专利名称：采用微机控制的电动机软启动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电动机控制装置技术领域，涉及一种用于保证中大功率电动机正常启动并安全运行的电动机启动装置。
电动机启动特别是中大功率电动机的启动问题，历来是业内有关人士及广大用户十分关注的问题。由于电动机的启动电流往往要十倍甚至十数倍于正常运转电流，这就要求输变电装置有更大的富裕资源，即便如此，仍将会明显地降低电网的质量(如电压的功率因数等)；对于大型电动机来说，直接启动非常容易使电机过热甚至烧毁，现实情况中由此而引发的电气火灾事件也并不鲜见。正因为此，几乎在大型电动机问世的同时，本领域随之就已提出了电机启动问题，并出现了相应的电机启动装置。
目前公知的电机启动装置主要分为两大类型一种是采用降压法的启动装置，另一种是变频启动装置。降压法包括电阻降压法、电抗降压法、调压降压法和斩波降压法等，这些方法比较共同的特点是耗能大、体积大、重量大、污染大(污染电网品质指标)、可靠度小；变频启动装置虽然是一种较新的产品，但大多数来自国外，价格昂贵、维修困难，所产生的电磁谐波和涡流对电网品质也会造成污染。
本实用新型的目的在于解决现有技术存在的问题，进而提供一种结构新颖、成本低、功能全且对电网无污染的采用微机控制的电动机软启动装置，该装置可适用于各类大型电动机安全启动并可靠运行。
为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的所提供的电动机软启动装置为一种接入在大型电机工作电源之间的智能化控制装置，它由电压采样器、电流采样器、温度采样器、A/D变换器、可编程中央处理器、数码显示器、灯光报警器、声言报警器和过零触发控制器组成，其中电压采样器、电流采样器以及温度采样器的信号输出端分别联接至A/D变换器之对应的输入端上，A/D变换器的输出端与可编程中央处理器的输入端联接，可编程中央处理器的对应输出端分别与数码显示器、灯光报警器、声言报警器和过零触发控制器的输入端联接。
该电动机软启动装置在设计过程中已通过可编程中央处理器的控制设计程序对电动机启动和运行过程中的各电气参数作出相应设置，这些参数包括诸如电动机启动初瞬的降压深度和其后恢复电压的时段数、时间间隔以及电压、电流、电机温升等安全运行参数，其限定量是根据电机的型式、功率和运行工况(环境温度、散热条件、启动负荷、运行周期等)经计算取得的，依照计算取得的数据编写程序控制注入到可编程中央处理器中，而后就可自动运行。再后如由于运行工况改变等原因而需要修改各电气参数限定量时，可通过装置键盘修改，从而给该装置注入新的控制参数和保护参数，当然这些新的参数值是以不超过电机允许极限数值为前提的。
实际工作中，电动机的启动是通过该装置的可编程中央处理器和过零触发控制器采用无斩波降压过零触发技术得以实施的，启动过程中无斩波，用可编程中央处理器控制启动初瞬的降压深度以及其后恢复电压时段数和间隔，直至恢复到满电压，使电动机启动平稳，不污染电网；在电动机运行过程中，该装置通过电压采样器、电流采样器和温度采样器等对电动机的运行状态进行实时监测监控，并以数码显示器显示电动机运行的电气参数；当电动机出现过载、过流、过温、缺相等参数超限故障时，该装置能立即发出灯光信号报警和声信号报警，此后如在规定时间内无人工排除故障以使其超限参数恢复正常的话，该装置将自动切断电机电源，实现对电动机启动和运行的全过程保护。
以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明。
图1为本实用新型的设计原理框图。
图2为本实用新型一个实施例结构的电气原理框图。
图3～图5为图2所示实施例结构的电路联线图，其中图3为电压采样器、电流采样器、温度采样器和A/D变换器结构部分的电路联线图，图4为数码显示器、灯光报警器、声言报警器和可编程中央处理器之第一CPU处理器结构部分的电路联线图，图5为可编程中央处理器之第二CPU处理器及过零触发控制器结构部分的电路联线图。
