CN201438684U - 异步电动机软启动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种异步电动机软启动电路，其中，异步电动机三相供电电路的每一相的电源输出端与异步电动机的电源输入端之间依次串联的一对正反并联的晶闸管和一个接触器，根据中央控制模块通过触发控制模块发送的控制信号调节各个晶闸管的触发角的大小，从而调节异步电动机两端的输入电压。通过该系统，能够控制异步电动机的启动电流平滑地变化，实现对电网和电动机及负载设备的保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动机软启动电路，更具体地说，涉及一种通过串联在电动机的三相供电电路上的晶闸管(SCR)调节异步电动机的输入电压，从而改善异步电动机启动过程的软启动电路。
背景技术
异步电动机作为应用最广泛的电动机，占据了目前使用的电机的绝大部分.据统计，通用三相异步电动机每年的耗电量约为全球总发电量的50％，而许多异步电动机在运行过程中存在着严重的能源浪费。此外，由于异步电动机在直接启动时瞬时冲击电流很大(可达到额定电流的5～7倍)，对电网造成冲击，并且启动时转矩冲击电流也很大(可达额定转矩的2倍以上)，电网、电动机本身及其负载机械设备带来不利影响。而对于容量较大的电动机，这些危害就更为严重，同时也大大降低了设备的寿命。
针对上述问题，有些技术采用限制电动机启动电流的方法，然而这种方法会带来诸如电流尖峰值、负载过大而使启动失败、接触器切换操作产生电弧等问题，从而导致系统故障。
实用新型内容
本实用新型就是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种异步电动机软启动电路，改善了电动机的启动过程，保护设备，并且节约能源。
为了解决上述问题，根据本实用新型的一方面，提供了一种异步电动机软启动电路，其包括：中央控制模块，分别连接键盘电路，显示电路、同步电压检测模块、电流信号采集模块、启动控制模块、保护控制模块以及触发控制模块，发送控制信号；触发控制模块，进一步连接晶闸管，根据所述中央控制模块的控制命令对所述晶闸管电路进行控制；同步电压检测模块，进一步连接三相供电电路，检测电网的电压，并将检测到的电压值发送到所述中央控制模块；电流信号采集模块，分别连接到三相供电电路每一相的电源线上，采集其输出电流，并将采集到的电流传送到所述启动控制模块和所述保护控制模块；保护控制模块，进一步连接所述启动控制模块，对输入的电流值进行输判断，如果电流值大于设定值，则向所述启动控制模块发送停机信号；启动控制模块，向所述中央控制模块发送启动和停机的控制信号；键盘电路，接收用户设置的启动参数并传送到所述中央控制模块；显示电路，显示来自所述中央控制模块的系统故障信息；其特征在于，还包括：在三相供电电路的每一相的电源输出端与异步电动机的电源输入端之间依次串联的一对正反并联的晶闸管和一个接触器，根据所述中央控制模块通过所述触发控制模块发送的控制信号调节各个所述晶闸管的触发角的大小，从而调节异步电动机两端的输入电压，在所述晶闸管的触发角达到最大时，吸合所述接触器，使所述晶闸管导通，所述异步电动机与电网直接连接。
实用新型效果：
采用本实用新型所述的异步电动机软启动电路，具有以下优点：
1)在整个启动过程中，可控制起动电流平滑地变化，而且对电气设备无损害，还可对电动机起到各种各样的保护作用，给实际运行带来许多方便。
2)可以根据各种不同应用需求提供多种启动模式和保护功能，易于改善工艺，达到最佳效果。
附图说明
下面将参照附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是表示根据本实用新型的异步电动机软启动电路的线路图。
具体实施方式
图1所示的异步电动机软启动电路100是由单片机控制的软启动电路。包括中央控制模块110，分别连接键盘电路170，显示电路180、同步电压检测模块160、电流信号采集模块150、启动控制模块140、保护控制模块130以及触发控制模块120，发送控制信号。中央控制模块110可采用具有较强控制功能的C8051F系列单片机。
该电路10还包括触发控制模块120，进一步连接晶闸管，根据中央控制模块110的控制命令对晶闸管电路进行控制。
本电路10还包括同步电压检测模块160，进一步连接三相供电电路，检测电网的电压，并将检测到的电压值发送到中央控制模块110；电流信号采集模块150，分别连接到三相供电电路每一相的电源线上的电流互感器LHa、LHb和LHc，采集电动机的电流，并将采集到的电流传送到启动控制模块140和保护控制模块130。
本电路10有保护控制模块130，进一步连接启动控制模块140，对输入的电流值进行输判断，如果电流值大于设定值，则向启动控制模块140发送停机信号；启动控制模块140，向中央控制模块110发送启动和停机的控制信号。
本电路10还有键盘电路170，接收用户设置的启动参数并传送到中央控制模块110；显示电路180，显示来自中央控制模块110的系统故障信息。
本电路10还包括：在三相供电电路的每一相的电源输出端与异步电动机的电源输入端(A-a、B-b、和C-c)之间依次串联的一对正反并联的晶闸管和一个接触器，根据中央控制模块110通过触发控制模块120发送的控制信号调节各个晶闸管的触发角的大小，从而调节异步电动机两端的输入电压，在晶闸管的触发角达到最大时，吸合接触器，使晶闸管导通，异步电动机与电网直接连接。
