CN206099821U - 一种应用于直流油泵的电机软启动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于直流油泵的电机软启动系统，包括电源、电枢回路、直流电机、励磁回路以及控制回路；使用该系统时，可选择就地控制或通过远程控制中心发送远控状态信号进行远程控制，根据实际情况设置菜单选项，控制模式分限压启动、限流启动两种模式，并在触摸屏上供用户选择，启动过程中电流无突变现象，电流变化平稳。本实用新型的优点在于：直流电机软启动系统是根据应急现场实际需要，用成熟的PLC控制技术和电力电子技术开发研制，避免了对蓄电池组电源的冲击以及消除了串电阻控制方式的缺陷及隐患，使得设备长期安全有效运行。

Description

一种应用于直流油泵的电机软启动系统

技术领域

本实用新型涉及一种直流油泵控制领域，特别涉及一种应用于直流油泵的电机软启动系统。

背景技术

直流电机在蓄电池组供电的使用工况下，传统启动方法有直接启动，和串电阻控制方式。

直接启动过程中由于直流电机电枢回路电阻和电感都较小，而转子具有一定的惯性，启动的开始阶段的电枢转速以及相应的反电动势很小，因此启动电流很大，最大可达额定电流的15-20倍，对蓄电池组冲击较大且极易造成电动机损伤、电路断路，使设备无法正常运行。现在只有电机功率小于4KW才使用。

目前大功率直流电机常用的是串电阻启动方式，即在直流电机的电枢回路中串入专门设计的可变电阻。开始启动时，电枢回路接入蓄电池组，串入全部电阻，以尽量降低启动电流，随后以固定时间通过直流接触器逐级短路各分段电阻，但串电阻启动方式存在以下几项缺陷及隐患：

(1)由于采用大量的直流的接触器和中间继电器、时间继电器，元件繁多，故障率高，维护工作量大。

(2)不能彻底解决直流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然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；

(3)启动过程中任何一级电阻不能正常切换，即可导致电阻发热严重、电机过载甚至不能正常启动，对电气二次回路正常工作造成威胁。

现有技术中也存在电机软启动系统，但是这些软启动系统仅是限压软启动或限流软启动，没有形成一整套完备的适用于直流油泵的直流电机软启动系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种应用于直流油泵的电机软启动系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种应用于直流油泵的电机软启动系统，其创新点在于：包括电源、电枢回路、直流电机、励磁回路以及控制回路；

所述电枢回路包括滤波吸收模块以及IGBT模块；

所述励磁回路并联在电源输出端与直流电机之间，该回路上设置有故障自诊断模块以及报警模块；

所述控制回路包括PLC控制器、PWM驱动器电路、开关电源、输出采样模块以及人机交互单元；所述输出采样模块包括电枢电压信号采集模块以及电枢电流信号采集模块；所述人机交互单元包括远程控制单元以及就地控制单元；

所述输出采样模块通过电枢电压信号采集模块以及电枢电流信号采集模块，分别采集电枢回路上的电压、电流信息，且通过电连接传送给PLC控制器，所述PLC控制器与PWM驱动电路以及人机交互单元电连接；所述PWM驱动电路与IGBT模块电连接；所述开关电源与PWM驱动电路及人机交互单元电连接。

进一步的，所述控制电路始端具有一滤波电路。

进一步的，所述就地控制单元为一触摸屏。

本实用新型的优点在于：

(1)直流电机软启动系统是根据应急现场实际需要，用成熟的PLC控制技术和电力电子技术开发研制，避免了对蓄电池组电源的冲击以及消除了串电阻控制方式的缺陷及隐患，使得设备长期安全有效运行；

(2)实现直流电机的无级启动，工作电流按控制曲线平稳上升，响应快；

(3)减少了传统启动方式启动对蓄电池的冲击；

(4)消除直流接触器控制的各种弊端；

(5)整个系统模块化设计，结构紧凑合理、维护方便，检修容易。

附图说明

图1为本实用新型应用于直流油泵的电机软启动系统的工作原理图。

图2为使用该系统时的PLC逻辑原理图。

图3为本系统与传统控制波形比较的曲线图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种应用于直流油泵的电机软启动系统，图1为其工作原理图，包括电源、电枢回路、直流电机、励磁回路以及控制回路；电枢回路包括滤波吸收模块以及IGBT模块；直流电机为并励式或他励式直流电动机；励磁回路并联在电源输出端与直流电机之间，该回路上设置有故障自诊断模块以及报警模块；

