[發明專利]一種數字化交流調壓調速裝置

有效

• 申請號: 201110064896.6
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102185555A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 王展英;劉成龍;許成;馬有亮;孫晶
• 申請（專利權）人: 上海智大電子有限公司
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00;H02P1/40;H02P3/20;H02H7/08
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 孫景宜

1.一種數字化交流調壓調速裝置，其特征在于：所述裝置包括電源電路輸入信號接口電路、輸出信號接口電路、脈沖觸發電路、按鍵及菜單顯示電路及單片機ATmega128和ATmega8，AC220V電源經過降壓整流后，產生兩路±24V電壓分別給輸入接口以及內部繼電器供電，并通過A4、A5模塊產生5V和±15V電壓，分別給單片機和運算放大器模塊供電，信號輸入通道，模擬量的速度信號電壓UA，通過運算放大器模塊A1輸入端經放大后，輸入到單片機模塊IC1經內部A/D轉換成數字量，經過數據處理程序后，輸出觸發脈沖信號經達林頓模塊A6放大后，經A9脈沖板觸發可控硅模塊U1，輸出報閘控制邏輯，經功率驅動模塊A11控制繼電器K1動作，使機械報閘動作，輸出轉子回路切除電阻控制邏輯，經功率驅動模塊A12控制繼電器K2、K3動作，控制轉子切電阻接觸器閘動作，電流反饋信號通過電流互感器檢測到電流信號，經AC/AC變換模塊A7轉換為電壓信號，送到單片機IC1的輸入端，經過內部A/D轉換器轉換成數字量信號，經過數據處理程序構成電流閉環系統，速度反饋信號共有三個通道：測速發電機反饋、脈沖編碼器反饋、轉子電壓反饋，測速發電機反饋信號，通過DC/DC轉換模塊A10變換為0～±10V電壓信號，送到單片機IC1的輸入端，經過內部A/D轉換器轉換成數字量信號，經過數據處理程序構成速度閉環系統，脈沖編碼器反饋脈沖信號，通過光耦模塊A8隔離后，送到單片機IC2的輸入端，經過數據處理程序產生速度實際值，通過單片機IC1和IC2之間的通訊，把信號傳輸到單片機IC2中，經過數據處理程序構成速度閉環系統，轉子電壓反饋信號，通過V/F變換轉換成轉子電壓，送到單片機IC1的輸入端，經過數據處理程序構成速度閉環系統。

2.根據權利要求1所述的數字化交流調壓調速裝置，其特征在于：所述電源回路采用兩路獨立的DC24V供電，起到外部輸入接口和內部隔離作用，本控制系統的供電電源，主要分為外部開關量輸入部分DC24V1，和內部DC24V2作為繼電器和脈沖觸發部分的工作電壓，外圍芯片和接口電路需要的±15V，和單片機的+5V工作電壓，A1模塊采用AC220V輸入，通過變壓器降壓、整流、濾波、輸出兩路獨立的直流電源P24和PV24兩路24V直流電源；其中PV24經過DC/DC變換模塊A4輸出5伏電壓P5給單片機供電；P24經過DC/DC變換器模塊A5，輸出正15V電源P15和負15伏電源N15，給外圍芯片接口電路供電。

3.根據權利要求1所述的數字化交流調壓調速裝置，其特征在于：所述輸入信號接口電路包括：開關量接口電路，模擬信號接口電路，ATmega128的模數轉化電路，數字信號接口電路，所述開關量輸入信號，主要有主令器給出的零位、停止、2個方向信號及3個速度檔位信號，限位信號，過溫、過載及抱閘的故障信號等接點信號；通過光電耦合模塊A2，到微處理器模塊IC1輸入端進行信號處理，開關量輸入的接點信號，通過X2∶1端子和發光二極管和限流電阻R9到光耦CNY17-2的輸入端；當X2∶1端子為高電平時，發光二極管DS1點亮通過光電耦合三極管導通，發射極輸出高電平作為單片機的輸入信號；發光二極管DS1作為輸入信號顯示；由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力；又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力；所以它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比；在計算機數字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性；光耦合器的主要優點是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高，為了提高光耦傳輸比，電阻R9的選擇應保證光耦輸入電流在10mA以上；這里利用光耦的隔離作用，為單片機提供可靠的輸入信號；此信號為+5V的高電平，或0V的低電平。

4.根據權利要求1所述的數字化交流調壓調速裝置，其特征在于：所述裝置設計是采用速度閉環和電流閉環的雙閉環調速系統，所述速度反饋方式采用脈沖編碼器、測速發電機、轉子頻率反饋三種方式。

5.根據權利要求3所述的數字化交流調壓調速裝置，其特征在于：所述模擬信號接口電路中采用和操作手柄同軸的電位器作為速度給定，輸入電壓0～±10相對于速度0～100％的額定速度，模擬量速度給定信號由A1模塊輸入，通過運算送到單片機內部的A/D轉換器把模擬量變成數字量，通過CPU處理控制。

6.根據權利要求1所述的數字化交流調壓調速裝置，其特征在于：所述按鍵及菜單顯示電路中按鍵的鍵盤的實現方法是利用單片機I/O口讀取口的電平高低來判斷是否有鍵按下，按鍵的一端接地，另一端接一個I/O口，程序開始時將此I/O口置于高電平，平時無鍵按下時I/O口保持高電平，當有鍵按下時，此I/O口與地短路迫使I/O口為低電平，按鍵釋放后，單片機內部的上拉電阻使I/O仍然保持高電平。