一种软启动器用集成化线电压过零捕获装置的制作方法

文档序号:12256053阅读:492来源:国知局
一种软启动器用集成化线电压过零捕获装置的制作方法

本实用新型涉及自动化检测领域,尤其涉及一种软启动器用集成化线电压过零捕获装置。



背景技术:

三相异步电机为一种反电势负载,在三相异步电机启动初始时刻,会产生数倍于电机额定电流的冲击电流,当电机功率较大时,此冲击电流会造成电网电压的波动进而影响同电网其它设备的运行。电机软启动器是融合了最新电机控制理论和电机保护技术及现代计算机技术的新型智能启停设备,能够大幅提升电机软转矩启动和软转矩停车的平稳性、可靠性,可以有效解决电机启动及停机时的喘振现象,延长电机的使用年限。三相线电压的过零点捕获是软启动器实现精确控制的关键技术之一,是晶闸管触发导通进而实现调节电机端电压大小的时间点的原始参考点,在整个软启动器设计占有及其重要的地位。传统使用的捕获电路大多都是利用变压器降压然后经过调理电路及比较电路来获取电压过零时刻,这种纯模拟电路的方式存在过零信号与实际过零时刻的相位偏移严重,抗工业干扰能力差,对于外界环境比较恶劣的情况不适用。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种抗干扰能力强的软启动器用集成化线电压过零捕获装置。

实现本实用新型目的的技术方案是,一种软启动器用集成化线电压过零捕获装置,包括三相电源、过压保护电路、限流电阻电路、强电弱电隔离电路、采样电路和集成化的ADC、CPU控制器电路,过压保护电路包括第一过压保护电路、第二过压保护电路和第三过压保护电路,限流电阻电路包括第一限流电阻电路、第二限流电阻电路和第三限流电阻电路,强电弱电隔离电路包括第一强电弱电隔离电路、第二强电弱电隔离电路和第三强电弱电隔离电路,采样电路包括第一采样电路、第二采样电路和第三采样电路,三相电源包括三个输出端UA、UB和UC,第一过压保护电路和第一限流电阻电路均连接在输出端UA、UB之间,第二过压保护电路和第二限流电阻电路均连接在输出端UB、UC之间,第三过压保护电路和第三限流电阻电路均连接在输出端UC、UA之间,第一强电弱电隔离电路与第一限流电阻电路的输出端UAB相连,第二强电弱电隔离电路与第二限流电阻电路的输出端UBC相连,第三强电弱电隔离电路与第三限流电阻电路的输出端UCA相连,第一采样电路与第一强电弱电隔离电路的输出端uab相连,第二采样电路与第二强电弱电隔离电路的输出端ubc相连,第三采样电路与第三强电弱电隔离电路的输出端uca相连,第一强电弱电隔离电路的输出端uab、第二强电弱电隔离电路的输出端ubc和第三强电弱电隔离电路的输出端uca均与集成化的ADC、CPU控制器电路相连。

作为本实用新型的优化方案,第一过压保护电路、第二过压保护电路和第三过压保护电路均包括压敏电阻RV1。

作为本实用新型的优化方案,第一限流电阻电路、第二限流电阻电路和第三限流电阻电路均包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4,电阻R1的一端与压敏电阻RV1的一端连接,电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接,电阻R4的一端与压敏电阻RV1的另一端连接,电阻R4的另一端与电阻R3的一端连接。

作为本实用新型的优化方案,第一强电弱电隔离电路、第二强电弱电隔离电路和第三强电弱电隔离电路均包括电压互感器TAV1,电阻R2的另一端和电阻R3的另一端分别电压互感器TAV1的两个输入端相连。

作为本实用新型的优化方案,第一采样电路、第二采样电路和第三采样电路均包括采样电阻R5和滤波电容C1,采样电阻R5和滤波电容C1并联连接在电压互感器TAV1的输出端。

作为本实用新型的优化方案,集成化的ADC、CPU控制器电路包括ADC集成化芯片和CPU控制器,第一采样电路的输出端UAP与ADC集成化芯片的模拟输入引脚VAP相连,第二采样电路的输出端UBP与ADC集成化芯片的模拟输入引脚VBP相连,第三采样电路的输出端UCP与ADC集成化芯片的模拟输入引脚VCP相连,CPU控制器与ADC集成化芯片相连接。

本实用新型具有积极的效果:本实用新型通过集成化的ADC、CPU控制器电路克服了纯模拟电路存在的过零信号与实际过零时刻的相位偏移,具有过压保护和抗干扰能力,对三相线电压的过零时刻进行了准确的捕获。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本实用新型作进一步详细的说明:

图1为本实用新型的电路框图;

图2为本实用新型的部分电路图;

