专利名称：冷轧钢板卷板机的直流电机控制柜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机控制装置，更明确地说是用于冷轧钢板卷板机的直流电机以及其它直流电机的控制柜。过去的冷轧钢板卷板机的直流电机控制柜大多为专用柜，单独制作，体积大。在轧钢生产线或纵剪机上使用时控制不够方便。冷轧钢板卷板机的直流电机负载要求低转速大转矩，转速要求从零至最高速平稳地进行手动调节。为达到这一要求，一般采用三相半控桥可控硅主电路，其三个单向可控硅应通过移相触发改变其导通角(0～120°)，从而改变直流电机的直流负载电压进而实现其转速调节。目前移相触发电路基本上有两种，一是使用阻容积分方法，其原理是对线电压从过零点开始积分，至给定电平时产生触发脉冲。其优点是电路简单，成本低，但触发同步性差。由于阻容件参数的离散性，各可控硅的导通角很不一致，且调节线性差，可靠性也不高。另一种是采用单片机进行计数触发，其工作参数好，但成本高，而且易受干扰，工作也不稳定。
本实用新型的目的，在于克服上述缺点和不足，提供一种其结构为面板式，既可以方便地安装在专用柜上使用，也可以很方便地安装在冷轧生产线或纵剪机的总控制柜上，使用、安装均十分方便。而其控制电路为全数字电路，触发可靠、调节平稳、线性好、抗干扰性强、成本低、易于进行群控及与计算机连接的冷轧钢板卷板机的直流电机控制柜。
为了达到上述目的，本实用新型由柜体和安装在柜体中的三相半控桥可控硅整流调压电路构成。柜体为面板式结构，它由柜壳、以螺钉紧固在柜壳前面的面板、安装在柜壳后面的三相电源接线端子和直流电机负载接线端子、固定在面板背面的带有斜面的上、下两组弹性卡子所构成。面板上带有可以安装三相半控桥可控硅整流调压电路的手控电位器的安装孔。这种面板式结构既可用于专门设计、制造的专用柜上，也可以用于冷轧生产线或纵剪机的总控制柜上。安装时，只要将其对准专用柜或总控制柜的预留长方孔，轻轻往里推，带有斜面的上、下两组弹性卡子便背压迫向中间位置，直至完全推进后，弹性卡子复位弹起，本实用新型便被牢固地嵌入专用柜或总控制柜上。需要拆下时，将两组弹性卡子以工具往中间挤，本实用新型便可由前方抽出。安装、使用均很方便。
三相半控桥可控硅整流调压电路由三相半控桥可控硅主电路和可控归硅的移相触发控制电路组成。移相触发控制电路有完全相同的三路，分别由三相线电压输入，然后分别与三个可控硅的控制极相接。每一路移相触发控制电路均为全数字化，由正方波产生电路、计数脉冲产生电路、计数比较电路和触发电路组成。
采样变压器将某一路线电压变换成低电压，经二极管消去负半波后由运算放大器输出正方波，经光电藕合器隔离后送计数闸门(与门)与25KHz计数脉冲与运算后输出计数脉冲，由于正方波高电平时间(即闸门打开时间)为50Hz交流电周期的一半，即10ms，则每组计数脉冲的数量为0.01秒×25KHz＝250个。将它送二进制计数器中，且正方波的下降沿将计数器清零，则二进制计数器会在正方波高电平期间对计数脉冲从零开始计数直至250即0FAH(十六进制)然后清零。正方波低电平期间不计数，下一个高电平又开始计数，循环工作。计数器输出的八位数据线送八位数值比较器，比较器另八位输入是手动电位器送出5V～0V的调速电平经八位A/D转换后的八位二进制数据，它的数值是0FFH～00H。当计数器输出值与A/D输出值相等时，则比较器输出低电平。此电平一方面控制计数器在本周期停止计数，保持数值不变，另一方面做为触发方波，此方波再与6.25KHz触发脉冲与运算后形成触发脉冲群。经脉冲放大、脉冲变压器隔离后去单向可控硅KP1触发极，KP1在本周期内从此刻可靠导通直至过零点。调节手控电位器电压由高变低，即A/D产生的给定值由0FFH下降，则数值比较器比较产生的触发方波的时机就提前，可控硅的导通角就由120°向0°移动，半控桥输出直流电压就由0V上升，直至电位器输出0V，数值比较器在正方波上升沿就开始满足等值条件输出触发方波，单向可控硅全导通，产生最大直流负载电压。由以上解释可知，在全程调节中共有250级变化，完全满足平滑要求，感觉不出输出直流的级差。且由于三路触发信号全部由数字化电路产生，每路完全相同，都与给定值相比较，可知从根本上保证了三路触发的一致性，且调节范围完全呈线性化(只要控制电位器是线性的)。
本实用新型的任务就是这样完成的。
本实用新型提供了一种面板式结构的冷轧钢板卷板机的直流电机控制柜。它既可安装在专用柜上，也可安装在总控制柜上，使用、安装均十分方便。其控制电路全数字化，触发可靠、移相同步、调节平稳、线性好、抗干扰能力强、成本低、便于与计算机连接。和过去的单片机相比，其成本下降了15～30％。
