专利名称：一种数字式电动机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电动机控制电路，特别是一种控制大功率电动机起动或低电压运行时，可半自动显示电流、电压并可在低电压时自动报警，完成电动机切换的装置。
申请日前，使用的大功率电动机的起动控制装置通常采用自耦变压器降压、改变星形三角形接线或以时间模拟电动机起动过程的控制方式，是手动装置，存在无报警，在起动或高负载出现低电压时，不能自动控制断电或关闭电动机，而引起供电品质的改变，影响其它用户用电，且易引起火灾，不安全、易发生事故等缺点。
本实用新型的目的是提供一种可半自动显示电流、电压并可测量起动运行中的电流变化过程，在电动机起动或高负载出现低电压时自动报警，完成电动机切换的安全可靠的电动机控制装置。
本实用新型通过如下方式实现一种数字式电动机控制器是电动机主回路控制器，其特征是在主回路控制交流互感器二次侧设有主要由电阻、电容、放大器等组成的电流检测控制电路，由接点A2、A3取得电流信号，主电路上设有由放大器、整流器、电阻、电容等组成的电源电路，由接点D1、D2取得电信号，由电阻、电容、二极管、三极管、放大器、双D触发器、继电器等组成的电压检测控制电路，由接点A6、A7从主回路上取得电压信号，在电流检测控制电路和电压检测控制电路的输出点A4(C1)、A5(C2)、A9(C3)、A7(C4)处设置A/D转换电路及显示电路，上述电流检测控制电路和电压检测控制电路通过接点A4、A9、A7、A8与电源电路接点D3、D4、D5、D6连接，通过接点A5、A4、A9、A7与A/D转换及显示电路的接点C2、C1、C3、C4连接。
在A1、D4、D7处设有主要由双8421码计数器、脉冲发生器十进位计数七段译码显示电路和拔码开关及由电阻和二极管组成的一个时间控制和显示电路的目的是控制低电压起动的时间。
因电容1C10吸收信号“积分”不可靠。同时为增加对干扰信号的缓冲，避免在电动机起动瞬间电流过零可能引起J1误动作，在三极管BG1基极与集电极之间设自举电容1C11。
为克服因二极管压降及伏安特性所引起的线性误差。二极管1D1选用金键二极管。
通过上述电路的本实用新型具有可半自动显示电流、电压并可测量起动运行中的电流变化过程，在电动机起动或高负载出现低电压时自动报警，完成电动机切换、安全可靠等优点。
下面结合实施例对本实用新型作进一步的介绍
图1是本实用新型的电动机主电路示意图图2是本实用新型的电路方框示意图图3是本实用新型的电流、电压检测控制电路图图4是本实用新型的时间显示及控制电路图图5是本实用新型的A/D转换、显示电路图图6是本实用新型的控制电路电源电路图实施例电流检测控制电路部分如图3、接点A2、A3从主回路控制电流互感器二次侧取得电流信号，通过CT转换，在负载电阻R1上得到一个与主回路电流成正比的交流电压信号(压值0～80V)，CT工作选在非饱合区，可以使电路信号理想，取样信号经二极管1D1(为克服因二极管压降及伏安特性所引起的线性误差，电路中二极管1D1选用金键二极管)整流、电容1C1滤波，电阻1R2、1W1分压输入到1IC-1放大器，经放大再由电阻1R13、1W3分压后取得电压信号，再由1K接至A5即接至LSJ-3中的C2，经A/D转换，通过A/D转换电路7107集成块控制显示电动机工作全过程的即时电流值；经1W3分压取得的电信号，经电阻1R16接至比较器1IC-2的反相端。该反相端通过电容1C6(起缓冲、滤去干扰信号的作用)接地。设定的电流比较信号由接点A4(D3)经电阻1R6、1W4分压后取得；该信号除通过1K至A5(C2)接显示电路外，还通过电阻1R17接比较器正极端，该正极端通过电容1C7(起缓冲、滤去干扰信号的作用)接地。该电路中LM324放大集成块的电源通过D3(A4)、D4(A9)取得。信号输出通过二极管1D4接电阻1R20接三极管BG1基极控制切换信号，切断中间继电器ZJ。三极管BG1的基极通过并联的电阻1R22、电容1C10接地，发射极接地。集电极接继电器J1线圈，为防止断电，并保护三极管BG1，在J1上并联一个二极管1D6；J1线圈的另一端接电源A8。
