一种直流软制动型固态继电器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种直流软制动型固态继电器。
【背景技术】
[0002] 固态继电器是一种由可控硅，及其触发电路组成的无触点继电器。由于其响应速 度快，使用寿命长，无电弧干扰等优点，被广泛的应用于温度控制，电机控制等领域。固态继 电器按其控制的电源可分为直流固态继电器和交流固态继电器。交流固态继电器有可分为 单相固态继电器和三相固态继电器。三相固态继电器又可分为通用型三相固态继电器和电 机正反转三相固态继电器。
[0003] 普通的电机正反转型三相固态继电器由两组通用型三相固态继电器和控制信号 互锁电路组成。该固态继电器只能控制电机正反转，不能制动，也不能实时监控电源电压波 形，因此，控制精度差，容易误触发，易导致三相短路。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种直流软制动型固态继电器，该直流软制动型固态继电器 不仅可以控制电机的正反转，而且还可以在电机停止时，对电机进行制动力矩可变的直流 软制动。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种直流软制动型固态继电器，其 特征在于:包括可控硅、可控硅触发电路、单片机、电源相位采集电路、RS485通讯电路、模拟 量调理电路、稳压电路；
[0006]所述电源相位采集电路用于采集三相电源的线电压并将其转换为方波信号传输 给单片机；
[0007]所述RS485通讯电路用于对单片机的参数进行设定及与外界的交互；
[0008]所述模拟量调理电路用于接收制动力调节信号，并将信号处理后输出至单片机；
[0009]所述单片机用于接收正反转控制信号、方波信号、处理后的制动力调节信号，并经 处理后输出至可控硅触发电路；
[0010] 所述可控硅触发电路用于接收经单片机数据处理后的信号，并输出至可控硅；
[0011] 所述可控硅用于驱动电机工作；
[0012] 所述稳压电路为单片机提供电源。
[0013]本发明的有益效果:本发明所提供的直流软制动型固态继电器，不仅可以控制电 机的正反转，而且还可以在电机停止时，对电机进行制动力矩可变的直流软制动，达到较高 的控制精度，并消除误触发导致三相短路的问题。
【附图说明】
[0014]图1为直流制动的原理图；
[0015]图2为本发明原理框图；
[0016]图3为电源相位采集电路；
[0017]图4为电源相位采集电路的输入输出波形图；
[0018]图5为光耦触发电路；
[0019]图6为隔离变压器触发电路；
[0020] 图7为本发明可控硅触发电路。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0022] 以下参考图1至图7对本发明进行说明。
[0023]直流制动技术是通过向三相交流电机的两相通入直流电来实现的，制动力矩的大 小可以通过调节直流电流的大小来实现。软制动又称柔性制动，就是通过改变电机制动时 制动力矩的大小来到达平稳制动的目的。
[0024]如图1可以看到，当电机正常运行时，可控硅11、了2、了3、了4、了5、了6均导通。这时三相 交流电通入电机，电机运转。当需要使电机直流制动时，使T1，T4，T5，T6断开，T2，T7，T3导 通，这时T2，T3组成整流电路，将直流电通入电机，T7起续流作用，使直流电流连续。由于T7 只能在电机直流制动时工作，在电机运行控制时导通会导致三相交流电的两相短路。因此， 必须控制好可控硅触发的时机。
[0025] -种直流软制动型固态继电器，包括可控硅、可控硅触发电路、单片机、电源相位 采集电路、RS485通讯电路、模拟量调理电路、稳压电路;所述电源相位采集电路用于采集三 相电源的线电压并将其转换为方波信号传输给单片机;所述RS485通讯电路用于对单片机 的参数进行设定及与外界的交互;所述模拟量调理电路用于接收制动力调节信号，并将信 号处理后输出至单片机;所述单片机用于接收正反转控制信号、方波信号、处理后的制动力 调节信号，并经处理后输出至可控硅触发电路;所述可控硅触发电路用于接收经单片机数 据处理后的信号，并输出至可控硅;所述可控硅用于驱动电机工作;所述稳压电路为单片机 提供电源。
[0026]软制动型固态继电器不仅有控制电机正反转的控制信号Α，Β(Α，Β的功能描述见表 1)，还有0~10V的制动力调节信号，用该信号，用户可以调节直流制动时直流电流的大小， 从而可以调节制动力的大小。
