晶闸管的导通角的方式实现对三相电动机正反转及软启动的控制需求，由于采用了晶闸管做电子开关，使得频繁的正反转切换进入了稳定的实用阶段；软启动的设置使三相电动机启动时对电网的影响减到了最小，减少了多设备同时运行时的电源相互影响。
Description
(一)技术领域
本实用新型涉及一种开关柜，特别涉及一种电子开关柜。
(二)背景技术
1、传统的三相电动机启动多采用变压器降低启动或星三角降压启动，由于设备笨重及启动时二次冲击的缺点，加之半导体技术的飞速发展催生了软启动器及变频器，两者均可满足电机软启的需求，变频器还可以实现正反转的控制需求，但变频器的价格一直是商家改进设备的重大障碍。
2、传统的交流接触器控制电机频繁的正反转很容易使接触器达到疲劳极限，触点的打火及氧化迫使交流接触器需要频繁的更换，交流接触器采用机械式开关通断以达到换相的目的，寿命较短，火花四溅，危险且电磁干扰明显。
(三)发明内容
本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种控制灵活、寿命长的电子开关柜。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种电子开关柜，包括三相电源、电动机和控制器，其特殊之处在于：所述三相电源、电动机之间串联有晶闸管，控制器的五组控制信号控制五只晶闸管的导通关断。
本实用新型的电子开关柜，所述三相电源的U相连接第一晶闸管，三相电源的V相连接第二晶闸管，三相电源的W相连接第三晶闸管；第四晶闸管的一端连接第一晶闸管的输入端，另一端连接第三晶闸管的输出端；第五晶闸管的一端连接第三晶闸管的输入端，另一端连接第一晶闸管的输出端。
本实用新型的全数字交流电子开关柜的原理如下：
晶闸管串联三相电源与电动机之间，通过控制器的五组控制信号(X14’/X14/X36/X52/X52’)控制五只晶闸管(V1/V2/V3/V4/V5)的导通关断；V1/V2/V3导通时，电机转向与电源相序一致为正向运行，V4/V2/V5控制导通时，U相与W相在进入电机前换相，电动机转向与电源相序相反，变为逆向运行，V2控制的V相电源保持不变，这就是电机转向控制的原理
不论是正转还是反转，控制器会同时控制可控硅的导通角，不断加大导通角使加在电动机上的电压缓慢地由小变大，使得电动机电流慢慢由小变大，避免了对电网的瞬点大电流的冲击，从而实现软启的作用，
为避免电网浪涌电压及雷击的影响，三相电源、电动机之间设定有电源端阻容吸收器、避雷器、熔断器及断路器，为保护晶闸管开通感应电压引起的过电压击穿晶闸管，在晶闸管两端并联有阻容保护板，为了控制器能及时地保护晶闸管过电流，由电流互感器实时检测主回路电流并将电流信号取样送给控制器由控制器在晶闸管过电流时及时切断晶闸管以达到保护晶闸管的目的，电流同时在面板上直观显示。控制面板是为了用来设定参数及指示当前运行及故障状态。
本实用新型的全数字交流电子开关柜技术优点：
1.主要功能：灵活可靠的控制方式，可以控制三相电动机自由的正反转及软启停。
2.简易PLC功能：独创的内置简易PLC运行功能，通过设置少量的相关参数，可以让您在简单的外部控制信号下实现多达六段的运行状态自动控制。
3.参数自由设定：系统运行所需参数的设定、修改和故障显示均由面板按键和数码管完成，所有参数均可在线更改。
4.起动灵活：电压爬升方式与突跳启动方式两种启动选择，可根据工作现场满足不同负载的启动需求
*电压爬升方式软启*
*带冲击脉冲电压爬升方式软启(用于重载启动)*
5.制动可靠：停机反接制动时间连续可调。可以实现设备的快速停机及准确定位。
6.智能冷却风扇控制：冷却风扇在超过设定温度时启动，智能控制风扇启停，从而大大延长了风扇寿命。
7.多设备联动性好：设置的“外部故障输入端子”可以与外部设备联合作业，更大程度地保护整套设备的正常运行。
8.性能稳定：系统具备完善的缺相、过流、超温保护功能，能可靠保护电机。控制板采用加强三防生产工艺设计，控制板工作稳定可靠，无温漂。
本实用新型的电子开关柜通过CPU对采集信号的多重处理、复杂的逻辑运算后分别对五只晶闸管切换轮番导通，同时不断改变晶闸管的导通角的方式实现对三相电动机正反转及软启动的控制需求，由于采用了晶闸管做电子开关，使得频繁的正反转切换进入了稳定的实用阶段，避免了接触器的机械开关所带来的延时及打火损坏的问题。软启动的设置使三相电动机启动时对电网的影响减到了最小，减少了多设备同时运行时的电源相互影响。
