专利名称：一种三相交流电机正反转控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动化控制技术，尤其涉及一种电机正反转控制器。
技术背景三相交流电机正反转的实现，是通过改变三相电机负载中任意两相电源的 相序来实现的。现有技术中 一种常见的三相交流电机正反转控制器为固体开 关，固体开关具有体积小、无触点、工作可靠等优点，但容易造成电源相与相 之间的短路事故。现有技术中另 一种常见的三相交流电机正反转控制器为交流 接触器，交流接触器具有结构简单、维修方便、成本低等优点，但会产生触点 电弧火花，且触点容易损坏，环境适应性差。请参阅图1,该图为现有技术三相交流电机正反转固体开关输出部分的电路原理图，使用中，固体开关的A、 B、 C端连接三相交流电源，A'、 B'、 C'端 连接三相交流电机。正常工作状态下，电机正转时，功率器件V1、 V2、 V3导 通，V4、 V5截止，A与A'接通、B与B'接通、C与C'接通、B与C'关断、C与B' 关断，电机与A-B-C相序电源连接；电机反转时，功率器件V1、 V4、 V5导通， V2、 V3截止，A与A'接通、B与C'4妾通、C与B'接通、B与B'关断、C与C'关断， 电机与A-C-B相序电源连接。在实际工作中，当电源电压发生突变时，如其电压上升率dv/dt值过大，或电机负载带来的过电压都可能导致固体开关中的功率器件的误导通，从而造成 对电机正反转的控制失败。即在图1中，电机正转时A与A'接通、B与B'接通、 C与C'接通，此时如果V4或V5误导通，会使B与C'或C与B'接通，最终导致三相 交流电源B相和C相的短路。同理，电机反转时A与A'接通、B与C'接通、C与B'接通，此时如果V2或V3误导通，会使B与B'或C与C'接通，最终也会导致三相 交流电源B相与C相的短^各。实用新型内容本实用新型提供一种三相交流电机正反转控制器，用以解决现有技术中使 用固体开关进行电机正反转控制时，若电源电压发生突变或电机负载带来过电 压，容易导致电源相与相之间的短路的问题。一种三相交流电机正反转控制器，所述控制器具有A、 B、 C和A'、 B'、 C' 六个接线端，A、 B、 C端与三相交流电源连接，A'、 B'、 C'端与三相交流电机 连接，所述控制器包括正转延时控制电路、第一继电器、反转延时控制电路和 第二继电器，其中第一继电器的两个触点分别串联在B与B'之间，以及C与C' 之间，第二继电器的两个触点分别串联在B与C'之间，以及C与B'之间；当控制器被施加正转控制信号时，正转延时控制电路控制第一继电器的两 个触点闭合，并在延时设定时长后，使A与A'导通，B与B'导通，C与C'导 通，三相交流电才几正转；当控制器被施加反转控制信号时，反转延时控制电路控制第二继电器的两 个触点闭合，并在延时设定时长后，使A与A'导通，B与C'导通，C与B'导 通，三相交流电4几反转。较佳的，所述正转延时控制电路中包括第一电容和第二电容，当收到正转 控制信号时，第一电容和第二电容充电，其中第一电容的充电时长小于第二电 容的充电时长，第一电容充电完毕后，第一继电器的两个触点闭合，第二电容 充电完毕后，A与A'导通，B与B'导通，C与C'导通。较佳的，当去除正转控制信号时，第一电容和第二电容放电，其中第一电 容的放电时长大于第二电容的放电时长，第二电容放电完毕后，A与A'断开， B与B'断开，C与C'断开，第一电容放电完毕后，第一继电器的两个触点断开。较佳的，当控制器^皮施加正转控制信号时，第二继电器的两个触点处于断开状态，B与C'处于断开状态，C与B'处于断开状态。较佳的，所述反转延时控制电路中包括第三电容和第四电容，当收到反转 控制信号时，第三电容和第四电容充电，其中第三电容的充电时长小于第四电 容的充电时长，第三电容充电完毕后，第二继电器的两个触点闭合，第四电容 充电完毕后，A与A'导通，B与C'导通，C与B'导通。较佳的，当去除反转控制信号时，第三电容和第四电容放电，其中第三电 容的放电时长大于第四电容的放电时长，第四电容;^文电完毕后，A与A'断开， B与C'断开，C与B'断开，第三电容放电完毕后，第二继电器的两个触点断开。较佳的，当控制器被施加正转控制信号时，第二继电器的两个触点处于断 开状态，B与C'处于断开状态，C与B'处于断开状态。本实用新型的三相交流电机正反转控制器将固体开关与电磁继电器有效 的结合在一起，既弥补了半导体功率器件的不足，又利用了电磁继电器物理隔 离的优势，彻底解决了固体开关产生的电源相与相之间短路问题，以及触点开 关产生的电弧火花问题，增强了产品的可靠性，可广泛用于交流电机正反转的 控制。
