CN205212732U - 一种基于stm32的他励直流电机软启动控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于STM32的他励直流电机软启动控制装置，该装置主要包括蓄电池、正负15V辅助电源、吸收电路、旁路开关、IGBT模块、他励直流电机、驱动电路、基于STM32的主控电路、检测电路及触摸屏电路。控制装置对主电路的IGBT模块进行控制，使他励直流电机电枢电流始终小于限定值，并达到软启动的目的。该装置的主要特点是，日常维护时对电机进行检测，确保电机处于正常状态，启动时通过触摸屏进行参数设置，如启动PWM频率、起始PWM占空比、启动限制电流、启动保护电压等，并将启动电流和启动电压波形显示在触摸屏上。本实用新型可以使不同规格电机，在空载或负载下实现平稳快速启动，避免了对电机及蓄电池的冲击。

Description

一种基于STM32的他励直流电机软启动控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种电机启动控制装置，尤其涉及一种基于STM32的他励直流电机软启动控制装置。

背景技术

直流电动机具有输出转矩大、调速性能好、运行可靠等一系列优点，在化工，船舶，电力等行业有广泛的使用。直流电动机启动时最显著的特点就是：启动电流大，最大冲击电流可达到额定电流的15-20倍，将使直流系统受到较大的电流冲击，电动机受到机械冲击，并且对电网造成冲击，污染电源。因此，额定功率在2kW以上的直流电机一般不允许直接启动，必须安装软启动装置。

目前火力发电厂、化工厂及造纸厂等大型工厂中广泛使用他励直流电机作为应急冷却及直流润滑油泵的拖动系统，必须确保电机处于正常状态。电机安装环境和电机容量需求不同，因此，安装的电机规格也不同，给调试安装及检查维修带来很大的不便。

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，提供了一种基于STM32的他励直流电机软启动控制装置。本控制装置调试安装简易，适合不同规格的他励直流电机，并且在日常维护时用控制装置遥控器对电机进行检测，确保电机处于正常状态。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

如图1，一种基于STM32的他励直流电机软启动控制装置，其特征在于：包括蓄电池(1)、正负15V辅助电源(2)、吸收电路(3)、旁路开关(4)、IGBT模块(5)、他励直流电机(6)、驱动电路(7)、基于STM32的主控电路(8)、检测电路(9)及触摸屏电路(10)。所述蓄电池(1)与所述正负15V辅助电源(2)和所述IGBT模块(5)相连，所述吸收电路(3)、所述旁路开关(4)、所述他励直流电机(6)、所述驱动电路(7)分别于所述IGBT模块(5)相连，所述他励直流电机(6)与所述检测电路(9)相连，所述基于STM32的主控电路(8)分别和所述正负15V辅助电源(2)、所述驱动电路(7)、所述检测电路(9)及所述触摸屏电路(10)相连。

所述基于STM32的主控电路选用STM32F103系列芯片。

所述基于STM32的主控电路上设有红外接收头，可以接收控制装置遥控器的红外信号，控制他励直流电机的启动、停机和参数设置等。日常电机设备维护时，通过装置遥控器发出检测命令，主控电路输出单独的PWM脉冲信号，使他励直流电机能够转动，并查看触摸屏的事件记录界面的启动电流和启动电压波形，确保电机处于正常状态。

所述触摸屏电路的触摸屏为串口触摸屏。所述触摸屏电路通过串口与所述基于STM32的主控电路进行双向通讯，一方面，通过触摸屏的模拟键盘将设置的参数发送到基于STM32的主控电路并存储，另一方面，电机运行的各种参数可以被基于STM32的主控电路读取并送到触摸屏显示。根据不同规格的电机，设置启动PWM频率、起始PWM占空比、启动限制电流、启动保护电压等，实现电机平稳快速启动。所述触摸屏界面包括使用说明、参数设置、电气显示、事件记录等四个子界面组成。

所述驱动电路与IGBT模块连接，当电机出现失磁、过流故障时，IGBT模块能迅速将信号反馈给基于STM32的主控电路，主控电路发出停机信号，保护电机。

本实用新型的有益效果是：

1.可以使不同规格电机，在空载或负载下实现平稳快速启动，避免了对电机及蓄电池冲击。

2.启动电流和启动电压波形显示在触摸屏的事件记录界面，调试安装简易、维护检修方便。

3.本装置结构简单、触摸屏界面友好、操作方便。

附图说明

图1为软启动控制装置硬件结构框图；

图2为软启动控制装置触摸屏界面图；

图3为软启动控制装置他励直流电机的电路图。

附图标号说明：1.蓄电池2.正负15V辅助电源、3.吸收电路4.旁路开关5.IGBT模块6.他励直流电机7.驱动电路8.基于STM32的主控电路9.检测电路10.触摸屏电路

