专利名称：基于微机控制的异步电动机y－δ启动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及异步电动机Y-Δ启动装置，具体是指基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置。
背景技术：
传统的异步电动机Y-Δ启动装置采用的是线圈电压为380V的交流接触器和时间继电器，其Y-Δ转换的完成是通过时间继电器控制交流接触器的通断。电机启动时，先将电机绕组接成星形，以降低启动时每一相绕组所承受的电压，待转子达到一定转速后，通过时间继电器将完成Y启动的交流接触器断开，接通Δ运行的交流接触器，使电机转换成三角形接线法，正常运转。Y-Δ启动方法可使每相绕组在启动时所受的电压只有直接起动(三角形接法)的1/3，每相绕组的启动电流也只有直接用三角形启动的1/3。但在实际应用的过程中，尤其是需要自行发电的场合，其产品受成本或体积的限制，不可能采用较大功率、带负载能力很强的大型发电机组，这就导致在电机启动的过程中发电机组的输出电压波动较大，致使交流接触器的线圈电压不稳定，不能牢固的吸合各触点，造成电动机短时间内频繁启动的现象，同时由于触点闭合瞬间会产生高压电弧，极易缩短触点的寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置，其由微机控制电路和无触点固态继电器构成，可实现电动机的快速、安全、稳定启动。
本发明的目的通过下述技术方案实现本基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置，包括单片机、三相漏电断路器、固态继电器，所述单片机与辅助电源及第一、二、三固态继电器的控制端分别连接，所述三相漏电断路器输入端与三相电源连接，三相漏电断路器输出端通过快速熔断丝与第一、二、三固态继电器依次连接，第一、二固态继电器的输出端分别与电动机连接。
为了更好得实现本发明，在自行发电的应用领域，为了指示实际供电电压值和频率值，所述快速熔断丝后端的三相电源线的两个相线上直接连接有并联的电压表和频率表。
所述三相漏电断路器的输出端或者第一固态继电器输出端的三相电源线的任一相线穿过交流互感器的感应线圈，交流互感器输出端连接有电流表，通过电流表指示电动机启动和工作过程中的实际电流。
为避免电动机长时间过载，所述电动机与第一固态继电器之间的三相电源线还连接有热继电器。
所述第一、二、三固态继电器每一相的两端还并接有压敏电阻。
所述辅助电源设置有“系统电源”控制开关，所述单片机的输入/输出引脚相应设置有“启动/停止”按钮和“系统复位”按钮，所述三相漏电断路器的Test引脚设置有“紧急断电”按钮。
所述单片机的控制板设置有系统工作状态指示灯和蜂鸣器，可通过系统工作状态指示灯随时查看系统的工作状态，当系统工作不正常时，蜂鸣器发出警报声。
本基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置的工作原理是通过单片机控制各个固态继电器的通断，依次实现异步电动机从Y启动到Δ运行的转换装置启动时，单片机先自动关闭各个控制端口，确保三个固态继电器的控制引脚为低电平，保证每个固态继电器的输入端与对应的输出端处于开路状态，然后打开第一、三固态继电器的控制端口，使第一、三固态继电器的输入端与对应的输出端处于导通状态，并检测打开第一、三固态继电器控制端口的命令是否执行成功，以确保电动机进入Y形启动过程，等待8s后，电动机完成Y形启动，单片机关闭第三固态继电器的控制端口，并检测关闭是否成功，确保关闭成功0.2s后，打开第二固态继电器的控制端口，此时第一、二固态继电器的输入端与对应的输出端处于导通状态，使电动机进入Δ形运行状态。至此，电动机已完成Y-Δ转换。
单片机每输出一个控制命令后，先判断相应的控制引脚电平是否与输出的控制命令相符，若不相符则反复执行该控制命令，直到相符后才输出下一个控制命令，确保电动机不会发生短路等事故。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果(1)相对于传统的交流接触器，固态继电器没有机械部件，工作中没有任何机械动作，不存在触点接触的不稳定性问题，因而可以快速进行一次性开、关；
(2)固态继电器在输入和输出间使用光电耦合器，避免了输出端对前级控制电路的影响；(3)所采用的固态继电器内部有过零电路，即使是感性负载也可使尖脉冲降到最小，使得固态继电器对外界的电磁干扰和射频干扰很小，输出电路不存在触点抖动和电弧现象；(4)装置中的固态继电器采用全塑封密闭的封装结构，耐潮、耐腐蚀、防爆，可以在恶劣的条件下使用；(5)装置中使用的快速熔断丝动作时间为20ms，可快速、有效的保护负载及发电机组；(6)紧急断电按钮可确保在出现意外情况时及时迫使三相漏电断路器动作、断开三相电。
图1为本发明基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置的结构示意图；图2为图1所示基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置的微机控制流程图。
