CN2938564Y

CN2938564Y - 用于交流电动机换向和电流控制装置

Info

Publication number: CN2938564Y
Application number: CN 200620100678
Authority: CN
Inventors: 王照海
Original assignee: 王照海
Current assignee: Shanghai Eectrl Electric Co., Ltd.
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2016-01-24

Abstract

本实用新型公开了一种用于交流电动机换向和电流控制装置。正向控制电路KZ与U相正向控制电路KUZ、V相正向控制电路KVZ、W相控制电路KW以串联形式相接；反向控制电路KF与U相反向控制电路KUF、V相反向控制电路KVF、W相控制电路KW以串联形式相接控制电动机的运转方向，而FPGA控制电路KP分别与U相正向控制电路KUZ、V相正向控制电路KVZ、U相反向控制电路KUF、V相反向控制电路KVF、W相控制电路KW以并联形式相接控制电动机的电流。KUZ、KVZ、KUF、KVF、KW分别经触发摸块X5、X6、X3、X4、X9、X10、X7、X8、X1、X2与三相控制电路KG相接。本实用新型控制电动机转向时，采用全晶体管无触点控制，以提高寿命和可靠性，而对电动机电流的控制是由FPGA电路实现。

Description

用于交流电动机换向和电流控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于交流电动机换向和电流控制的由晶体管和FPGA电路组成的控制装置。

背景技术

交流电动机的换向是改变三相供电电源的相序来实现的。五路晶闸管电路串接于三相电源和交流电动机之间，其中1路固定，其余4路二二轮流工作即可改变相序，实现电动机的正、反转，而控制二二轮流工作的电路往往由继电器完成，二只继电器轮流接通，但继电器是可动部件，其寿命和可靠性有限。对晶闸管导通角的控制一般由分立元件和中规模集成电路完成，即均由硬件完成，电路显得复杂，可靠性欠高。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于交流电动机换向和电流控制。

它是U相正向控制电路分别经第五触发模块、第六触发模块与三相控制电路相接；V相正向控制电路分别经第三触发模块、第四触发模块与三相控制电路相接；U相反向控制电路分别经第九触发模块、第十触发模块与三相控制电路相接；V相反向控制电路分别经第七触发模块、第八触发模块与三相控制电路相接；W相控制电路分别经触发模块第一触发模块、第二触发模块与三相控制电路相接；正向控制信号UP+控制正向控制电路，正向控制电路与U相正向控制电路、V相正向控制电路、W相控制电路以串联形式相接；反向控制信号UP-控制反向控制电路，反向控制电路KF与U相反向控制电路、V相反向控制电路、W相控制电路以串联形式相接；FPGA控制电路分别与U相正向控制电路、U相反向控制电路、V相正向控制电路、V相反相控制电路、W相控制电路以并联形式相接；三相控制电路与电动机和三相电源相接。

本实用新型以改变相序而改变电动机转向时避免使用继电器触点而采用全晶体管无触点控制，以提高寿命和可靠性。在以控制晶闸管导通角来控制电动机电流时，避免由分立元件等纯硬件控制，而通过PFGA电路由软件控制，简化电路，缩小体积，提高可靠性。

附图说明

图1是用于交流电动机换向和电流控制装置的方框图；

图2是本实用新型的执行元件5路晶闸管电路图；

图3是本实用新型的晶体管和FPGA控制电路图。

具体实施方式

本实用新型以5路晶闸管为执行元件，串接在三相电源和电动机之间，由控制装置控制晶闸管的工作状态控制电动机的相序，以控制电动机的运转方向；控制晶闸管的导通角以控制电动机的电流

如图1所示，控制装置由正向控制电路KZ，反向控制电路KF，U相正向控制电路KUZ，U相反向控制电路KUF，V相正向控制电路KVZ，V相反向控制电路KVF，W相控制电路KW，FPGA控制电路KP和触发模块X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10组成。