下面将结合具体的实施方式对异步电动机软启动电路10的工作流程进行描述。
实施方式一为启动软启动器模式，这种模式可使启动电流不超过预先设定值IM，IM可以根据用户电网及电动机的负载情况而定，IM＝(0.4～4)IN(IN是电动机额定电流)。具体地，首先，同步电压检测模块160先判断电网电压是否有缺相、乱序或过压现象，如果有则先进行相应的保护控制。如果正常则进行键盘处理，通过键盘电路170设定IM值，并按启动键。电动机在启动时，晶闸管的输出电压从零迅速增加，电流信号采集模块150150将采集到的电流值与设定的IM值进行比较，如果没有达到该IM值，则通过启动控制模块140向中央控制模块110发送信号，由中央控制模块110通过触发控制模块120向晶闸管发送控制信号，不断调节晶闸管的导通角，直到输出电流达到设定的IM值。然后在保护控制模块130控制输出电流不大于该IM值的情况下，随着晶闸管导通角按照斜率坡电压斜率逐渐减小，控制输出电压按照斜率逐渐升高，直到在晶闸管的导通角最小时升至额定电压，由中央控制模块110发出切换命令，使晶闸管导通，接通内置交流接触器(未示出)的主接点Jc以吸合接触器，使电动机直接在电网电压下运行，同时晶闸管退出运行，启动过程全部结束。上述过程中，如果电流信号采集模块150150将采集到的电流值超过设定IM值时，向保护控制模块130发送强制停机的信号。由启动控制模块140控制电动机的停机。在该本实施方式的控制模式下，电动机以设定的电流IM值完成软启动过程，即电流控制，适合于负载大的应用。
实施方式二为电压斜坡起动模式。启动时，软启动装置的输出电压迅速上升到初始值，然后按设定的速率逐渐增加，直到达到电网电压，软启动过程完成。即电压控制。它是通过设定电动机输入电压的线性上升速率来完成电动机起动过程，由于电压从初始值到额定值是线性变化(初始值可保证电动机最大的起动力矩)，所以整个起动过程可以保证电动机的平稳起动。这种模式适合负载相对较小的应用。
实施方式三为点动控制模式，在该模式下，软启动电路的输出电压迅速增至初始电压值，并保持该输出电压。根据不同的负载情况，可以设定不同的初始电压值，即可改变电动机的点动输出转矩。该模式适用于设备的盘车和定位所用电动机，以及电动机的负载设备的试车及检修。
此外，本发明的异步电动机软启动电路10还可以应用于软停车控制模式和自由停车控制模式。软停车控制模式适用于某些不能采用急停车方式的生产环节(如传送带)，以防止物体的倾斜和碰撞，其中，可以根据用户的要求设定软停车时间。自由停车控制模式下，电动机是靠负载惯性自由停止。
综上所述，基于C8051F系列单片机的异步电动机软启动电路具有以下优点：可以实现电动机的平滑启动，从而提高电机及负载设备的使用寿命；可以根据不同的负载特性设置不同的启动模式，实现最佳启动效果；还可以装有外控端子，方便地实现异地控制或自动控制；设有键盘和显示模块，可便于使用操作；可实现过流、缺相和乱序保护，还能实现节能和提高运行效率。
在本说明书中所谈到的“一个实施方式”、“另一个实施方式”、“实施方式”、等，指的是结合该实施方式描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施方式中。在说明书中任何地方出现这种表述不是一定都指的是该同一个实施方式。进一步，结合任一实施方式描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施方式来实现这种特征、结构或者特点，落在本领域技术人员的范围内。
尽管参照本实用新型的多个解释性实施方式对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (1)
1.一种异步电动机软启动电路，其包括：
中央控制模块，分别连接键盘电路、显示电路、同步电压检测模块、电流信号采集模块、启动控制模块、保护控制模块以及触发控制模块，发送控制信号；
触发控制模块，进一步连接晶闸管，根据所述中央控制模块的控制命令对所述晶闸管电路进行控制；
同步电压检测模块，进一步连接三相供电电路，检测电网的电压，并将检测到的电压值发送到所述中央控制模块；
电流信号采集模块，分别连接到三相供电电路每一相的电源线上，采集其输出电流，并将采集到的电流传送到所述启动控制模块和所述保护控制模块；
保护控制模块，进一步连接所述启动控制模块，对输入的电流值进行输判断，如果电流值大于设定值，则向所述启动控制模块发送停机信号；
启动控制模块，向所述中央控制模块发送启动和停机的控制信号；
键盘电路，接收用户设置的启动参数并传送到所述中央控制模块；
显示电路，显示来自所述中央控制模块的系统故障信息；
其特征在于，该异步电动机软启动电路还包括：在三相供电电路的每一相的电源输出端与异步电动机的电源输入端之间依次串联的一对正反并联的晶闸管和一个接触器，根据所述中央控制模块通过所述触发控制模块发送的控制信号调节各个所述晶闸管的触发角的大小，从而调节异步电动机两端的输入电压，在所述晶闸管的触发角达到最大时，吸合所述接触器，使所述晶闸管导通，使所述异步电动机与电网直接连接。
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