图3为集成化的ADC、CPU控制器电路的电路示意图。

其中:1、三相电源,2、过压保护电路,3、限流电阻电路,4、强电弱电隔离电路,5、采样电路,6、集成化的ADC、CPU控制器电路。

具体实施方式

如图1所示,本实用新型公开了一种软启动器用集成化线电压过零捕获装置,包括三相电源1、过压保护电路2、限流电阻电路3、强电弱电隔离电路4、采样电路5和集成化的ADC、CPU控制器电路6,过压保护电路2包括第一过压保护电路、第二过压保护电路和第三过压保护电路,限流电阻电路3包括第一限流电阻电路、第二限流电阻电路和第三限流电阻电路,强电弱电隔离电路4包括第一强电弱电隔离电路、第二强电弱电隔离电路和第三强电弱电隔离电路,采样电路5包括第一采样电路、第二采样电路和第三采样电路,三相电源1包括三个输出端UA、UB和UC,第一过压保护电路和第一限流电阻电路均连接在输出端UA、UB之间,第二过压保护电路和第二限流电阻电路均连接在输出端UB、UC之间,第三过压保护电路和第三限流电阻电路均连接在输出端UC、UA之间,第一强电弱电隔离电路与第一限流电阻电路的输出端UAB相连,第二强电弱电隔离电路与第二限流电阻电路的输出端UBC相连,第三强电弱电隔离电路与第三限流电阻电路的输出端UCA相连,第一采样电路与第一强电弱电隔离电路的输出端uab相连,第二采样电路与第二强电弱电隔离电路的输出端ubc相连,第三采样电路与第三强电弱电隔离电路的输出端uca相连,第一强电弱电隔离电路的输出端uab、第二强电弱电隔离电路的输出端ubc和第三强电弱电隔离电路的输出端uca均与集成化的ADC、CPU控制器电路6相连。其中,第一过压保护电路、第二过压保护电路和第三过压保护电路具有相同的电路结构和相同的元器件参数,第一限流电阻电路、第二限流电阻电路和第三限流电阻电路具有相同的电路结构和相同的元器件参数,第一强电弱电隔离电路、第二强电弱电隔离电路和第三强电弱电隔离电路具有相同的电路结构和相同的元器件参数,第一采样电路、第二采样电路和第三采样电路具有相同的电路结构和相同的元器件参数。

如图2所示,第一过压保护电路、第二过压保护电路和第三过压保护电路均包括压敏电阻RV1。其中,压敏电阻RV1起到过压保护作用,防止过压输入烧坏整个软启动器用集成化线电压过零捕获装置。

第一限流电阻电路、第二限流电阻电路和第三限流电阻电路均包括电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4,电阻R1的一端与压敏电阻RV1的一端连接,电阻R1的另一端与电阻R2的一端连接,电阻R4的一端与压敏电阻RV1的另一端连接,电阻R4的另一端与电阻R3的一端连接。第一强电弱电隔离电路、第二强电弱电隔离电路和第三强电弱电隔离电路均包括电压互感器TAV1,电阻R2的另一端和电阻R3的另一端分别电压互感器TAV1的两个输入端相连。电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4起限流的作用,防止过流烧坏电压互感器TAV1。

第一采样电路、第二采样电路和第三采样电路均包括采样电阻R5和滤波电容C1,采样电阻R5和滤波电容C1并联连接在电压互感器TAV1的输出端。采样电阻R5起着将电压互感器TAV1输出的电流信号转换为电压信号的作用,滤波电容C1起降噪的作用,滤除高频噪声,增加电路的抗干扰能力。

如图3所示,集成化的ADC、CPU控制器电路6包括ADC集成化芯片和CPU控制器,第一采样电路的输出端UAP与ADC集成化芯片的模拟输入引脚VAP相连,第二采样电路的输出端UBP与ADC集成化芯片的模拟输入引脚VBP相连,第三采样电路的输出端UCP与ADC集成化芯片的模拟输入引脚VCP相连,CPU控制器与ADC集成化芯片相连接。集成化的ADC、CPU控制器电路6将输入的交流电压信号变成脉冲信号,并将模拟部分和数字部分进行隔离,ADC集成化芯片的/IRQ引脚将会按照三相线电压过零的先后时序依次输出低电平脉冲。ADC集成化芯片的/IRQ引脚与CPU控制器的中断引脚INT相连,从而快速捕获三相线电压过零时刻。

限流电阻电路3将输入的三相线电压信号转化为电流信号,电流信号经过强电弱电隔离电路4隔离以后,在电压互感器TAV1二次侧形成同步的电流信号,该电流信号流经采样电阻R5,在电阻R5两端产生符合ADC集成化芯片输入要求的电压信号UUAP,当电压信号UUAP由负到正过零时,ADC集成化芯片的/IRQ引脚输出一低电平信号,且快速回归到高电平状态,紧接着,当UUBP由负到正过零时,在ADC集成化芯片的/IRQ引脚又会输出一低电平信号,且同样会回归到高电平,紧接着,当UUCP由负到正过零时,在ADC集成化芯片的/IRQ引脚又会输出一低电平信号,且同样会回归到高电平,将/IRQ引脚与连接至CPU控制器的中断引脚INT。每当该引脚产生下降沿时,均会产生中断,然后CPU控制器查询中断状态寄存器的值,以确定UUAP、UUBP、UUCP中某一个过零,通过获取UUAP、UUBP、UUCP的过零点捕获三相线电压的过零点。

以上所述的具体实施例,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已,并不用于限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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