以下结合实施例及其附图对本实用新型作更进一步的说明。
图1为本实用新型实施例1的结构示意图。
图2为实施例1的主电路图。
图3为实施例1的一路移相触发控制电路的原理方框图。
图4为实施例1正方波产生电路的电路图。
图5为计数脉冲产生电路的电路图。
图6为计数比较电路的电路图。
图7为触发电路的电路图。
图1所示，实施例1由柜体和三相半控桥可控硅整流调压电路1构成。柜体为面板式结构，由柜壳2、以螺钉3紧固的面板4、三相电源接线端子5、直流电机负载接线端子6、带有斜面9的上、下两组弹性卡子7、安装手控电位器10的安装孔8构成。
图2和图3所示，主电路中有三个可控硅KP1、KP2、KP3，直流电机11为负载。移相触发控制电路由正方波产生电路12、计数脉冲产生电路13、计数比较电路14和触发电路15组成。
图4所示，正方波产生电路12的采样变压器16将A、C相380V交流变为6.3V交流，反向二极管17削去负半周，该半正弦波与0电平比较，运算放大器18(LM324)输出正方波，频率50Hz。经光藕19(TLP521)隔离后经施密特电路20(74LS14)输出正方波。
图5所示，计数脉冲产生电路13为典型的非门振荡电路。图中用2MHz晶振(晶振的频率在具体使用中可进行改变，但要注意最终输出计数脉冲应使计数器在10ms中计0FOH～0FFH即240～255个脉冲)。2MHz时钟经分频器21(74LS90)十分频，D触发器22(74LS74)3次二分频后产生计数脉冲(25KHz)，此脉冲再经D触发器23二次分频后得到6.25KHz的触发脉冲。
图6所示，计数比较电路14用2片74LS161级联后对25KHz计数脉冲进行二进制计数，在一个周期内可从零计至0FAH(250)，P0～P3预置端全部接地，74LS161-1的TC端通过非门74LS14与74LS161-2的CLK计数端进行级联，正方波低电平时MR为低则161清0。74LS688为八位数值比较器，在八位A/D转换器输出数值给定时，二个161的输出值由00H上升，至与给定值相等时，74LS688的19脚由高变低，此信号送2个161的CET端，禁止其计数，则计数输出不变，保持等值状态。74LS688的19脚的信号再去控制6.25KHz触发脉冲的输出。模数转换器用ADC0809，它将输入的5V～0V手控信号变成0FFH-00H的二进制比较数据，其输入端全部连接起来，选择端A、B、C接地，EOC、ALE、START接阻容电路，使之自上电起始工作，并连续转换，其时钟由于转换时间要求不严可接25KHz时钟信号。
图7为触发电路。74LS688输出的负方波经非门74LS14反相后控制触发脉冲闸门～与门74LS08，在高电平期间闸门输出一束6.25KHz的触发脉冲群，经光藕TLP521隔离后送三极管9013、3DK4二级放大，再由脉冲变压器MB1输出触发脉冲群打开单向可控硅KP1。
本实施例触发可靠、调节平稳、线性好、抗干扰能力强，成本只为单片机电路的70％。它安装、使用均十分方便，可以广泛应用于冷轧钢板卷板机以及其它机械设备的直流电机的调速控制中，在低转速、大转矩的情况下尤为适用。
权利要求1.一种冷轧钢板卷板机的直流电机控制柜，它由柜体和安装在柜体中的三相半控桥可控硅整流调压电路所构成，其特征在于所说的柜体为面板式结构，它由柜壳、以螺钉紧固在柜壳前面的面板、安装在柜壳后面的三相电源接线端子和直流电机负载接线端子、固定在面板背面的带有斜面的上下两组弹性卡子所构成，面板上带有可以安装三相半控桥可控硅整流调压电路的手控电位器的安装孔。
2.按照权利要求1所述的冷轧钢板卷板机的直流电机控制柜，其特征在于所说的三相半控桥可控硅整流调压电路由三相半控桥可控硅主电路和可控硅的移相触发控制电路组成，移相触发控制电路有完全相同的三路，分别由三相线电压输入，然后分别与三个可控硅的控制极相接，每一路移相触发控制电路为全数字化的有正方波产生电路、计数脉冲产生电路、计数比较电路和触发电路组成。
专利摘要一种冷轧钢板卷板机的直流电机控制柜。它由柜体、三相半控桥可控硅主电路和移相触发控制电路组成。柜体由柜壳、面板、接线端子和弹性卡子构成面板式结构。移相触发控制电路为全数字化电路。它由正方波产生电路、计数脉冲产生电路、计数比较电路和触发电路组成。它安装方便、触发可靠、调节平稳、线性好、成本低,可以广泛用于冷轧钢板卷板机以及其它低速大转矩直流电机的转速控制中。
文档编号H02P7/18GK2287761SQ9721112
公开日1998年8月12日 申请日期1997年2月11日 优先权日1997年2月11日
发明者李岳 申请人:李岳