一种直流电机启动装置的制作方法

本发明涉及一种直流电机启动装置，适用于直流电机启动类的产品中，属于机电控制技术领域。

背景技术：

直流电机由于其优越的调速性能，在各行各业都有大量应用，是一种比较常见的电机。但在启动过程中，直流电机的电枢电流较大，严重影响电机以及供电设备的安全，因此需要采用一定的方法来限制电流。常用的启动方式有降压启动和串电阻启动等。

传统的直流电机串电阻启动方式中，通常采用时间继电器的方式来实现限流电阻的投退。但是，这种方式存在继电器动作时间不精确、拨码容易设置错误等问题。

技术实现要素：

本发明要解决的是直流电机启动时，继电器动作时间不精确、拨码容易设置错误的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种直流电机启动装置，其特征在于：包括依次串联的限流电阻R02、限流电阻R03、直流电机电枢绕组，该串联支路整体与直流电机励磁线圈并联形成并联电路，并联电路两端通过主开关K01连接输入正极和负极；主开关K02与限流电阻R02并联，主开关K03与限流电阻R03并联；

用于测量输入正极和负极之间电压Ur的电压测量单元，用于测量直流电机电流Ir的电流测量单元，主开关K01、K02、K03驱动及状态反馈单元均与ARM处理器连接。

优选地，所述ARM处理器通过数字量输入模块DI、MODBUS接口或工业以太网接口连接启动命令输入端。

优选地，还包括用于显示电压Ur、电流Ir及主开关K01、K02、K03状态的显示单元，显示单元连接所述ARM处理器。

更优选地，所述显示单元为LCD显示屏。

优选地，所述ARM处理器实时检测外部启动命令输入信号，当有启动命令时，根据预设的延时时间T1延时吸合主开关K01，此时，励磁线圈L带电，电枢绕组M经过电阻R01和电阻R02带电，直流电机逐渐升速；然后ARM处理器再分别根据预设的延时时间T2、T3延时吸合主开关K02、K03，逐渐切除限流电阻R02和R03，使电机转速升至额定值，完成整个电机的限流启动。

更优选地，所述ARM处理器采集电压Ur、电流Ir信号以及主开关K01、K02、K03的状态反馈信号，并通过显示单元显示。

相比现有技术，本发明提供的直流电机启动装置具有如下有益效果：

1、可以有效限制电枢电流；

2、延时设置准确，动作可靠，操作方便；

3、具有远方数字量操作接口；

4、支持工业以太网和MODBUS协议。

附图说明

图1为本实施例提供的直流电机启动装置的原理图；

图2为控制部分原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

图1为本实施例提供的直流电机启动装置的原理图，其中K01、K02和K03为主开关，R02、R03为限流电阻，M为直流电机的电枢绕组，L为直流电机的励磁线圈，Ur和Ir分别表示系统的电压和电流。

限流电阻R02、限流电阻R03与直流电机的电枢绕组M依次串联，该串联支路整体与直流电机的励磁线圈L并联，并联电路两端通过主开关K01连接电源，Ur为并联电路输出电压，Ir为并联电路输出电流；同时，主开关K02与限流电阻R02并联，主开关K03与限流电阻R03并联。

结合图2，控制部分包括ARM处理器，ARM处理器通过数字量输入模块DI、MODBUS接口或工业以太网接口连接外部启动命令输入端，接收外部启动命令；ARM处理器通过数字量输出模块DO连接主开关K01、K02、K03，驱动各开关动作；ARM处理器还连接电压Ur测量单元、电流Ir测量单元及主开关K01、K02、K03状态反馈单元，采集电压Ur、电流Ir信号以及主开关K01、K02、K03的反馈信号；ARM处理器连接显示屏，以显示Ur、Ir的实时检测值以及各开关的实时状态。

其基本工作过程为：ARM处理器实时检测数字量输入模块DI或者MODBUS网络的输入信号。当有启动命令时，根据预设的延时时间T1，ARM处理器先输出一个数字量DO信号吸合主开关K01，此时，励磁线圈L带220V直流电，电枢绕组M经过电阻R01和电阻R02带电，直流电机逐渐升速，然后ARM处理器再分别根据预设的延时时间T2、T3延时吸合主开关K02、K03，逐渐切除限流电阻R02和R03，使转速快速升至额定值，完成整个电机的限流启动。同时，ARM处理器采集电压Ur、电流Ir信号以及主开关K01、K02、K03的反馈信号，在LCD显示屏上显示。

装置的控制芯片采用意法半导体公司生产的STM32系列ARM，主频72MHz。就地显示面板采用高可靠性的TFT组态屏，与ARM之间的通信为标准RS232接口。

装置提供两种方式的对外通信接口，分别为MODBUS接口和工业以太网接口。其中MODBUS为基于485电平的串口。以太网采用DM9000系列芯片，支持100/10M传输速度，装置作为1个主站供远方系统访问。