CN207720046U - 电机软起动器的晶闸管自检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电机软起动器的晶闸管自检测装置，包括：三个晶闸管管压降信息采集电路，用于采集各相晶闸管的管压降信号，并将该管压降信号输出至微处理器；微处理器用于接收并处理所述晶闸管管压降信息采集电路发送的管压降信号，以实现对晶闸管的相序检测、功率因数角检测以及故障检测。本实用新型在起动和运行过程中自动检测晶闸管的各种状态，并及时发出故障信息，从而对晶闸管软启动器做到及时处理和维护。
Description
技术领域
本实用新型属于电机软起动设备领域，具体涉及一种电机软起动器的晶闸管自检测装置。
背景技术
三相交流异步电动机由于结构简单、价格低廉、运行可靠，所以在各个行业得到广泛应用。但其在直接起动时，会产生过大的起动电流，特别是大功率电机，大起动电流严重冲击电网，引起电网供电质量下降，并影响其他设备的正常运行，并且起动转矩造成的机械冲击会降低电动机的寿命。
晶闸管式软起动器是串接在电源与电动机之间的三组正反向并联的晶闸管,通过控制触发导通角实现交流电机起动的。无论从功能、性能、负载适应能力、维护可靠性都是传统的星/三角、自耦降压、磁控式启动器无法比拟的。其广泛应用于石油、化工、煤炭、电力、建材、钢铁、造纸及市政等行业。
晶闸管模块与其它功率器件一样，工作时由于有电流通过时，会产生一定的压降，而压降的存在则会产生一定的功耗，电流越大则功耗越大，产生的热量也就越大，处在各种恶劣、复杂的工作环境,如没有对晶闸管做到自诊断监测和预警,致使器件特性恶化，直至完全损坏，危害电动机的运行；所以检测、保护晶闸管能够大大的延长软起动器的使用寿命,当晶闸管发生故障时，只能通过用万用表或用晶闸管检测仪进行检测。用万用表检测存在误判的问题，而用晶闸管检测仪检测还要从设备上拆卸下来检测，既影响生产，又对平常的维护和检测带来了很大的不便。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电机软起动器的晶闸管自检测装置，以克服现有的晶闸管模块不便于检测的问题。
为此，本实用新型的技术方案如下：
电机软起动器的晶闸管自检测装置，包括：
三个晶闸管管压降信息采集电路，用于采集各相晶闸管的管压降信号，并将该管压降信号输出至微处理器；
微处理器，用于接收并处理所述晶闸管管压降信息采集电路发送的管压降信号，以实现对晶闸管的相序检测、功率因数角检测以及故障检测。
上述的一种晶闸管自检测装置，所述晶闸管管压降信息采集电路包括限流电阻、光电隔离、电容及电阻，晶闸管的一端串接限流电阻后与光电隔离器的1引脚连接，晶闸管的另一端与光电隔离器的2引脚连接，光电隔离器的3引脚接地，光电隔离器的4引脚接微处理器；
所述光电隔离器的3引脚和4引脚之间还电连接有电容，电源串接电阻后与光电隔离器的4引脚连接。
上述的一种晶闸管自检测装置，还包括：
电压采集单元，用于采集电机软启动器刚上电时的电压信息；
A/D转换单元，用于接收所述电压采集单元发送的电压信息，并将电压信息转换成电压数字信号；
所述微处理器还用于接收所述A/D转换单元发送的电压数字信号，并通过该电压数字信号判断电机软起动器是否过压或欠压。
上述的一种晶闸管自检测装置，还包括电流采集单元，该电流采集单元用于采集电机软启动器的三相电流信息；
所述微处理器还用于接收并处理所述三相电流信息，并判断电机软启动器是否过流、缺相或过载。
上述的一种晶闸管自检测装置，还包括与微控制器输出端连接的报警单元，该报警单元用于发出故障信号。
本实用新型的有益效果：