电压检测控制电路部分如图3、接点A6、A7分别接电动机电源输入端，取得电压信号；经二极管1D2整流，电阻1R8、1W2至A7接地，A7通过电阻1R10接1IC-3的正极端；1IC-3的负相端通过反馈电阻1R11接其输出端。1IC-3为放大器。信号经放大输出后经电阻1R12、1W5分压经电阻1R15输入至比较器1IC-4的正相端，与设定的电压信号相比较。比较信号由A4(D3)经电阻1R7、1W5分压所得，该比较信号除经1K至A5(C2)显示外，还经电阻1R14至1IC-4的负相端。比较器1IC-4输出信号到CC4013双D触发器1IC2的S极(启动)；CC4013双D触发器的D极接地；由电阻1R19、电容1C8组成的延时电路接其R极；R极与Q极之间通过二极管1D5连接。Q’极通过电阻1R21接三极管BG2基极，三极管BG2集电极接三极管BG3集电极，三极管BG2发射极接三极管BG3基极，三极管BG3发射极接地。两集电极接J2线圈，为防止断电并保护三极管BG2、BG3在J2线圈上并联二极管1D7，J2线圈的另一端接电源A8，同时接J2常开点，由电阻1R23、发光二极管1D8串联接地组成光报警电路。
其中1IC-1、1IC-2、1IC-3、1IC-4是稳压集成块的1/4部分，该集成块型号可选用LM7805、LM7812或LM7905等。
A/D转换及显示电路如图5、A/D转换电路7107集成块的1～35脚接由3LED1、3LED2、3LED3、3LED4组成的四位数数字显示器，37脚为空脚。21脚接C4、26脚接C3、27、28、29脚分别接电容3C4、电阻3R2、电容3C3的一极，另一极相接于一起。31脚通过电阻3R6接C2，通过电容3C5接C4；33脚与34脚通过3C2接在一起；21、32、35脚通过串联的电阻3R3、3W1、电阻3R5和串联的电阻3R4、3W2、电阻3R7并联后接C1，30脚接在3W2上，36脚接在3W1上；38、39脚分别接电容3C1、电阻3R1与40脚相接。
其中3W1调量程，3W2调零电位。
电源电路部分如图6、由D1、D2从电动机输入电源上取得电源信号，经变压器B变压后，通过副线圈的抽头位置输出三个电信号；其中，二个经全波整流后，由D3、D4分别经电容4C1、IC401、电容4C3和电容4C4、电阻4R、二极管4D9、电容4C5输出士5V稳定电源信号；另一个经桥式整后，由D6经过电容4C3、IC402、电容4C7输出±12V稳定电源信号。各电容均起滤波作用。
其中IC401、IC402、IC403、IC404是稳压集成块部分，该集成块型号可选用LM7805、LM7812或LM7905等。
时间显示及控制电路部分与门电路由电阻2R1、R5、R7、二极管D9、D10组成。
下述IC201选用CC4518计数器，IC202选用LY5512时钟电路，IC203和IC204选用CC4026计数计数译码电路器。
B1接电阻2R1接2K1，再通过二极管2D1-4接IC201的3、4、5、6脚；B1接电阻2R5接2K2，再通过二极管2D5-8接IC201的11、12、13、14脚；B1接IC201的16脚接IC203的16脚、IC204的16脚、IC204的3脚；B1接电阻2 R2接IC202的1脚接电容2C2、电容2C3、电容2C4，7脚接电容2C4的另一端，电容2C3和电容2C4并联后接石英钟晶体块然后接电容2C2再接8脚；15、16脚之间接一电容2C1。
B1通过电阻接2BG1的集电极接IC201的2脚接IC203的1脚。
IC201的1、8脚接地；7脚接10脚接15脚后分别接电阻2R6接IC203的2脚，IC203的15脚和IC204的15脚；9脚接IC203的4脚和IC204的1脚。
IC202的2、6脚为空脚；3、4脚通过电阻2R4接2BG1的基极。
B2接2BG1的发射极，发射极接地；然后接IC202的5脚接IC204的2、8脚接地。
B3分别通过二极管2D9、二极管2D10接2K1、2K2；通过电阻2R7接IC204的3、16脚。
IC203的5、6、7、9、10、11、12、13脚接显示器；3、14脚为空脚。
IC204的5、6、7、9、10、11、12、13脚接显示器； 4、14脚为空脚。