控制回路包括PLC控制器、PWM驱动器电路、开关电源、输出采样模块以及人机交互单元；输出采样模块包括电枢电压信号采集模块以及电枢电流信号采集模块；人机交互单元包括远程控制单元以及就地控制单元；就地控制单元为一触摸屏，控制电路始端具有一滤波电路；输出采样模块通过电枢电压信号采集模块以及电枢电流信号采集模块分别采集电枢回路上的电压、电流信息，且通过电连接传送给PLC控制器，PLC控制器与PWM驱动电路以及人 机交互单元电连接；所述PWM驱动电路与IGBT模块电连接；开关电源与PWM驱动电路及人机交互单元电连接。

使用该系统时的PLC逻辑原理如图2所示，使用该系统时，可选择就地控制或通过远程控制中心发送远控状态信号进行远程控制，该电机软启动系统得电后，根据实际情况设置菜单内的电机额定功率、电机额定电压、电机额定电流、电机励磁电流、允许最大启动电流；设置菜单内还包括限流启动模式以及限压启动模式；选择限压启动模式，在启动直流电机前设置启动时间，设定的启动时间决定启动斜率，发送启动信号，启动后电机电压逐渐上升至额定电压全压运行，电机启动完成，并发送启动完成信号；选择限流启动模式，在启动前设置最大启动电流，设定的最大启动电流决定启动曲线斜率，发送启动信号，启动后电机电流逐渐上升至最大启动电流，再下降至额定电流运动，电流按照相应的斜率曲线变化，电机启动完成，并发送启动完成信号；在启动过程中，励磁回路上的故障自诊断模块检测到无/欠励磁电流，立刻切断电枢回路电源，启动报警模块进行报警；运行中检测到过流、短路、过热、过压故障时，同样切断电枢回路的输出并发出故障信号及启动报警模块进行报警。

远控状态信号、启动信号、启动完成信号以及故障信号均为无源接点开关量输出，且信号不设公共端；故障自诊断模块可诊断出励磁欠流/断流、过流、过压、过热、短路、过载；励磁回路电压在150～220VDC之间可调，在电枢电压达到额定电压时，通过调节励磁电压对电机调速。

图3为本系统与传统控制波形比较的曲线图，由图可见直接启动A相应速度快，但启动电流最大，串电阻启动B响应稍迟，但启动电流有波动且仍是而额定电流的数倍；本系统启动C相应与串电阻启动B一样，但启动电流平稳。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种应用于直流油泵的电机软启动系统，其特征在于：包括电源、电枢回路、直流电机、励磁回路以及控制回路；

所述电枢回路包括滤波吸收模块以及IGBT模块；

所述励磁回路并联在电源输出端与直流电机之间，该回路上设置有故障自诊断模块以及报警模块；

所述控制回路包括PLC控制器、PWM驱动器电路、开关电源、输出采样模块以及人机交互单元；所述输出采样模块包括电枢电压信号采集模块以及电枢电流信号采集模块；所述人机交互单元包括远程控制单元以及就地控制单元；

所述输出采样模块通过电枢电压信号采集模块以及电枢电流信号采集模块分别采集电枢回路上的电压、电流信息，且通过电连接传送给PLC控制器，所述PLC控制器与PWM驱动电路以及人机交互单元电连接；所述PWM驱动电路与IGBT模块电连接；所述开关电源与PWM驱动电路及人机交互单元电连接。

2.根据权利要求1所述的一种应用于直流油泵的电机软启动系统，其特征在于：所述控制电路始端具有一滤波电路。

3.根据权利要求1所述的一种应用于直流油泵的电机软启动系统，其特征在于：所述就地控制单元为一触摸屏。