[實用新型]直流電機軟啟動器

有效

• 申請號: 201320241110.8
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN203423638U
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 李思國;王付鵬;王金光;穆明遠;李彥軍;涂興建
• 申請（專利權）人: 大連慶鴻科技有限公司
• 主分類號: H02P1/18
• 分類號: H02P1/18
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 郭元藝

技術領域

本實用新型屬電機控制、功率變換技術領域，尤其涉及一種直流電機軟啟動器。?

背景技術

?在電力、化工、鋼鐵、鑄造、塑料材料加工、環保、通訊等領域廣泛使用的備用蓄電池組動力系統中，均為直流電動機拖動。由于直流電動機直接啟動時，所需電流是額定電流的6-8倍，對備用蓄電池組等線路沖擊較大，極易造成電動機線圈燒損、損壞充電器、主回路斷路等現象，使設備無法正常運行。?

目前大部分的直流電機的啟動仍使用傳統的方法：使用直流接觸器與在直流電機的電樞回路中串入大功率電阻實現降壓啟動，通過電阻降壓來限制電動機的啟動電流，當電流或轉速達到額定值的一定比例時，通過直流接觸器將電阻旁路，使用這種方式的優點是控制簡單，成本低；但是其也有很多的缺點是：（1）電阻降壓啟動時只能將電動機的啟動電流降至額定電流的2倍，仍然會造成直流系統的電壓瞬間跌落，以致影響到繼電保護裝置的穩定工作；（2）直流接觸器在多次使用后經常發生觸電粘連和碳化現象；（3）無保護報警功能，不能及時監測與發現潛在故障。?

實用新型內容

本實用新型旨在克服現有技術的不足之處而提供一種可以在高頻下工作，實現無級平滑，快速啟動，溫升影響及功率損耗小，電磁兼容性好，抗干擾能力強的直流電機軟啟動器。?

為解決上述技術問題，本實用新型是這樣實現的。?

直流電機軟啟動器，它包括電流檢測單元、單片機、液晶顯示模塊、IGBT驅動模塊及IGBT模塊；所述電流檢測單元包括電流傳感器及A/D轉換模塊；主電路電流信號經所述電流傳感器處理及A/D轉換模塊轉換后送入單片機；所述單片機的輸出端口分別接液晶顯示模塊與IGBT驅動模塊的輸入端口；所述IGBT驅動模塊的輸出端口經IGBT模塊接電動機電樞（M）輸入端口；IGBT驅動模塊用于驅動IGBT模塊并通過啟動繞組的狀態切換實現系統的啟動操作。?

作為一種優選方案，本實用新型所述IGBT驅動模塊采用EXB841驅動器。?

進一步地，本實用新型所述IGBT模塊可包括第一IGBTQ1、第二IGBTQ2及第三IGBTQ3；所述第三IGBTQ3經勵磁繞組接至供電主回路，其作為勵磁繞組開關，用于控制勵磁繞組的通斷；所述啟動繞組經第一IGBTQ1接至供電主回路；所述電機電樞M經第二IGBTQ2接至供電主回路；第二IGBTQ2用于控制啟動繞組的狀態切換，以使電機進入額定工作狀態；IGBT驅動模塊接收來自單片機的驅動信號，對輸入電壓進行斬波，并分別驅動第一IGBTQ1、第二IGBTQ2及第三IGBTQ3。?

更進一步地，本實用新型所述電流傳感器采用閉環型霍爾電流傳感器。?

更進一步地，本實用新型所述A/D轉換模塊可采用ADC0820。?

作為一種優選方案，本實用新型所述第一IGBTQ1、第二IGBTQ2及第三IGBTQ3可采用600A/1200V的IGBT。?

另外，本實用新型在系統設計時還可設有故障檢測模塊；所述故障檢測模塊的輸出端口與單片機的輸入端口相接。?

上述直流電機軟啟動器的軟啟動方法，可按如下步驟實施。?

（1）檢測啟動實時的電樞電流，進行AD轉換，輸入單片機。?

（2）實時電流與啟動電流最大和最小設定進行比較，以此來增加和減小驅動IGBT模塊的脈寬時間。?

（3）脈寬隨時間逐漸增加，IGBT驅動模塊依據脈沖驅動第一IGBT（Q1）進行開關動作，從而在電動機電樞（M）上得到隨時間逐漸上升的直流電壓；電機轉速隨電壓升高逐漸至額定轉速。?

（4）?在占空比達到100%以后，啟動繞組任務完成，由單片機控制切換工作IGBT模塊工作狀態，電動機進入額定運行狀態。?

進一步地，本實用新型所述直流電壓給定通過調節PWM信號的占空比實現，占空比的調節以1%為遞增或遞減單位。?

本實用新型可以在高頻下工作，實現無級平滑，快速啟動，溫升影響及功率損耗小，電磁兼容性好，抗干擾能力強。?

與現有技術相比，本實用新型具有如下特點。?

（1）IGBT開關器件可以在高頻下工作，電機啟動過程中的電樞電壓或電流的波動頻率可以設計得很高，從而可將最大啟動電流Iastmax與最小啟動電流Iastmin之間的差值設定得很小，電動機可獲得近似恒流的啟動特征，實現無級平滑、快速啟動。?