本实用新型的工作过程如下电动机主电源闭合，开关控制按键QA按下，QC1线圈得电工作，QC1闭合，QC2线圈工作，QC2闭合，电动机得电启动。
当电动机转速、电流接近额定值时，LSJ(即J1)动作，ZJ吸合，QC1断电断开，QC2断电断开，JLC运行，电动机切换。电动机启动时，主回路交流接触器闭合，2QC闭合，D6输出。电动机正常运转，2QC复位，JLC闭合，D6断开，切换完成。(启动2QC与JLC)D7接于IC402后，2QC之前，经IC403、电容4C6接ZJ后输出士5V电源；电动机切换完成后，ZJ断开，计数电路断电，停止计数。
当电动机电流过大，电动机转速不正常，1IC-2输出低电位，二极管1D4截止，三极管BG1截止。当起动电流小于定值时，比较器输出高电平，通过二极管1D4、电阻1R20使三极管BG1导通，J1吸合，电机切换到运行状态。电流在J1的控制下，电动机不切换，达到预置的时间(如5分钟)时，由LSJ自动强行切换。
当上述两种切换失败，电动机处于低电压运行状态，当电动机起动时，电动机端电压较额定电压低，1IC-4输出高电压，此电输入给双D触发器1IC-2的S端，1IC-2启动，电阻1R19、电容1C8组成的延时电路延时时间为1￣5分钟。如果电动机起动正常，比较器1IC-4翻转输出低电平，双D触发器复位。电动机转换失败后，低电压运行时间大于电阻1R19、电容1C8的设定时间，1IC-2翻转Q’＝1输出高电平，通过电阻1R21使三极管BG2、三极管BG3导通J2吸合，发光二极管1D8导通，显示报警，同时，J2接点可控制主电路工作的状态。延时5分钟，LSJ报警，切换失败、报警。
权利要求1.一种数字式电动机控制器是电动机主回路控制器，其特征是在主回路控制交流互感器二次侧设有主要由电阻、电容、放大器等组成的电流检测控制电路，由接点A2、A3取得电流信号，主电路上设有由放大器、整流器、电阻、电容等组成的电源电路，由接点D1、D2取得电信号，由电阻、电容、二极管、三极管、放大器、双D触发器、继电器等组成的电压检测控制电路，由接点A6、A7从主回路上取得电压信号，在电流检测控制电路和电压检测控制电路的输出点A4(C1)、A5(C2)、A9(C3)、A7(C4)处设置A/D转换电路及显示电路，上述电流检测控制电路和电压检测控制电路通过接点A4、A9、A7、A8与电源电路接点D3、D4、D5、D6连接，通过接点A5、A4、A9、A7与A/D转换及显示电路的接点C2、C1、C3、C4连接。
2.如权利要求1所述的一种数字式电动机控制器，其特征是在A1、D4、D7处设有主要由双8421码计数器、脉冲发生器十进位计数七段译码显示电路和拔码开关及由电阻和二极管组成的一个时间控制和显示电路。
3.如权利要求1或2所述的一种数字式电动机控制器，其特征是其电路组成如下电流检测控制电路部分接点A2、A3从主回路控制电流互感器二次侧取得电流信号，通过CT转换，在负载电阻R1上得到一个与主回路电流成正比的交流电压信号，取样信号经二极管1D1整流、电容1C1滤波，电阻1R2、1W1分压输入到1IC-1放大器，经放大再由电阻1R13、1W3分压后取得电压信号，再由1K接至显示电路，经1W3分压取得的电信号，经电阻1R16接至比较器1IC-2的反相端，该反相端通过电容1C6接地，设定的电流比较信号由接点A4经电阻1R6、1W4分压后取得；该信号除通过1K至A5接显示电路外，还通过电阻1R17接比较器正极端，该正极端通过电容1C7接地，该电路中放大器集成块的电源通过D3、D4取得，信号输出通过二极管1D4接电阻1R20接三极管BG1基极控制切换信号，切断中间继电器ZJ，三极管BG1的基极通过并联的电阻1R22、电容1C10接地，发射极接地，集电极接继电器J1线圈，J1线圈的另一端接电源A3；电压检测控制电路部分接点A6、A7分别接电动机电源输入端，取得电压信号；经二极管1D2整流，电阻1R8、1W2接地，A7通过电阻1R10接放大器1IC-3的正相端；1IC-3的负相端通过电阻1R11接其输出端，信号经放大输出后经电阻1R12、1W5分压经电阻1R15输入至比较器1IC-4的正相端，与设定的电压信号相比较，比较信号由A4(D3)经电阻1R7、1W5分压所得，该比较信号除经1K至A5(C2)显示