本实用新型只需采集晶闸管两端的管压降信息，便能对晶闸管的相序、功率因数角进行检测；本实用新型采集电机软起动器刚上电时的电压信息，可判断出电机软启动器是否过压或欠压；本实用新型采集电机软启动器的三相电流信息，判断电机软启动器是否过流、缺相或过载。本实用新型在起动和运行过程中自动检测晶闸管的各种状态，并及时发出故障信息，从而对晶闸管软启动器做到及时处理和维护。
以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是电机软起动器的结构示意图。
图2是晶闸管自检测装置的框图。
图3是晶闸管管压降信息采集电路图。
图中：1.晶闸管。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
电机软起动器的电路示意图如图1所示，该电机软起动器包括：控制主板、触发脉冲、人机交互(即按键显示部分)组成。控制主板上设有控制电路，该控制电路根据预设的软起动方式及参数，控制晶闸管的触发角度变化，改进电动机进线电压，实现电动机的软起动，同时全程检测电动机的物理量(电压、电流、转速、功率因数等)信息，这些信息输送至微处理器进行处理，以形成对晶闸管的触发脉冲控制信号。
为了克服现有的晶闸管模块不便于检测的问题，本实施例提供了一种电机软启动器的晶闸管自检测装置，如图2所示，包括：三个晶闸管管压降信息采集电路以及微处理器，
三个晶闸管管压降信息采集电路，用于采集各相晶闸管的管压降信号，并将该管压降信号输出至微处理器；晶闸管管压降信号是一个非常有用的信号，通过管压降信号可以实现相序检测、功率因数角检测和一些故障检测、晶闸管故障的检测。
微处理器用于接收并处理晶闸管管压降信息采集电路发送的管压降信号，以实现对晶闸管的相序检测、功率因数角检测以及故障检测，在本实施例中，优选微处理器的型号为LPC2132FBD64。
其中，三个晶闸管管压降信息采集电路分别包括：限流电阻、光电隔离、电容及电阻，晶闸管的一端串接限流电阻后与光电隔离器的1引脚连接，晶闸管的另一端与光电隔离器的2引脚连接，光电隔离器的3引脚接地，光电隔离器的4引脚接微处理器；
光电隔离器的3引脚和4引脚之间还电连接有电容，电源串接电阻后与光电隔离器的4引脚连接。
为了采集软启动器的电压信息，如图2所示，本实施例的晶闸管自检测装置还包括：电压采集单元，当然，电压采集单元的输出端还连接A/D转换单元，A/D转换单元用于接收电压采集单元发送的电压信息，并将电压信息转换成电压数字信号。本实施例的电压采集单元优选型号为GPT206B的电压互感器。本实施例的电压采集单元在电压检测回路中实现两个功能，其一，同步信号的检测功能，采样三相电压的过零时刻，作为晶闸管脉冲触发的同步信号；其二，将三相电压信号通过电压互感器转换成小信号，再经A/D转换后作为故障检测、过压和欠压保护、电压显示等依据。作为优选，本实施例的电压采集单元可选用电压互感器，需要说明的是，本实施例的微处理器还用于接收A/D转换单元发送的电压数字信号，并通过该电压数字信号判断电机软启动器是否过压或欠压。
为了采集电机软启动器的三相电流，如图2所示，本实施例的晶闸管自检测装置还包括：电流采集单元，该电流采集单元用于采集电机软启动器的三相电流信息；微处理器还用于接收并处理三相电流信息，并判断电机软启动器是否过流、缺相或过载。本实施例的电流采集单元优选CHR-LPCT-42型电流互感器。
当然，本实施例的晶闸管自检测装置还可以包括与微控制器输出端连接的报警单元，该报警单元用于发出故障信号。
本实施例的电流采集单元通过电流互感器检测软起动的三相电流，电流采集单元为晶闸管自检测装置的控制电路提供一个与主电路工作电流大小成比例的取样值，一是为限流起动提供反馈信号，二是为过流保护、缺相保护、过载保护等提供反馈信号，三是运行状态的指示。
