CN201854226U - 一种直流电机软启动控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流电机软启动控制器，包括主电源、两个辅助电源、主回路、PWM控制模块、软启动控制器、远程控制回路；所述主回路由IGBT控制模块、采样模块，电流变送模块与吸收保护回路连接构成，并通过相应的空气开关、接触器与主电源连接；所述主电源分别通过开关与两个辅助电源连接，第一辅助电源与IGBT控制模块及其相应驱动电路相接，第二辅助电源与软启动控制器及PWM控制模块相接；PWM控制模块的输入端分别与软启动控制器输出端、采样模块相接，输出端接于IGBT控制模块上；所述远程控制回路连接与主电源上。本实用新型精度高，启动时间和启动电压可调，启动过程中没有额外的功率损耗，减小了对直流电网的冲击。

Description

一种直流电机软启动控制器

技术领域

本实用新型涉及一种直流电机软启动的控制器。

背景技术

目前火力发电厂、大型化工厂及造纸厂等大型工厂中广泛应用直流电机作为应急冷却及直流润滑油泵的拖动系统，直流电机传统的启动方式是电枢回路串接电阻启动，该启动方式启动时在直流电动机电枢回路中串入启动电阻，以限制启动电流，启动电阻为一组三个电阻串接的可变电阻，在启动过程中，开始启动时，电枢回路接入电源，串入全部电阻，以尽量降低启动电流，随后以固定时间及时逐级短接三个电阻，直到电机正常启动。这种启动方式的应用在电力生产中非常广泛普遍，其暴露出的缺陷及隐患也是非常多的，大致有如下几项：

1.它不能彻底解决直流电动机启动过程中冲击电流大的问题，启动过程中直流电机的启动电流依旧大于其额定电流数倍，仍有可能因启动电流过大而引起电机加速损坏。

2.控制原理落后，方式复杂，环节过多，故障率极高，维护工作量很大。这种启动方式需由几个大容量的直流接触器和中间继电器、时间继电器组成，由于元件较多，故障率极高，柜体内非常拥挤，检修维护极不方便。

3.启动过程中，任何一级电阻不切换，即可导致直流电动机不能正常运行，电阻发热严重，电机过载。

4.启动过程中，启动电流仍旧较大，使蓄电池受到电流冲击，输出电压降低，如果有任一级电阻不切换，则恶化蓄电池的运行工况，对电气二次回路的正常工作造成威胁，比如事故情况下有关开关拒跳闸，使事故扩大。

5.在停泵过程中，直流电机的反电动势，通过直流接触器断开时的电弧瞬时加入直流系统，导致直流系统电压大幅波动，严重时电压波动幅度大于100V，对电气二次回路的正常工作造成极大威胁，如现场运行中的开关无故偷跳的现象，就是由此引起。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种利用高压斩波器控制的精度较高的，启动时间和启动电压可调的，具有吸收回路保护的蓄电池供电的直流电机软启动器，它在启动过程中没有额外的功率损耗，减小了对直流电网的冲击，既起到节能的目的又不会影响其他直流设备正常工作。

为达上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种直流电机软启动控制器，包括主电源、两个辅助电源、主回路、电压电流信号采样模块、PWM控制模块、RQD-4软启动控制器、远程控制回路；所述主回路由IGBT控制模块、电压电流信号采样模块、电流变送模块与吸收保护回路连接构成，并通过相应的空气开关、接触器与主电源连接；所述主电源分别通过开关与两个辅助电源连接；第一辅助电源与I GBT控制模块及相应驱动电路相接，第二辅助电源与RQD-4软启动控制器及PWM控制模块相接；PWM控制模块的输入端分别与软启动控制器输出端、电压电流信号采样模块相接，输出端通过IGBT控制模块的驱动电路连接于IGBT控制模块上；所述控制回路包括远控启动继电器、远控停止继电器及相应远控启动、停止接点，所述远控启动继电器/远控停止继电器一端与主电源负极连接，另一端通过相应的远控启动、停止接点与电源正极连接。

本实用新型还可采用以下技术方案进一步实现：

所述主电源为110V或220V直流电；

所述两个辅助电源为开关电源模块为转换输出电压分别为±24V、±12V的DC/DC电源模块，；

所述IGBT控制模块是单管IGBT模块结构或双管IGBT模块结构。

通过上述的技术方案，本实用新型具备如下技术效果：

1、本实用新型直流电机软启动控制器使电机启动过程中电流从零到额定值的变化时间可控；

2、本实用新型直流电机软启动控制器在电机启动过程中没有额外的功率损耗，减小了对直流电网的冲击，既起到节能的目的又不会影响其他直流设备正常工作。

附图说明

图1为本实用新型电源设备直流电机软启动控制器内部结构示意图。

图2为本实用新型电源设备直流电机软启动控制器原理框图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型。

