[實用新型]交流異步電機有級變頻起動方法和控制器

有效

• 申請號: 201320186890.0
• 申請日: 2013-04-15
• 公開（公告）號: CN203206155U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 劉寧;李燕
• 申請（專利權）人: 劉寧
• 主分類號: H02P1/30
• 分類號: H02P1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，具體涉及一種電機有級變頻軟起動方法和控制器。

背景技術

隨著國內煤礦產量增大，運輸設備的功率也大幅提高，為解決設備的起動問題，目前國內煤礦大都采用軟起動設備，其中絕大多數是采用3組反并聯（共6路）晶閘管斬波降壓型軟起動器，這種設備在斬波降壓起動的同時也必然降低了起動轉矩（起動轉矩與電壓的平方成正比），因此該起動方式在輕載或中型負載下起動可達到預期的起動效果，但對重載或超重載起動失效。為此出現了現有硬件基礎上的“離散變頻技術+軟起”控制方式，由于只有6路晶閘管，所實現的低頻（交交變頻）脈動很大，對電動機及設備造成很大的轉矩沖擊，失去實用價值。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提供了一種交流異步電機有級變頻起動方法、驅動12路晶閘管實現有級變頻起動方法的控制器。

交流異步電機有級變頻起動方法：

a.工頻交流電調制成低頻率起動電機，直至電機轉速達到相應的頻率；

b.提高工頻交流電的調制頻率起動電機，直至電機轉速達到相應的頻率；

c.重復b步驟，直至電機轉速接近工頻頻率的1/2；

d.工頻降壓起動電機，直至電機轉速達到額定轉速。

上述方法的優選方案，工頻交流電調制成12.5Hz，起動電動機，當電動機速度達到12.5Hz時將交流電調制成25Hz，起動電動機，當電動機速度達到25Hz時，調制成工頻下的降壓軟起動，直至電機轉速達到額定轉速。

上述交流異步電機有級變頻起動方法，電動機在低頻下的起動轉矩可達到標稱起動轉矩，且所需電壓可適當降低，實現重載起動，隨著電動機轉速的增高其功率因數也相應提高，使后續的工頻降壓軟起動階段也能達到較高的轉矩。

實現上述交流異步電機有級變頻起動方法的控制器，包括：

微處理器，用于分析采樣數據，實現輸出變頻觸發信號和降壓起動觸發信號；

與微處理器連接的電源模塊，用于為電路提供電源；

與微處理器連接的降壓/隔離/放大/限幅/基準電平調整單元，用于采樣模擬電路的電流、電壓；

與微處理器連接的降壓/過零檢測/整形/隔離單元，用于接收同步信號；

與微處理器連接的顯示單元，用于輸出顯示信號；

與微處理器連接的隔離/限幅/極性/轉換單元，用于接收操作指令；

與微處理器連接的晶閘管觸發驅動單元，用于輸出驅動信號。

優選方案，降壓/隔離/放大/限幅/基準電平調整單元連接微處理器的多路模擬量輸入引腳，降壓/過零檢測/整形/隔離單元連接微處理器的多路電平變化中斷輸入引腳，顯示單元連接微處理器的串行輸出引腳，隔離/限幅/極性/轉換單元連接微處理器的多路開關量輸入引腳，有2個晶閘管觸發驅動單元，晶閘管觸發驅動單元連接微處理器的多路開關量輸出引腳。

優選方案，還包括兩組觸發接口，每組觸發接口連接6路晶閘管。

優選方案，晶閘管觸發接口可以是變壓器隔離式，采用變壓器隔離模塊隔離，可直接連接晶閘管，用于1140VAC及以下的場合；也可以是光電隔離式，用于1140VAC以上的場合，每路接口由多級分壓電阻將每一路的觸發脈沖電壓分壓后連接多個光電發送器，所述的光電發送器本身具有光纖插口，該光纖插口插接光纖將觸發信號傳輸到由光電接收器組成的晶閘管觸發模塊進行觸發。

實現電機有級變頻起動方法的控制器，微處理器對各單元進行協調和控制，依據選定模式對1#組晶閘管和2#組晶閘管實施有效觸發，實現12.5Hz、25Hz的變頻觸發以及工頻斬波觸發，12.5Hz、25Hz的變頻由1#組晶閘管和2#組晶閘管共同工作（12路晶閘管全部運行）實現的，基本接近半波交交變頻效果；工頻斬波是由1#組晶閘管或2#組晶閘管單獨工作（6路晶閘管運行）實現的。通過對12路晶閘管的有效協調觸發，完成交流異步電動機的“有級變頻+軟起”起動，在降壓低頻起動時也能保持標稱起動轉矩，實現重載起動。

附圖說明

圖1為本發明的功能模塊連接框圖；

圖2為本發明的變壓器隔離型的觸發接口電路圖；

圖3為本發明的光電隔離器型的觸發接口SCR1電路圖；

圖4為本發明的光電隔離器型的觸發接口SCR4電路圖；

圖5為本發明的微處理器的主程序流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖說明和具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述：