(四)附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的外部结构示意图。
图中，ZR：阻容吸收器，FU：熔断器，Q1：断路器，TA：电流互感器，V1：第一晶闸管，V2：第二晶闸管，V3：第三晶闸管，V4：第四晶闸管，V5：第五晶闸管，J1：避雷器，3M：发动机，X14’/X14/X36/X52/X52’：控制器的五组控制信号，U、V、W：三相电源，Swith-p01阻容保护板。
(五)具体实施方式
附图为本实用新型的一种具体实施例。该实施例包括三相电源(U、V、W)、电动机(3M)和控制器，三相电源(U、V、W)、电动机(3M)之间串联有晶闸管，控制器的五组控制信号(X14’/X14/X36/X52/X52’)控制五只晶闸管(V1/V2/V3/V4/V5)的导通关断；三相电源的U相连接第一晶闸管(V1)，三相电源的V相连接第二晶闸管(V2)，三相电源的W相连接第三晶闸管(V3)；第四晶闸管(V4)的一端连接第一晶闸管(V1)的输入端，另一端连接第三晶闸管(V3)的输出端；第五晶闸管(V5)的一端连接第三晶闸管(V3)的输入端，另一端连接第一晶闸管(V1)的输出端；三相电源(U、V、W)、电动机(3M)之间设定有电源端阻容吸收器(ZR)、避雷器(J1)、熔断器(FU)及断路器(Q1)；晶闸管两端并联有阻容保护板(Swith-p01)；三相电源(U、V、W)、电动机(3M)之间设定有实时检测主回路电流并将电流信号取样送给控制器的电流互感器(TA)。
主要功能总述：
1、本机具有软启动及正反转功能
2、软启动功能具有多种启动模式可选，具有全压启动、电压斜坡启动、电压阶跃启动、限流起动等起动方式
3、电机正反转控制需具有延时有效及过流保护功能。
4、多参数可调，应用灵活，软启模式(FOXX)、起停时间(FOXX、FOXX)及启停基值电压(FOXX、FOXX)可调，控制模式及停机模式可调。
5、丰富的端子输入起停模式及多种输出状态可选
6、简易PLC运行可独立设定六段速运行状态及运行时间
7、自动节能模式，可在轻负载时降低输出电压
8、方便实用的试运行密码设定保障机器的回款按键显示功能设置：
四位数码管显示：
四个LED显示：正转(A-C)，反转(E-G)，停止(C-E)，故障参数设置/状态显示/故障切换键，每按动一下在三个状态之间切换循环。
上升键：增加参数表及设置数据；
移位键：移位用，顺序为从右到左；
确认键：进入参数表及确认设置数据；
说明：保留参数显示状态为----
端子功能设置：(共十个)
输入端子：
正转：电机软启并长期正转下去，断开即停机
反转：电机软启并长期反转下去，断开即停机
外部故障输入：闭合时跳外部故障代码E-04并立即停机
复位：复位当前故障用，复位后如故障消失将进入默认显示状态，如继续存在，则故障同样再现。
输入端公共端子(两个)；
输出端子：继电器输出状态端子三个：功能选择有软启动结束，运行中，停止中，正转中，反转中。故障中。
控制器参数设置：
| 参数号 | 功能说明 | 调节范围 | 出厂默认值 |
| F001 | 启动上升时间 | 0.5S-60S | 5S |
| F002 | 保留 | ||
| F003 | 软启动基值电压 | 25％-75％ | 40 |
| F004 | 保留 | ||
| F005 | 逆向运行间隔时间 | 2.0S-30.0S | 5.0 |
| F006 | 突跳启动 | 0-1 | 0 |
| F007 | 突跳启动电压 | 70％-90％ | 90 |
| F008 | 突跳启动时间 | 0.25S-2S | 2 |
| F009 | 停机方式选择 | 0-1 | 0 |
| F010 | 反向制动等待时间 | 2-10S | 5 |
| F011 | 反向制动保持时间 | 0-10S | 2 |
| F012 | 保留 | ||
| F013 | 故障检测有效 | 0-1 | 1 |
| F014 | 保留 | ||
| F015 | 简易PLC运行模式 | 0-2 | 0 |
| F016-F026 | 第N阶段运行状态 | 0-2 | 0 |
| F017-F0 | 第N阶段运行时间 | 0-999.9S | 10.0S |