参见附图1所示，一种直流电机软启动控制器，包括主电源和两个辅助电源、主回路、电压电流信号采样模块、PWM控制模块、软启动控制器、控制回路。所述主回路由IGBT控制模块、电压电流信号采样模块，电流变送模块与吸收保护回路连接构成，并通过相应的空气开关、接触器与主电源连接。所述辅助电源为开关电源或DC/DC电源模块，辅助电源分别通过开关与主电源连接/断开，一辅助电源与PWM后级的I GBT驱动电路相接，另一辅助电源分别与ROD-4软启动控制器、PWM控制模块的电源端口相接；ROD-4软启动控制器输出端与PWM控制模块的控制端口相接。通过调整电位器W2可以设定斜坡电压的时间，通过调整电位器W1可调整初始启动电压值，产生软启动需要的斜坡电压。启动时，接触器KM1闭合，主回路启动，此时DC/DC辅助电源模块工作并对外供电，ROD-4软启动控制器所产生的斜坡电压被输入至PWM控制模块产生占空比按设定时间由零逐渐增大的方波信号，所述方波信号结合来自于电压电流信号采样模块的采样信号输入IGBT驱动电路4进行放大，驱动IGBT模块工作以使直流电机启动，主回路中的电流得以控制，使主回路输出电压、电流按照设定时间增大，最终达到启动直流电机的目的。主回路启动完毕后，接触器KM1断开，KM2闭合，电流不经过功率器件，电源及IGBT等器件，直接由旁路工作。

控制回路主要包括直流接触器KM1、KM2，中间继电器KA1、KA2，以及按钮、急停按钮和近控/远控转换开关等。KM1为主起动接触器，KM2为旁路接触器，用于在软启动完成后旁路工作。KA1、KA2为远控启动继电器和远控停止继电器，SB1与SB2为近控启动按钮与近控停止按钮，KJ为急停按钮，K2为近控、远控转换开关。5、6为远控停止接点，均为闭合有效。

电流变送单元可将主回路中的电流信号转换为4-20mA标准电流信号，用作远控电流显示。远传信号可根据不同要求设置相应接口，传送至显示操作终端。

参见附图2所示，软启动时间生成电路1，该电路产生软启动需要的斜坡电压，斜坡时间及初始电压值可自由调整；限流电路2，用以限制软启动器输出的最大启动电流，有效避免大电流对系统和设备的冲击，改善启动环境；PWM控制电路3，该电路产生一种占空比可调的方波信号；IGBT驱动电路4，该电路采用专用驱动器件，对PWM信号进行放大等处理，用以驱动IGBT的开通与关断；电流设定电路5，通过该电路，用户可以根据工艺条件设定限流值；短路及过流保护电路6，当主回路中的电流超过设定值或主回路发生短路时，该保护电路可禁止软启动器输出；报警电路7，当发生过流或短路故障时，该电路发出报警信号；低压报警电路8，用于主回路电压低于设定值时发出报警信号；电流、电压变送电路9，用于控制终端对电流或电压的采集、显示；控制终端10，该终端可以为手动远控台，也可为计算机。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定。凡本领域的技术人员利用本实用新型的技术方案对上述实施例做出的任何等同的变动、修饰或演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种直流电机软启动控制器，其特征在于：包括主电源、两个辅助电源、主回路、电压电流信号采样模块、PWM控制模块、RQD-4软启动控制器和远程控制回路；所述主回路由IGBT控制模块、电压电流信号采样模块、电流变送模块与吸收保护回路连接构成，并通过相应的空气开关、接触器与主电源连接；所述主电源分别通过开关与两个辅助电源连接；第一辅助电源与IGBT控制模块及相应驱动电路相接，第二辅助电源与RQD-4软启动控制器及PWM控制模块相接；PWM控制模块的输入端分别与软启动控制器输出端、电压电流信号采样模块相接，输出端通过IGBT控制模块的驱动电路连接于IGBT控制模块上；所述控制回路包括远控启动继电器、远控停止继电器及相应远控启动、停止接点，所述远控启动继电器/远控停止继电器一端与主电源负极连接，另一端通过相应的远控启动、停止接点与电源正极连接。

2.如权利要求1所述直流电机软启动控制器，其特征在于：所述主电源为110V或220V直流电。

3.如权利要求1所述直流电机软启动控制器，其特征在于：所述两个辅助电源为开关电源模块为转换输出电压分别为±24V、±12V的DC/DC电源模块。

4.如权利要求1所述直流电机软启动控制器，其特征在于：所述IGBT控制模块是单管IGBT模块结构，或者是双管IGBT模块结构。

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