一种异步电动机轻载节能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及节能技术领域，尤其是涉及一种异步电动机轻载节能控制系统。
【背景技术】
[0002]电动机，特别是三相异步电动机是现代工农业生产的主要动力设备，统计表明世界各国电动机的用电量占总发电量的50 %?60 %，因此，电动机及其拖动系统的节能具有十分重要的意义。由于电动机的效率与负载的大小有关，当电动机在额定负载附近运行时，其效率和功率因数都较高，但当负载系数较低时，其效率和功率因数都将急骤降低。据统计资料表明，我国中小型异步电动机大部分平均负载率在20 %?65 %之间，特别是机械、纺织等行业情况更为严重，造成电动机运行电能损耗大，效率普遍较低，不利于节电节能。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种异步电动机轻载节能控制系统，本实用新型采用单片机控制的轻载调压节电器，可以根据实际负载的大小来调节电动机的供电电压，使电动机始终运行在最佳效率状态下，因而节能效果显著。同时还可以将软起动和过载、短路、漏电等保护措施融于一体。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种异步电动机轻载节能控制系统，其特征在于:包括单片机控制电路和与单片机控制电路输入端连接的第一 A/D转换模块、相位检测模块和第二 A/D转换模块，所述第一 A/D转换模块输入端与电压检测模块连接，所述第二 A/D转换模块输入端与电流检测模块连接，所述相位检测模块输入端与电压检测模块、电流检测模块连接，所述电压检测模块输入端接市电三相线，所述电流检测模块输入端接市电三相线其中两相，所述单片机控制电路输出端与驱动电路和报警与显示电路连接，所述驱动电路输出端与晶闸管连接，所述晶闸管连接市电三相线，所述晶闸管与电动机连接。
[0005]上述的一种异步电动机轻载节能控制系统，其特征在于:所述驱动电路包括光电耦合器TTL113和与其输出端连接的三极管二级放大电路，所述三极管二级放大电路与变压器初级连接，所述变压器次级与二极管构成的半波整流电路连接，所述半波整流电路输出端与电阻、电容组成的RC低通滤波电路连接，所述RC低通滤波电路与用于触发晶闸管
(8)的触发模块连接。
[0006]上述的一种异步电动机轻载节能控制系统，其特征在于:所述晶闸管为双向晶闸管。
[0007]上述的一种异步电动机轻载节能控制系统，其特征在于:所述电流检测模块包括电流互感器和与电流互感器输出端连接的全波整流滤波电路，所述整流滤波电路分两路输出，两路输出均与运算放大电路连接。
[0008]上述的一种异步电动机轻载节能控制系统，其特征在于:所述电压检测模块包括电压互感器，所述电压互感器分三路输出，每一路输出接两级RC低通滤波电路，所述每一路RC低通滤波电路分别与基于LM339的三路电压过零比较电路连接，其中两路电压过零比较电路的输出端分别与第一或门芯片74ALS86的两输入端连接，剩余一路电压过零比较电路的输出端与第二或门芯片74ALS86 —个输入端连接，所述第一或门芯片74ALS86的输出端与第二或门芯片74ALS86另一个输入端连接，所述第二或门芯片74ALS86输出端第三或门芯片74ALS86的一个输入端连接，所述第二或门芯片74ALS86输出端还通过RC串联陷波电路与第三或门芯片74ALS86连接。
[0009]上述的一种异步电动机轻载节能控制系统，其特征在于:所述双向晶闸管与电阻和电容串联组成的阻容吸收回路并联。
[0010]上述的一种异步电动机轻载节能控制系统，其特征在于:所述双向晶闸管还与RMlO型无填充熔断器串联连接。
[0011]上述的一种异步电动机轻载节能控制系统，其特征在于:所述第一 A/D转换模块、第二 A/D转换模块均为AD0809模数转换芯片。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]本实用新型采用单片机控制的轻载调压节电器，可以根据实际负载的大小来调节电动机的供电电压，使电动机始终运行在最佳效率状态下，因而节能效果显著。同时还可以将软起动和过载、短路、漏电等保护措施融于一体。