| 27 | |||
| F028 | 输出1选择 | 0-6 | 1 |
| F029 | 输出2选择 | 0-6 | 2 |
| F030 | 输出3选择 | 0-6 | 6 |
| F031 | 电动机额定电流 | 0-500 | 33 |
| F032-F035 | 保留 | ---- | |
| F036 | 试运行结束密码 | 0-9999 | 5555 |
| F037 | 权限设定 | 0-9999 | 0 |
| F038 | 剩余试运行有效时间 | 0H-9999H | 0 |
| F039 | 软件版本 | 1.00-99.99 | 当前 |
参数设置详细说明：
(1)F001：启动上升时间(A-B)和(E-F)
输出从软启动基值电压上升到额定电压的时间；
0.5S-60S分段设定，分别为：0.5、1、3、5、10、20、40、60默认设置为5S；
键盘显示时，显示内容为上述实际数字，“增加键”每按一次则跳一段显示，而非加一方式，分段显示的以下均同。
(2)F002：保留
(3)F003：软启动基值电压
软启动基值电压是供给电动机的起始电压，它可调整到使负载刚好启动并运行。
25％-75％分段设定，分别为25、40、55、75；
默认设置为40。
(4)F004：保留
(5)F005：逆向运行间隔时间
为防止电机快速正反转对本机造成的损伤设定此功能，只有经过此设定时间后，正反转方可逆向有效，设定范围2.0-30.0S，分辨率0.1S；
所有需要正反转的，此参数为最基本限定，正反转间隔时间不得小于此设定；
默认设置为5.0。
(6)F006：突跳启动
为克服电动机带大负载时的静摩擦力而加的短时高电压；
0：为无效，不启动突跳功能，1：为启用；
默认为0。
(7)F007：突跳启动电压
分两段设置，分别为70％、90％；
默认设置为90。
(8)F008：突跳启动时间
0.25S-2S分段设置，分别为0.25、0.5、1、2；
默认设置为2。
(9)F009：停机方式选择
无论当前设置停机方式为何种方式，故障时(E--XX)均为自由停机方式；
0：自由停车，1：反向制动停机；
默认设置为0。
(10)F010：反向制动等待时间
只有在F010＝1时，F011与F012才会有效。
为防止反向制动对本机可控硅造成的冲击设定此功能，设定范围2S-20S，分辨率0.1S；
此参数只有在大于“逆向运行间隔时间”时才会有效，小于“逆向运行间隔时间”时以逆向运行间隔时间为准；
默认设置为5.0。
(11)F011：反向制动保持时间
设定反向运行的时间，以电机恰好停止为宜，设定范围0-10S，分辨率0.1S；
默认设置为2.0。
(12)F012：保留
(13)F013：故障检测有效
0：为无效，不进行故障检测；1：为启用；
默认为1；
原CPU此参数功能尚未搞清楚，先通过开关量设置，设置后本CPU除“E-02”与“E-05”外其它故障(缺相、超温、外部故障)均不检测；
注意：请慎重设置此功能，如确认故障为误报或对设备不会造成损伤时可屏蔽此功能。
(14)F014：保留。
(15)F015：简易PLC运行模式
0：不启用1：顺序执行完六段后停止2：顺序执行完六段后再次从第一段开始循环
默认设置为0
(16)F016-F026：第N阶段运行状态
0：正转1：反转2：停止
默认设置为0
PLC功能有效时，正转端子为启动信号，断开即停止。
(17)F017-F027：第N阶段运行时间
此参数为“启动上升时间”+“保持运行时间”，只有在大于“启动上升时间”时有效，否则以“启动上升时间”为准。设定范围为0-999.9S，分辨率0.1S，设定为“0”时表示此阶段无效；
此时正反转同样受“逆向运行间隔时间”限制；
默认设置为10.0。
(18)F028、F029、F030：输出状态继电器功能设定
0：无动作，1：软启动完成，2：运行中，3：停止中，4：正转中，5：反转中，6：故障中；
默设设置为F028＝1、F029＝2、F030＝6
具体状态说明：
说明：D点为反接制动停机结束点(反向制动等待时间+反向制动保持时间)，G点为自由停机点，
软启动结束：(B-D)和(F-G)
运行中：(A-D)和(E-G)
停止中：(D-E)
正转中：(A-D)
反转中：(E-G)
故障中，故障时，电机自由停机，故障属于停机，但停机不一定故障。
(19)F031：三相电动机额定电流