参见附图，本实用新型所述电动机软启动装置的主电路结构包括电压采样器1、电流采样器2、温度采样器3、A/D变换器4、可编程中央处理器5、数码显示器6、灯光报警器7、声言报警器8和过零触发控制器10等部分，装置中的可编程中央处理器5由两个串接使用的CPU处理器51、52组成，其中第一CPU处理器51的输入端与A/D变换器4的输出端联接，第二CPU处理器52的触发输出端与过零触发控制器10的输入端联接，数码显示器6、灯光报警器7和声言报警器8的输入端同时接在两CPU处理器51、52的各对应输出端上。图中标号9为输入键盘。
在由图3～图5给出的具体实施例结构中，A/D变换器4由型号为0809的集成芯片构成；电压采样器1由整流二极管D1～D4、滤波电路R1-C1-C2和电位器W1组成，其A、B、C三个相位输出端分别联至0809芯片的第26、27、28脚；电流采样器2由整流二极管D5～D8、滤波电路R2-C3-C4和电位器W2组成，其A、B、C三个相位输出端分别联至0809芯片的第1、2、3脚；温度采样器3由型号为LM324的电路芯片IC1、电阻R3和电位器W3组成，其两个输出端分别与0809芯片的第4脚和第5脚联通；两个CPU处理器51、52均由单片机89C51构成，其中第一CPU处理器51的第32～39脚依次与A/D变换器4的第21～18、8、15、14和17脚联接，其28脚与第二CPU处理器52的第12脚联接；数码显示器6由型号为GBS0522SP的集成芯片构成，其四个输入端分别接至第一CPU处理器51的第10、11、16、17脚和第二CPU处理器52的第10、11、27、28脚；灯光报警器7由一组并联的发光二极管构成，其输入端分别接在第一CPU处理器51的第21～26脚和第二CPU处理器52的第1～6脚上；声言报警器8由型号同为LM324的电路芯片IC2、IC3、扬声器Y1、Y2、继电器J1和二极管D9组成，其两个触发输入端依次接通第一CPU处理器51的第14、15脚；过零触发控制器10由若干只并联的可控硅管构成，它的触发输入信号由第二CPU处理器52的第15脚提供。
具体实施中，本实用新型所述装置的制作安装工艺和元件布局立意于使其做为一个完整测控保护单位嵌入大型电动机已有的专用配电柜内，为此该装置产品可采用整机一体化的设计安装工艺，即将该装置之各组成元器件集中安装在一个小体积金属箱盒内，产品置于电机配电柜后，不仅能方便操作管理、减少占地，更能减少连线、降低费用，还能使部分元器件共享共用。同样基于上述立意，本装置设计制作中采用PC机箱和开关电源，几乎没有采用电感性元件以减少电磁干扰，机内元器件布局充分考虑到发热器器件尽量远离热敏元件设置，同时在适当位置安装仪表风扇用以强制风冷或引导散热风向。
权利要求1.一种采用微机控制的电动机软启动装置，其特征在于它由电压采样器(1)、电流采样器(2)、温度采样器(3)、A/D变换器(4)、可编程中央处理器(5)、数码显示器(6)、灯光报警器(7)、声言报警器(8)和过零触发控制器(10)组成，电压采样器(1)、电流采样器(2)和温度采样器(3)的信号输出端分别联接至A/D变换器(4)对应的输入端上，A/D变换器(4)的输出端与可编程中央处理器(5)的输入端联接，可编程中央处理器(5)的对应输出端分别与数码显示器(6)、灯光报警器(7)、声言报警器(8)和过零触发控制器(10)的输入端联接。
2.如权利要求1所述的电动机软启动装置，其特征在于可编程中央处理器(5)由两个串接使用的CPU处理器(51、52)组成，其中第一CPU处理器(51)的输入端与A/D变换器(4)的输出端联接，第二CPU处理器(52)的触发输出端与过零触发控制器(10)的输入端联接，数码显示器(6)、灯光报警器(7)和声言报警器(8)的输入端同时接在两CPU处理器(51、52)的各对应输出端上。
专利摘要本实用新型为一种可用于保证电动机正常启动并安全运行的智能化控制装置,它由电压采样器、电流采样器、温度采样器、A/D变换器、可编程中央处理器、数码显示器、灯光及声言报警器和过零触发控制器组成。工作时,该装置通过中央处理器采用过零触发技术控制电机平稳启动,启动过程中无斩波、不污染电网;电机运行时,该装置可通过各采样器对电动机的运行状态进行实时测控;当出现过载、过流等电气参数超限故障时,该装置将立即发出信号报警并自动切断电机电源,实现对电动机启动和运行的全过程保护。
文档编号G06F13/10GK2501112SQ0124701
公开日2002年7月17日 申请日期2001年9月6日 优先权日2001年9月6日
发明者王秀芬, 刘凤琴 申请人:王秀芬, 刘凤琴