[0014]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的总体结构框图；
[0016]图2为本实用新型的光电耦合驱动电路电路原理图；
[0017]图3为本实用新型的电流检测模块电路电路原理图；
[0018]图4为本实用新型的电压检测模块电路电路原理图；
[0019]图5为本实用新型的晶闸管阻容吸收保护回路电路原理图；
[0020]图6为本实用新型的晶闸管快速熔断器保护电路电路原理图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，一种异步电动机轻载节能控制系统，其特征在于:包括单片机控制电路I和与单片机控制电路I输入端连接的第一 A/D转换模块2、相位检测模块4和第二 A/D转换模块5，所述第一 A/D转换模块2输入端与电压检测模块3连接，所述第二 A/D转换模块5输入端与电流检测模块6连接，所述相位检测模块4输入端与电压检测模块3、电流检测模块6连接，所述电压检测模块3输入端接市电三相线，所述电流检测模块6输入端接市电三相线其中两相，所述单片机控制电路I输出端与驱动电路7和报警与显示电路10连接，所述驱动电路7输出端与晶闸管8连接，所述晶闸管8连接市电三相线，所述晶闸管8与电动机9连接。
[0022]如图2所示，所述驱动电路7包括光电耦合器TTL113和与其输出端连接的三极管二级放大电路，所述三极管二级放大电路与变压器初级连接，所述变压器次级与二极管构成的半波整流电路连接，所述半波整流电路输出端与电阻、电容组成的RC低通滤波电路连接，所述RC低通滤波电路与用于触发晶闸管8的触发模块连接。
[0023]传统的电力电子器件(如晶闸管、电力晶体管、M0SFET、IGBT等)的驱动方法是采用脉冲变压器，但是脉冲变压器存在一定的漏感，这样使输出脉冲陡度受到限制，同时其绕组寄生电感和电容使脉冲前后沿出现振荡，对功率管不利。另外脉冲变压器在传输宽脉冲时容易出现铁心饱和，其共模抑制比较低。
[0024]本实施例采用数字光电耦合器则不存在这些问题。高性能的数字光耦原副边采用法拉第屏蔽进行去耦，因此，抗共模干扰能力极强，可以有效地抑制来自功率电路的干扰信号。其次，光耦的隔离电压很高，因此，数字光耦能直接驱动IGBT和MOSFET等电压控制器件，从而极大地简化了以往繁琐的驱动电路，提高了电源的可靠性。同时采用光耦作为驱动元件来代替专用的驱动集成电路还可以在保证实现同等功能的条件下有效地降低成本。实际上，用于这方面的光耦比较多，在电源技术中，可利用这个控制量去调节功率管驱动波形的占空比(PffM型)或控制角(移相型)，从而实现稳压或稳流输出。由于功率与控制部分应该在电源中进行电气隔离。但当输出量变化很大时，由于光耦内部光电三极管的非线性特性，普通单光耦便不合适了，较理想的方法是采用线性光耦反馈。
[0025]图2所示是一个利用一个普通单光耦代替线性光耦来改善非线性失真特性的应用电路，该电路可以取得较好的线性效果。要保证图2所示电路的线性特性，TTL113集成在一个芯片内的光耦器件，另外，还在这个电路的前级及后级附加运放，并利用运放来加强放大作用，电阻和二极管用来以稳定放大倍数，阻容滤波进一步减小非线性失真。这样，可以取得相当好的效果。单片机发出的控制信号，经过光耦合作用放大成直流5V的信号后作用在晶闸管的触发电路的控制电压端。触发模块发出触发信号控制晶闸管的导通，从而控制加在电动机两端的电压
[0026]本实施例中，所述电流检测模块6包括电流互感器和与电流互感器输出端连接的全波整流滤波电路，所述整流滤波电路分两路输出，两路输出均与运算放大电路连接。
[0027]电流检测模块6的电路原理图如图3所示，如图，经过电流互感器的作用将得到小电流，在经过整流桥的作用将检测信号变