如图3所示，以A相为例，若晶闸管KA1，由于某种原因发生短路时，KA1\KA2两端电压为零，所以UA1的4脚输出高电平；若晶闸管KA1断路时，则A相只有KA2连接在电路中，所以管压降信号(UA1的4脚)在一个周期内会产生几乎半个周期的高电平。
微处理器主要完成对软起动器的初始化和自检。为了保证软起动器的正常和安全运行，晶闸管自检测装置对软起动器刚上电后的状态当时所处的电压、电流、温度等参数量进行A/D检测并处理。检测流程是：先通过电压采集模块输出的电压信号，并将采集到的电压信号通过A/D转换单元转换后输出至微处理器，微处理器得到软启动器的电压值过高(大于420V)或过低(低于340V)就进入保护电路中的过压或欠压故障处理；电压检测通过后接着进行电流检测，电流采集模块采集软起动器的电流信息，电流信息通过A/D转换单元转换后输出至微处理器，微处理器将实时接收的电流信息与预设的电流值进行对比，若实时电流信息大于预设的电流值，则认为软启动器的晶闸管击穿。本实施例先检测电压再检测电流，是因为刚上电时软启动系统没有触发信号，晶闸管处于关断状态，因而不会有电流值。
在本实施例中，当三相电机处在两相运行时，会使电机发热以致烧毁电机，微处理器检测晶闸管短路、软起动输入端或者输出端缺相(开路)，如果晶闸管发生短路或缺相故障，晶闸管自检测装置会封锁触发脉冲，功率晶闸管关断，这时软启动器不响应起动命令；同时，微处理器将故障信号通过故障继电器输出，故障报警模块的故障显示灯亮，指示故障发生。
本实施例只需采集晶闸管两端的管压降信息，便能对晶闸管的相序、功率因数角进行检测；本实施例采集电机软起动器刚上电时的电压信息，可判断出电机软启动器是否过压或欠压；本实施例采集电机软启动器的三相电流信息，判断电机软启动器是否过流、缺相或过载。本实施例在起动和运行过程中自动检测晶闸管的各种状态，并及时发出故障信息，从而对晶闸管软启动器做到及时处理和维护。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.电机软起动器的晶闸管自检测装置，其特征在于，包括：
三个晶闸管管压降信息采集电路，用于采集各相晶闸管的管压降信号，并将该管压降信号输出至微处理器；
微处理器，用于接收并处理所述晶闸管管压降信息采集电路发送的管压降信号，以实现对晶闸管的相序检测、功率因数角检测以及故障检测。
2.如权利要求1所述的晶闸管自检测装置，其特征在于，所述晶闸管管压降信息采集电路包括限流电阻、光电隔离、电容及电阻，晶闸管的一端串接限流电阻后与光电隔离器的1引脚连接，晶闸管的另一端与光电隔离器的2引脚连接，光电隔离器的3引脚接地，光电隔离器的4引脚接微处理器；
所述光电隔离器的3引脚和4引脚之间还电连接有电容，电源串接电阻后与光电隔离器的4引脚连接。
3.如权利要求1或2所述的晶闸管自检测装置，其特征在于，还包括：
电压采集单元，用于采集电机软启动器刚上电时的电压信息；
A/D转换单元，用于接收所述电压采集单元发送的电压信息，并将电压信息转换成电压数字信号；
所述微处理器还用于接收所述A/D转换单元发送的电压数字信号，并通过该电压数字信号判断电机软启动器是否过压或欠压。
4.如权利要求3所述的晶闸管自检测装置，其特征在于，还包括电流采集单元，该电流采集单元用于采集电机软启动器的三相电流信息；
所述微处理器还用于接收并处理所述三相电流信息，并判断电机软启动器是否过流、缺相或过载。
5.如权利要求1、2或4任一项所述的晶闸管自检测装置，其特征在于，还包括与微控制器输出端连接的报警单元，该报警单元用于发出故障信号。
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