具体实施例方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一如图1所示，本基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置，包括单片机、三相漏电断路器、固态继电器，单片机与5V直流辅助电源及第一、二、三固态继电器SSR1、SSR2、SSR3的控制端分别连接，三相漏电断路器输入端与三相电源连接，三相漏电断路器输出端通过快速熔断丝与第一、二、三固态继电器SSR1、SSR2、SSR3依次连接，第一、二固态继电器SSR1、SSR2的输出端分别与电动机连接。快速熔断丝后端的三相电源线的两个相线上直接连接有并联的电压表和频率表。三相漏电断路器的输出端或者第一固态继电器SSR1输出端的三相电源线的任一相线穿过交流互感器的感应线圈，交流互感器输出端S1、S2连接有电流表。电动机与第一固态继电器SSR1之间的三相电源线还连接有热继电器RJ1。第一、二、三固态继电器SSR1、SSR2、SSR3每一相的两端还并接有压敏电阻。
单片机采用ATMega8单片机，由单片机控制TIP122达林顿管驱动第一固态继电器SSR1、第二固态继电器SSR2、第三固态继电器SSR3的控制引脚，单片机的控制板设置有系统工作状态指示灯和蜂鸣器，可通过系统工作状态指示灯随时查看系统的工作状态，当系统工作不正常时，蜂鸣器发出警报声。
5V直流辅助电源设置有“系统电源”控制开关，单片机的输入/输出引脚相应设置有“启动/停止”按钮和“系统复位”按钮，三相漏电断路器的Test引脚设置有“紧急断电”按钮。
本装置是这样工作的如图2所示，装置启动时，单片机先自动关闭各个控制端口，确保固态继电器SSR1、SSR2和SSR3的控制引脚为低电平，保证每个固态继电器的输入端A1、B1、C1与对应的输出端A2、B2、C2处于开路状态，然后打开固态继电器SSR1和SSR3的控制端口，使固态继电器SSR1和SSR3的输入端A1、B1、C1与对应的输出端A2、B2、C2处于导通状态，并检测打开固态继电器SSR1和SSR3控制端口的命令是否执行成功，以确保电动机进入Y形启动过程，等待8s后，电动机完成Y形启动，单片机关闭固态继电器SSR3的控制端口，并检测关闭是否成功，确保关闭成功0.2s后，打开固态继电器SSR2的控制端口，此时固态继电器SSR1和SSR2的输入端A1、B1、C1与对应的输出端A2、B2、C2处于导通状态，使电动机进入Δ形运行状态。至此，电动机已完成Y-Δ转换。
本发明中，单片机每输出一个控制命令后，先判断相应的控制引脚电平是否与输出的控制命令相符，若不相符则反复执行该控制命令，直到相符后才输出下一个控制命令，确保电动机不会发生短路等事故。
本发明中的三相漏电断路器、快速熔断丝、固态继电器SSR1、SSR2、SSR3及热继电器RJ1的型号根据负载的功率选择不同的额定电流。
如上所述，便可较好地实现本发明。
权利要求
1.基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置，其特征在于包括单片机、三相漏电断路器、固态继电器，所述单片机与辅助电源及第一、二、三固态继电器的控制端分别连接，所述三相漏电断路器输入端与三相电源连接，三相漏电断路器输出端通过快速熔断丝与第一、二、三固态继电器依次连接，第一、二固态继电器的输出端分别与电动机连接。
2.根据权利要求1所述基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置，其特征在于所述快速熔断丝后端的三相电源线的两个相线上连接有并联的电压表和频率表。
3.根据权利要求1所述基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置，其特征在于所述三相漏电断路器输出端或者第一固态继电器输出端的三相电源线的任一相线穿过交流互感器的感应线圈，交流互感器输出端连接有电流表。
4.根据权利要求1所述基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置，其特征在于所述电动机与第一固态继电器之间的三相电源线还连接有热继电器。
5.根据权利要求1所述基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置，其特征在于所述第一、二、三固态继电器每一相的两端还并接有压敏电阻。
6.根据权利要求1所述基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置，其特征在于所述辅助电源设置有“系统电源”控制开关，所述单片机的输入/输出引脚相应设置有“启动/停止”按钮和“系统复位”按钮，所述三相漏电断路器的Test引脚设置有“紧急断电”按钮。
7.根据权利要求1所述基于微机控制的异步电动机Y-Δ启动装置，其特征在于所述单片机的控制板设置有系统工作状态指示灯和蜂鸣器。
全文摘要
本发明提供基于微机控制的异步电动机Y－Δ启动装置，包括单片机、三相漏电断路器、固态继电器，单片机与辅助电源及第一、二、三固态继电器的控制端分别连接，三相漏电断路器输入端与三相电源连接，三相漏电断路器输出端通过快速熔断丝与第一、二、三固态继电器依次连接，第一、二固态继电器的输出端分别与电动机连接。本装置采用固态继电器，其优良的性能可实现电动机的快速、安全、稳定启动。
文档编号H02P1/32GK101018032SQ200610132460
公开日2007年8月15日 申请日期2006年12月30日 优先权日2006年12月30日
发明者洪添胜, 宋淑然, 孙道宗, 李震, 朱余清, 岳学军 申请人:华南农业大学