CN201533276U - 智能三相电机驱动控制模块 - Google Patents

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桑卫东
刘伟
张中远
宋喆
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Abstract

本实用新型涉及一种智能三相电机驱动控制模块，其技术特点是：由依次连接的三相交流电源的滤波电路、缺相检测电路、相序检测及相序调整电路、三相交流电机的驱动电路和三相交流电机的驱动抗干扰电路构成，三相交流电源的滤波电路的输入端与三相交流电源相连接，三相交流电机的驱动抗干扰电路的输出端与三相交流电机相连接。本实用新型设计合理，能够对三相交流电源进行缺相检测、相序检测及相序调整功能，实现了对电机的保护功能，提高了电机的工作效率和驱动电路的抗干扰能力，降低了功耗，并实现对三相交流电机进行正转反转驱动，避免了三相交流电机启动停止时火花的产生，适用于油田、化工、水处理等有防爆要求的特殊场所。

Description

智能三相电机驱动控制模块
技术领域
本实用新型属于电动执行器控制器领域，尤其是一种智能三相电机驱动控制模块。
背景技术
电动执行机构是工业过程控制系统中针对阀门进行控制和调节的执行设备，其主要作用是将过程控制系统发出的控制信号转换成相应的动作，达到控制阀门内截流件的位置或其他调节机构位置的目的，广泛应用于电力、冶金、石化、供热、水泥、建材、轻纺、食品等行业。目前，电动执行机构使用的电机通常为三相交流电机，对三相交流电机的正反转控制是采用接触器切换来实现的，这种驱动控制电路具有电路简单、便于维护等优点，但是也存在如下一些问题：接触器的机械触点容易老化，体积较大，驱动电流大，容易产生干扰，无法进行相序检测和保护等缺点。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理的智能三相电机驱动控制模块。本驱动控制模块能够对三相交流电源进行缺相检测、相序检测及相序调整，实现了对三相交流电机的保护功能，提高了电机的工作效率和驱动电路的抗干扰能力，降低了功耗，并实现对三相交流电机进行正转反转驱动功能，避免了三相交流电机启动或停止时火花的产生，具有体较小、成本低等特点，适用于油田、化工、水处理等有防爆要求的特殊场所。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种智能三相电机驱动控制模块，由依次连接的三相交流电源的滤波电路、三相交流电源的缺相检测电路、三相交流电源的相序检测及相序调整电路、三相交流电机的驱动电路和三相交流电机的驱动抗干扰电路构成，三相交流电源的滤波电路的输入端与三相交流电源相连接，三相交流电机的驱动抗干扰电路的输出端与三相交流电机相连接。
而且，所述的三相交流电源的滤波电路由三个电感器构成，该三个电感器的一端分别与三相交流电源相连接，该三个电感器的另一端与三相交流电源的缺相检测电路相连接。
而且，所述的三相交流电源的缺相检测电路由依次连接的限流部分、半波整流部分及光电隔离部分构成，该限流部分的输入端与三相交流电源的滤波电路相连接，光电耦合部分的输出端与三相交流电源的相序检测及相序调整电路相连接。
而且，所述的三相交流电源的相序检测及相序调整电路包括CD4011芯片和两个三极管，CD4011芯片的输入端与三相交流电源的缺相检测电路相连接，CD4011芯片的输出端通过两个三极管与三相交流电机的驱动电路相连接。
而且，所述的三相交流电机的驱动电路包括两个光电耦合器和两个功率管，该两个光电耦合器的输入端与三相交流电源的相序检测及相序调整电路相连接，该两个光电耦合器的输出端分别通过两个功率管与三相交流电机的驱动抗干扰电路相连接。
而且，所述的三相交流电机的驱动抗干扰电路为RC滤波电路。
本实用新型的优点和积极效果是：
1.本驱动控制模块通过滤波电路对三相交流电源进行滤波处理，提高了电机工作效率，减小了电机的使用功耗，降低了电机的维修时间，延长了电机的使用寿命；通过缺相检测电路对三相交流电源缺相进行报警，保护了三相交流电机，延长了电机的使用寿命；通过相序检测及相序调整电路，减少了反转造成的误动作。
2.本驱动控制模块的驱动电路能够对三相交流电机进行正转反转驱动控制，不但减少了机械触点的损坏，也避免了三相交流电机启动、停止时电弧和火花的产生，可在油田、化工、水处理等有防爆要求的场所安全可靠地使用。
3.本驱动控制模块的驱动电路包括了光电隔离部分，从而提高了输入信号的抗干扰能力，提高了驱动控制模块的可靠性和稳定性。
4.本驱动控制模块的驱动电路采用全数字电路，无需大电流即可实现驱动控制，减小了电机的使用功耗。
5.本驱动控制模块采用采用模块设计，减小了安装空间，便于安装与维修，降低了生产成本及维护成本。
6.本实用新型设计合理，能够对三相交流电源进行缺相检测、相序检测及相序调整功能，实现了对电机的保护功能，提高了电机的工作效率和驱动电路的抗干扰能力，降低了功耗，并实现对三相交流电机进行正转反转驱动，避免了三相交流电机启动停止时火花的产生，具有体较小、成本低等特点，适用于油田、化工、水处理等有防爆要求的特殊场所。