正确的设置电动机的额定电流可以有效保护电机，防止过载损毁，设定范围0-500A
默认设置为33。
(20)F032-F035：保留。
(21)F036：试运行结束密码
此功能可有效防止试用不付款现象，
此密码可通过权限开放后设定(用于出厂设密码)。密码可随时输入，输入正确后自动置“剩余试运行有效时间”为0，任何情况下输入超级结束密码xxxx后均会置0
此参数输入有效时间一小时一次。
默认设置为5555。
(22)F037：权限设定
0：所有参数均可更改
1：除本参数外其余参数均不可更改
200：所有参数置为出厂值，F038除外
8520：可设定“试运行结束密码”，仅在此状态下可设定，方法为：F037输入8520确定后再进入F036设置数据再确定即可成功修改“试运行结束密码”。
设定范围0-9999，默认设置为0。
(23)F038：试运行剩余时间
上电状态下模块不间断减计时，计数最小值为1时在下次启动机器时无效并报故障，以小时为单位，最多计时416天，
0为全天运行，不进行试运行，
设定范围0-9999，
默认设置为0。
(24)F039：软件版本
设定范围1.00-99.99
默定设置为当前，状态参数，修改无效
运行状态
01：停机等待状态
02：运行状态
03：故障状态
故障设置
| 故障代码 | 故障类型 | 应对方案 |
| E-00 | 无故障 | |
| E-01 | 输入缺相 | 1.检查三相输入电源2.检查输入端熔断器是否损坏 |
| E-02 | 过流 | 1.负载过重，尝试启用突跳启动模式2.启动上升时间设置太短 |
| E-03 | 散热器过热 | 1.环境温度过高2.负载过重3.散热风扇是否已启动，风道阻塞 |
| E-04 | 外部故障 | |
| E-05 | 内部故障 | |
| E-06 | 试用期结束 |
Claims (5)
1.一种电子开关柜，包括三相电源、电动机和控制器，其特征在于：所述三相电源、电动机之间串联有晶闸管，控制器的五组控制信号控制五只晶闸管的导通关断。
2.根据权利要求1所述的电子开关柜，其特征在于：所述三相电源的U相连接第一晶闸管，三相电源的V相连接第二晶闸管，三相电源的W相连接第三晶闸管；第四晶闸管的一端连接第一晶闸管的输入端，另一端连接第三晶闸管的输出端；第五晶闸管的一端连接第三晶闸管的输入端，另一端连接第一晶闸管的输出端。
3.根据权利要求1或2所述的电子开关柜，其特征在于：所述三相电源、电动机之间设定有电源端阻容吸收器、避雷器、熔断器及断路器。
4.根据权利要求1或2所述的电子开关柜，其特征在于：所述晶闸管两端并联有阻容保护板。
5.根据权利要求4所述的电子开关柜，其特征在于：所述三相电源、电动机之间设定有实时检测主回路电流并将电流信号取样送给控制器的电流互感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2008202244867U CN201307838Y (zh) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | 电子开关柜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNU2008202244867U CN201307838Y (zh) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | 电子开关柜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN201307838Y true CN201307838Y (zh) | 2009-09-09 |
Family
ID=41100304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CNU2008202244867U Expired - Fee Related CN201307838Y (zh) | 2008-12-02 | 2008-12-02 | 电子开关柜 |
Country Status (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090909 Termination date: 20101202 |