外，还经电阻1R14至1IC-4的负相端，比较器1IC-4输出信号双D触发器1IC-2的S极；双D触发器的D极接地；由电阻1R19、电容1C8组成的延时电路接其R极；R极与Q极之间通过二极管1D5连接，Q′极通过电阻1R21接三极管BG2基极，三极管BG2集电极接三极管BG3集电极，三极管BG2发射极接三极管BG3基极，三极管BG3发射极接地，两集电极接J2线圈，J2上并联二极管1D7，接电源A8，J2另一端同时接J2常开点，由电阻1R23、发光二极管1D8串联接地组成光报警电路；其中1IC-1、1IC-2、1IC-3、1IC-4是稳压集成块的1/4部分。A/D转换及显示电路A/D转换电路集成块的1～35脚接由3LED1、3LED2、3LED3、3LED4组成的四位数数字显示器，37脚为空脚，21脚接C4、26脚接C3、27、28、29脚分别接电容3C4、电阻3R2、电容3C3的一极，另一极相接于一起，31脚通过电阻3R6接C2，通过电容3C5接C4；33脚与34脚通过3C2接在一起；21、32、35脚通过串联的电阻3R3、3W1、电阻3R5和串联的电阻3R4、3W2、电阻3R7并联后接C1，30脚接在脚接在3W2上，36脚接在3W1上；38、39脚分别接电容3C1、电阻3R1与40脚相接；电源电路部分由D1、D2从电动机输入电源上取得电源信号，经变压器B变压后，通过副线圈的抽头位置输出三个电信号；其中，二个经全波整流后，由D3、D4分别经电容4C1、IC4 01、电容4C3和电容4C4、电阻4R、二极管4D9、电容4C5输出士5V稳定电源信号；另一个经桥式整后，由D6经过电容4C3、IC402、电容4C7输出士12V稳定电源信号；其中IC401、IC402、IC403、IC404是稳压集成块部分。时间显示及控制电路部分B1接电阻2R1接2K1，再通过二极管2D1-4接计数器IC201的3、4、5、6脚；B1接电阻2R5接2K2，再通过二极管2D5-8接计数器IC201的11、12、13、14脚；B1接计数器IC201的16脚接计数译码电路IC203的16脚、计数译码电路IC204的16脚、计数译码电路IC204的3脚；B1接电阻2R2接时钟电路IC202的1脚接电容2C2、电容2C3、电容2C4，7脚接电容2C4的另一端，电容2C3和电容2C4并联后接石英钟晶体块然后接电容2C2再接8脚；15、16脚之间接一电容2C1；B1通过电阻接2BG1的集电极接计数器IC201的2脚接计数译码电路IC203的1脚；计数器IC201的1、8脚接地；7脚接10脚接15脚后分别接电阻2R6接计数译码电路IC203的2脚，计数译码电路IC203的15脚和IC204的15脚；9脚接计数译码电路IC204的4脚和计数译码电路IC204的1脚；时钟电路IC202的2、6脚为空脚；3、4脚通过电阻2R4接2BG1的基极；B2接2BG1的发射极，发射极接地；然后接时钟电路IC202的5脚接计数译码电路IC204的2、8脚接地；B3分别通过二极管2D9、二极管2D10接2K1、2K2；通过电阻2R7接IC204的3、16脚；计数译码电路IC203的5、6、7、9、10、11、12、13脚接显示器；3、14脚为空脚；计数译码电路IC204的5、6、7、9、10、11、12、13脚接显示器；4、14脚为空脚。
4.如权利要求3所述的一种数字式电动机控制器，其特征是在BG1的基极与集电极之间设自举电容1C11。
5.如权利要求3所述的一种数字式电动机控制器，其特征是二极管1D1选用金键二极管。
专利摘要一种数字式电动机控制器是在主回路控制交流互感器二次侧取得电流信号，通过CT转换，在负载电阻上得到一全与主回路电流成正比的电流信号，与设定的比较信号通过比较器进行比较，控制主要由继电器组成的切换电路完成，取得一个电压信号与设定的电压信号进行比较，将信号送至双D触发器，接至报警电路。具有可测量起动运行中的电流变化过程，在电动机出现低电压时自动报警，完成电动机切换、安全可靠等优点。
文档编号H02P1/26GK2258678SQ9523497
公开日1997年7月30日 申请日期1995年11月6日 优先权日1995年11月6日
发明者赵金泉 申请人:赵金泉