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步阐述

参见图1，软启动控制装置硬件结构框图。一种基于STM32的他励直流电机软启动控制装置，其特征在于：包括蓄电池(1)、正负15V辅助电源(2)、吸收电路(3)、旁路开关(4)、IGBT模块(5)、他励直流电机(6)、驱动电路(7)、基于STM32的主控电路(8)、检测电路(9)及触摸屏电路(10)。所述蓄电池(1)与所述正负15V辅助电源(2)和所述IGBT模块(5)相连，所述吸收电路(3)、所述旁路开关(4)、所述他励直流电机(6)、所述驱动电路(7)分别于所述IGBT模块(5)相连，所述他励直流电机(6)与所述检测电路(9)相连，所述基于STM32的主控电路(8)分别和所述正负15V辅助电源(2)、所述驱动电路(7)、所述检测电路(9)及所述触摸屏电路(10)相连。

所述基于STM32的主控电路上设有红外接收头，可以接收控制装置遥控器的红外信号，控制他励直流电机的启动、停机和参数设置等。日常电机设备维护时，通过装置遥控器发出检测命令，主控电路输出单独的PWM脉冲信号，使他励直流电机转动，并查看触摸屏的事件记录界面的启动电流和启动电压波形，确保电机处于正常状态。

本实用新型的工作原理如下：

1.启动前，开机自检，查看装置触摸屏界面是否提示报警信息，确保装置正常。查看触摸屏电气显示单元界面，检查蓄电池电压、他励直流电机励磁电流是否符合启动要求。查看装置触摸屏界面的使用说明，通过参数设置子界面输入启动PWM频率、启动PWM占空比，启动限制电流，启动保护电压。

2.启动时，所述检测电路将直流电机电枢电流传入所述基于STM32的主控电路，主控电路根据设定的启动限制电流，对PWM波形占空比进行调节，以保证实际电枢电流小于启动限制电流。PWM波形占空比逐渐增加到1时，基于STM32的主控电路发出信号，触发继电器动作，将与IGBT模块相连接的旁路开关闭合，电源电压直接加到他励直流电机电枢上，电机进入额定电压下工作状态，他励直流电机软启动完成。

3.正常启动时，在触摸屏的事件记录子界面，查看启动电压和启动电流波形曲线，调整启动参数，达到理想的启动效果时，可以看到平滑的他励直流电机电枢电流曲线，实现他励直流电机的软启动，避免了对蓄电池和电机的冲击。

4.启动异常时，在事件记录子界面可以查看故障信息，包括过电压、过电流、欠电压、欠电流信息，有助于迅速找到故障原因，便于装置的维护。

参见图2，软启动控制装置触摸屏界面图。触摸屏的主界面提供友好的人机交互界面，包括使用说明、参数设置、电气显示、事件记录等四个子界面。使用说明界面提供本控制装置操作说明；参数设置界面提供设置参数设置的模拟键盘，将启动PWM频率、启动PWM占空比，启动限制电流，启动保护电压输入所述基于STM32的主控电路的控制芯片中；电气显示界面显示当前控制装置和电机的电气参数信息；事件记录界面记录并显示启动电流和启动电压的曲线波形，并将过电压、过电流、欠电压、欠电流信息显示并存储。

参见图3所示，软启动控制装置他励直流电机的电路图。K1和K2分别为电源开关、旁路开关，VT1和VT2为IGBT模块，M为电枢，I为励磁电流，VD1和VD2为续流功率二极管。所述驱动电路与IGBT模块连接，当电机出现失磁、过流故障时，IGBT模块能迅速将信号反馈给基于STM32的主控电路，主控电路发出停机信号，保护电机。

Claims (4)

1.一种基于STM32的他励直流电机软启动控制装置，其特征在于：包括蓄电池(1)、正负15V辅助电源(2)、吸收电路(3)、旁路开关(4)、IGBT模块(5)、他励直流电机(6)、驱动电路(7)、基于STM32的主控电路(8)、检测电路(9)及触摸屏电路(10)。所述蓄电池(1)与所述正负15V辅助电源(2)和所述IGBT模块(5)相连，所述吸收电路(3)、所述旁路开关(4)、所述他励直流电机(6)、所述驱动电路(7)分别于所述IGBT模块(5)相连，所述他励直流电机(6)与所述检测电路(9)相连，所述基于STM32的主控电路(8)分别和所述正负15V辅助电源(2)、所述驱动电路(7)、所述检测电路(9)及所述触摸屏电路(10)相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于STM32的他励直流电机软启动控制装置，其特征在于：所述基于STM32的主控电路(8)选用STM32F103系列芯片。

3.根据权利要求1所述的一种基于STM32的他励直流电机软启动控制装置，其特征在于：所述基于STM32的主控电路(8)上设有红外接收头。

4.根据权利要求1所述的一种基于STM32的他励直流电机软启动控制装置，其特征在于：所述触摸屏电路(10)采用的触摸屏为串口触摸屏。