附图说明
图1是本实用新型的电路方框原理图；
图2是三相交流电源滤波电路的电路图；
图3是三相交流电源的缺相检测电路的电路图；
图4是三相交流电源的相序检测及相序调整电路的电路图；
图5是三相交流电机的驱动电路的电路图；
图6是三相交流电机的驱动抗干扰电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述。
一种智能三相电机驱动控制模块，如图1所示，由依次连接的三相交流电源的滤波电路、三相交流电源的缺相检测电路、三相交流电源的相序检测及相序调整电路、三相交流电机的驱动电路和三相交流电机的驱动抗干扰电路构成，三相交流电源的滤波电路的输入端与三相交流电源相连接，三相交流电机的驱动抗干扰电路的输出端与三相交流电机相连接。本驱动控制模块的具体构成及其连接关系如下：
如图2所示，三相交流电源的滤波电路由三个电感器L1、L2、L3构成，该三个电感器L1、L2、L3的一端分别与三相交流电源相连接，三个电感器L1、L2、L3的另一端连接到三相交流电源的缺相检测电路。本滤波电路可以滤除三相交流电源中的谐波和干扰，三相交流电源经滤波输入到三相交流电源的缺相检测电路。
如图3所示，三相交流电源的缺相检测电路包括限流部分、半波整流部分及光电隔离部分，限流部分包括三个限流电阻R21、R20和R3，半波整流部分包括三个二极管D1、D2和D3，光电隔离部分包括两个光电耦合器U2、U3，限流部分、半波整流部分及光电隔离部分依次相连接，该限流部分的输入端与三相交流电源的滤波电路相连接，光电耦合部分的输出端与三相交流电源的相序检测及相序调整电路相连接。本缺相检测电路对滤波后的三相交流电源使用限流电阻R21、R20和R3进行限流，然后使用二极管D1、D2和D3进行半波整流，最后通过光电耦合器U2和U3进行光电隔离并输出数字信号进行判断是否缺项，如果缺相，将控制三相交流电机停止运行。
如图4所示，三相交流电源的相序检测及相序调整电路包括CD4011(四2与非门芯片)U7和两个三极管Q1、Q2，CD4011芯片U7的输入端与三相交流电源的缺相检测电路相连接，CD4011芯片U7的输出端通过两个三极管Q1、Q2与三相交流电机的驱动电路相连接。本相序检测及相序调整电路通过CD4011芯片U7对三相交流电进行相序检测及相序判断，如果相序发生错误，则进行相序调整，并驱动三极管Q1、Q2使得三相交流电机处于正确的工作状态。
如图5所示，三相交流电机的驱动电路包括两个光电耦合器U10、U11和两个功率管Q5、Q6，光电耦合器U10、U11的输入端与三相交流电源的相序检测及相序调整电路相连接，光电耦合器U10、U11的输出端分别通过功率管Q5、Q6与三相交流电机的驱动抗干扰电路相连接。当光电耦合器U10、U11接到控制命令后，驱动功率管Q5、Q6接通三相交流电源以使电机运行。
如图6所示，三相交流电机的驱动抗干扰电路为RC滤波电路，该RC滤波电路由电阻R5、R43、R6、R42及电容C15、C14构成，该滤波电路的输入端与三相交流电机的驱动电路相连接，该滤波电路的输出端与三相交流电机相连接，该驱动抗干扰电路可以滤除驱动电路中的共模干扰。
本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种智能三相电机驱动控制模块，其特征在于：由依次连接的三相交流电源的滤波电路、三相交流电源的缺相检测电路、三相交流电源的相序检测及相序调整电路、三相交流电机的驱动电路和三相交流电机的驱动抗干扰电路构成，三相交流电源的滤波电路的输入端与三相交流电源相连接，三相交流电机的驱动抗干扰电路的输出端与三相交流电机相连接。
2.根据权利要求1所述的智能三相电机驱动控制模块，其特征在于：所述的三相交流电源的滤波电路由三个电感器构成，该三个电感器的一端分别与三相交流电源相连接，该三个电感器的另一端与三相交流电源的缺相检测电路相连接。
3.根据权利要求1所述的智能三相电机驱动控制模块，其特征在于：所述的三相交流电源的缺相检测电路由依次连接的限流部分、半波整流部分及光电隔离部分构成，该限流部分的输入端与三相交流电源的滤波电路相连接，光电耦合部分的输出端与三相交流电源的相序检测及相序调整电路相连接。
4.根据权利要求1所述的智能三相电机驱动控制模块，其特征在于：所述的三相交流电源的相序检测及相序调整电路包括CD4011芯片和两个三极管，CD4011芯片的输入端与三相交流电源的缺相检测电路相连接，CD4011芯片的输出端通过两个三极管与三相交流电机的驱动电路相连接。
5.根据权利要求1所述的智能三相电机驱动控制模块，其特征在于：所述的三相交流电机的驱动电路包括两个光电耦合器和两个功率管，该两个光电耦合器的输入端与三相交流电源的相序检测及相序调整电路相连接，该两个光电耦合器的输出端分别通过两个功率管与三相交流电机的驱动抗干扰电路相连接。
6.根据权利要求1所述的智能三相电机驱动控制模块，其特征在于：所述的三相交流电机的驱动抗干扰电路为RC滤波电路。
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