[0029]用户还可以通过RS485通讯电路，将直流软制动的数据写入单片机，该数据为一个 电源正弦波周期和最大制动电流百分比的向量表，用于在电机停止时产生可随时间变化的 制动力矩。例如表2所示。
[0031] 表 2
[0032]电源相位采集电路用于采集三相电源的线电压并将其转换为方波信号传输给单 片机。单片机由此计算出三相电源的线电压的波形和频率，并由此决定可控硅触发的时机。
[0033]由于直流制动技术中，可控硅的触发时机与三相电源线电压的波形密切相关。在 电机正反转控制和制动中，可控硅的错误触发很可能引起三相电源的短路，导致可控硅的 烧毁。因此三相电源电压采集和分析至关重要。
[0034]图3为三相电源线电压采集电路，该电路采用高电流传输比的达林顿光耦采集线 电压，并将其转换为和正弦波相对应的方波。图中U、V、W为三相电的母线，Phasel和Phase2 为输入到单片机的方波信号。
[0035]图4为线电压采集电路的输入和输出的波形。在固态继电器通电时，单片机接收到 Phasel和Phase2的信号，据此计算出电源的频率。Phasel和Phase2的上升沿为可控娃的最 小触发角。单片机控制的触发电路在该位置触发可控硅，电机将获得最大制动电流。根据正 弦波的周期，相应的延迟触发可控硅，可减小可控硅的导通角，以达到降低制动电流的目 的。
[0036]传统的可控硅触发电路采用可控硅触发光耦或隔离变压器的控制模式来控制可 控硅。光耦触发又可分为非过零触发和过零触发两种。
[0037]图5为光耦触发电路，在该电路中，可控硅触发信号的电源来源于交流电，因此无 需为可控硅触发信号提供专门的电源。该电路的光耦分为过零触发光耦和非过零触发光 耦，过零触发光耦只能在交流电的过零点触发，因此可靠性高，但不能控制可控硅的导通 角。非过零触发光耦可以在交流电的任意位置触发，但由于在交流电压波形的峰值触发会 导致很高的瞬态触发电流，因此可靠性较差。
[0038]图6为隔离变压器触发电路，该电路可在交流电的任意位置触发，但由于触发端需 要专门的直流电源供电，因此控制电路的功耗较大。
[0039]图7为本发明固态继电器的可控硅触发电路，创新的采用了过零触发光耦和隔离 电源模块结合的模式，既保证了触发的可控性又保证了触发电路的功耗较低。
[0040]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，上述假设的这些 改进和变型也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种直流软制动型固态继电器，其特征在于:包括可控硅、可控硅触发电路、单片机、 电源相位采集电路、RS485通讯电路、模拟量调理电路、稳压电路； 所述电源相位采集电路用于采集三相电源的线电压并将其转换为方波信号传输给单 片机； 所述RS485通讯电路用于对单片机的参数进行设定及与外界的交互； 所述模拟量调理电路用于接收制动力调节信号，并将信号处理后输出至单片机； 所述单片机用于接收正反转控制信号、方波信号、处理后的制动力调节信号，并经处理 后输出至可控硅触发电路； 所述可控硅触发电路用于接收经单片机数据处理后的信号，并输出至可控硅； 所述可控硅用于驱动电机工作； 所述稳压电路为单片机提供电源。
【专利摘要】本发明公开了一种直流软制动型固态继电器，包括可控硅、可控硅触发电路、单片机、电源相位采集电路、RS485通讯电路、模拟量调理电路、稳压电路；电源相位采集电路用于采集三相电源的线电压并将其转换为方波信号传输给单片机；RS485通讯电路用于对单片机的参数进行设定及与外界的交互；模拟量调理电路用于接收制动力调节信号，并将信号处理后输出至单片机；单片机用于接收正反转控制信号、方波信号、处理后的制动力调节信号，并经处理后输出至可控硅触发电路；可控硅触发电路用于接收经单片机数据处理后的信号，并输出至可控硅；可控硅用于驱动电机工作；稳压电路为单片机提供电源。该直流软制动型固态继电器运行平稳、顺畅，且密封性能良好。
【IPC分类】H02P23/24, H02P3/24
【公开号】CN105450090
【申请号】CN201510981426
【发明人】徐征, 修红学, 胡耀德, 刘永泉
【申请人】特福隆（上海）科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月17日