用于交流电动机换向和电流控制装置是U相正向控制电路KUZ分别经第五触发模块X5、第六触发模块X6与三相控制电路KG相接；V相正向控制电路KVZ分别经第三触发模块X3、第四触发模块X4与三相控制电路KG相接；U相反向控制电路KUF分别经第九触发模块X9、第十触发模块X10与三相控制电路KG相接；V相反向控制电路KVF分别经第七触发模块X7、第八触发模块X8与三相控制电路KG相接；W相控制电路分别经第一触发模块X1、第二触发模块X2与三相控制电路KG相接；正向控制信号UP+控制正向控制电路KZ，正向控制电路KZ与U相正向控制电路KUZ、V相正向控制电路KVZ、W相控制电路KW以串联形式相接；反向控制信号UP-控制反向控制电路KF，反向控制电路KF与U相反向控制电路KUF、V相反向控制电路KVF、W相控制电路KW以串联形式相接；FPGA控制电路KP分别与U相正向控制电路KUZ、U相反向控制电路KUF、V相正向控制电路KVZ、V相反相控制电路KVF、W相控制电路KW以并联形式相接；三相控制电路KG与电动机和三相电源相接。

5路晶闸管串联在电源和电动机定子之间，控制着电动机的运转方向和电流的大小。

如图2所示，三相控制电路(KG)的连接关系为：第一晶闸管W1的阳极与第二晶闸管W2的阴极相连为W相输入端，第一晶闸管W1的阴极与第二晶闸管W2的阳极相连为输出端W0；第三晶闸管V1的阳极与第四晶闸管V2的阴级相连为V相输入端，第三晶闸管V1的阴级与第四晶闸管V2的阳级相连为输出端V0；第五晶闸管U1的阳极与第六晶闸管U2的阴极相连为U相的输入端，第五晶闸管U1的阴极与第六晶闸管U2的阳极相连为输出端U0；第七晶闸管A1的阳极与第八晶闸管A2的阴极相连为A相的输入端，第七晶闸管A1的阴极与第八晶闸管A2的阳极相连为输出端A0；第九晶闸管B1的阳极与第十晶闸管B2的阴极相连为B相的输入端，第九晶闸管B1的阴极与第十晶闸管B2的阳极相连为输出端B0，同时，输入端V与A相连，U与B相连，输出端V0与B0相连，U0与A0相连。

晶闸管W1、W2、V1、V2、U1、U2工作，A1、A2、B1、B2截止，电动机正转；晶闸管W1、W2、A1、A2、B1、B2工作，V1、V2、U1、U2截止时，电动机反转。晶闸管W1、W2、V1、V2、U1、U2、A1、A2、B1、B2导通角由FPGA电路控制，即电动机的电流由FPGA控制。

本实用新型用于交流电动机换向和电流控制装置的换向由换向控制信号UP+、UP-控制，当UP+为高电平，UP-为低电平时，W、V、U相晶闸管工作，A、B相晶闸管截止，电动机正转；当UP+为低电平，UP-为高电平时，W、A、B相晶闸管工作，V、U相晶闸管截止，电动机反转，电动机的电流由FPGA电路控制。

各部分的工作原理及连接关系如下：

具体连接关系和工作原理如图3所示，控制电动机正反转的换向信号UP+、UP-分别从晶体管的T14、T13的控制极输入。T14的控制极与二极管D5正极和集成电路D1E的11脚连接，T14的源极接地，T14的漏极分别与二极管D6的负极和电阻器R3的一端连接，R3的另一端接电阻器R2的一端和晶体管T7的基极，T7的发射极接电阻器R1的一端，R1和R2的另一端接正电源。T7的集电极接晶体管T6的集电极，T6的发射极接T5的集电极，T5的发射极接T4的集电极，T4的发射极接T3的集电极，T3的发射极接二极管D3的正极，D3的负极接T2的集电极，T2的发射极接T1的集电极，T1的发射极接地，T1的基极与D1D的8脚和R9的一端连接，T2的基极与D1C的6脚和R8的一端连接，T3的基极与D1B的4脚和R7的一端连接，T4的基极与D1F的12脚和R6的一端连接，T5的基极与D1A的2脚和R5的一端连接，T6的基极与D2D的8脚和R4的一端连接，R9、R8、R7、R6、R5、R4的另一端均接正电源。D1D的9脚、D1C的5脚、D1B的3脚、D1F的13脚、D1A的1脚、D2D的9脚分别与FPGA的25脚、26脚、27脚、28脚、29脚、31脚连接。T13的控制极与D6的正极、D2C的5脚连接，T13的源极接地，T13的漏极与D5的负极，R14的一端连接，R14的另一端与T12的基极、R16的一端连接，T12的发射极与R15的一端连接，R15、R16的另一端同时接正电源，T12的集电极与T11的集电极连接，T11的发射极与T10的集电极连接，T10的发射极与T9的集电极连接，T9的发射极与T8的集电极连接，T8的发射极与D4的正极和D2C的6脚连接，D4的负极与D3的负极和T2的集电极连接，T8的基极与D2E的10脚和R10的一端连接，T9的基极与D2F的12脚和R11的一端连接，T10的基极与D2B的4脚和R12的一端连接，T11的基极与D2A的2脚和R13的一端连接，R10、R11、R12、R13的另一端均接正电源，D2E的11脚、D2F的13脚、D2B的3脚、D2A的1脚分别与FPGA的31脚、33脚、39脚、40脚连接。触发模块X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10分别为晶闸管W1、W2、V1、V2、U1、U2、A1、A2、B1、B2提供触发信号，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10各自的输入端1、2脚分别跨接在T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10的集电极和发射极之间。触发模块X1的3、4、5脚分别与晶闸管W2的W2G、G2K、W2A连接，X2的3、4、5脚分别与W1的W1G、W1K、W1A连接，X3的3、4、5脚分别与V2的V2G、V2K、V2A连接，X4的3、4、5脚分别与V1的V1G、V1K、V1A连接，X5的3、4、5脚分别与U2的U2G、U2K、U2A连接，X6的3、4、5脚分别与U1的U1G、U1K、U1A连接，X7的3、4、5脚分别与A2的A2G、A2K、A2A连接，X8的3、4、5脚分别与A1的A1G、A1K、A1A连接。X9的3、4、5脚分别与B2的B2G、B2K、B2A连接，X10的3、4、5脚分别与B1的B1G、B1K、B1A连接。当换向控制信号UP+为高电平，UP-为低电平时，T7导通，T12截止，晶体管T1、T2、T3、T4、T5、T6处于工作状态，通过触发模块X1、X2、X3、X4、X5、X6的触发使W、V、U相的6只晶闸管W1、W2、V1、V2、U1、U2处于工作状态。而A、B两相的4只晶闸管A1、A2、B1、B2由于T12截止而截止，X10、X9、X8、X7无输出而处于截止状态，此时，电动机正转。当换向控制信号UP+为低电平，UP-为高电平时，T7截止，T12导通，T1、T2、T8、T9、T10、T11处于工作状态，通过触发模块X1、X2、X7、X8、X9、X10的触发使W、A、B相的6只晶闸管W1、W2、A1、A2、B1、B2处于工作状态，而V、U两相的4只晶闸管V1、V2、U1、U2由于T7的截止，X6、X5、X4、X3无输出而处于截止状态，此时，电动机反转。从而实现了由晶体管电路控制的电动机的晶闸管换向。10路移相触发脉冲由于FPGA电路提供，FPGA的输出口25、26、27、28、29、31、34、33、39、40，分别通过D1D、D1C、D1B、D1F、D1A、D2D、D2E、D2F、D2B、D2A作用于晶闸管T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10的基极，再进而控制触发模块X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10，再由触发模块分别控制各自的晶闸管导通角，实现了对电动机电流的控制。

Claims

1.一种用于交流电动机换向和电流控制装置，其特征在于，它是U相正向控制电路(KUZ)分别经第五触发模块(X5)、第六触发模块(X6)与三相控制电路(KG)相接；V相正向控制电路(KVZ)分别经第三触发模块(X3)、第四触发模块(X4)与三相控制电路(KG)相接；U相反向控制电路(KUF)分别经第九触发模块(X9)、第十触发模块(X10)与三相控制电路(KG)相接；V相反向控制电路(KVF)分别经第七触发模块(X7)、第八触发模块(X8)与三相控制电路(KG)相接；W相控制电路(KW)分别经第一触发模块(X1)、第二触发模块(X2)与三相控制电路(KG)相接；正向控制信号UP+控制正向控制电路(KZ)，正向控制电路(KZ)与U相正向控制电路(KUZ)、V相正向控制电路(KVZ)、W相控制电路(KW)以串联形式相接；反向控制信号UP-控制反向控制电路(KF)，反向控制电路(KF)与U相反向控制电路(KUF)、V相反向控制电路(KVF)、W相控制电路(KW)以串联形式相接；FPGA控制电路(KP)分别与U相正向控制电路(KUZ)、U相反向控制电路(KUF)、V相正向控制电路(KVZ)、V相反相控制电路(KVF)、W相控制电路(KW)以并联形式相接；三相控制电路(KG)与电动机和三相电源相接。