图1为现有技术三相交流电机正反转固体开关输出部分的电路原理图； 图2为本实用新型三相交流电机正反转控制器的电路原理图。
具体实施方式
本实用新型的电路设计采用了机电结合的方式，将电磁继电器与固体开关 相串联，在输出电路部分串联上了电磁继电器的触点开关，通过延时控制电路 来实现半导体功率器件和电磁继电器触点的通、断顺序，有效解决了三相交流 电机正反转过程中电源相与相之间的短路问题，从而避免了控制电机正反转失 效现象。请参阅图2 ，该图为本实用新型三相交流电机正反转控制器的电路原理图， 所述控制器具有A、 B、 C和A'、 B'、 C'六个"^妾线端，A、 B、 C端与三相交流电 源连接，A'、 B'、 C'端与三相交流电机连接，控制器包括正转延时控制电路、 第一继电器、反转延时控制电路和第二继电器，其中第一继电器的两个触点分 别串联在B与B'之间，以及C与C'之间，第二继电器的两个触点分别串联在B与 C'之间，以及C与B'之间，其中正转及反转延时控制电路主要由六反向器D1、 D2和RC电路构成，用来实现电磁继电器与功率器件(固体开关)的接通、关 断顺序，保证电机工作的可靠性。当控制器被施加正转控制信号时，高电平经R1和R2给C1充电，充电时间 为tl,同时高电平经R3和R4给C2充电，充电时间为t2，其中tl〈t2，例如tl和t2 可分别为tl = (Rl+R2) xci=0.8s t2 = ( R3+R4 ) x C2= 2.7s由于充电时间tl〈t2,因此三极管V5比三极管V6先导通，从而保证了第一 继电器的两组触点J1-1、 Jl-2先闭合，经过一定的延时后V6导通，使Vll、 V12、 V13导通，从而推动功率器件V16、 V17、 V18导通，使得A与A'接通、B与B' 接通、C与C'接通，三相交流电机与A-B-C相序电源连接，三相交流电机正转。 当控制器被去除正转控制信号时，C1经R2和V3放电，放电时间为tl', C2 经R4和V4放电，放电时间为t2'，其中，tl'>t2'，例如tl'和t2'可分别为 tl'=R2xCl=0.12s t2'=R4 x C2= 0.1ms由于放电时间上t2'〈tl',因此V6比V5先截止，从而使得功率器件V16、 V17、 V18先关断，第一继电器的两组触点J1-1、 Jl-2经过一段时间的延时后再 关断，保证了第一继电器J1的两组触点J1-1、 Jl-2始终在没有电流的状态下闭 合和断开，保证了电磁继电器与功率器件的接通与关断顺序。当控制器被施加正转控制信号时，正转控制信号通过二极管V2、反相器D2后，使反转延时控制电路输出低电平，V9、 VIO、 V14、 V15截止，第二继 电器的两组触点J2-l和J2-2，以及V19与V20均处于关断状态，因此反转延时控 制电路不工作，电机处于正转工作状态。由于电机正转时第二继电器J2的两组 触点J2-1、 J2-2均保持在断开状态，所以即使存在功率器件V19、 V20的误导通 现象，也不会出现三相交流电源B相和C相的短路问题。当控制器被施加反转控制信号时，高电平经R5和R6给C3充电，充电时间 为t3，同时高电平经R7和R8给C4充电，充电时间为t4， t3<t4，例如t3和t4可分别为t3 = 0.8s t4 =2.7s由于充电时间t3〈t4，因此三极管V9比三极管V10先导通，V9导通使得J2 的两组触点J2-1、 J2-2闭合，经过一定的延时后V10导通，4吏V11、 V14、 V15 导通，从而推动功率器件V16、 V19、 V20导通，使得A与A接通、B与C接通、 C与B'接通，三相交流电机与A-C-B相序电源接通，三相交流电机反转。当控制器被去除反转控制信号时，C3经R6和V7放电，放电时间为t3'; C4 经R8和V8放电，放电时间为t4', t3'>t4'，例如t3'和t4'可分别为t3'=0.12st4'=0. lms由于^L电时间上t4'〈t3'，因此V10比V9先截止，乂人而佳J寻功率器件V16、 V19、 V20先关断，第二继电器的两组触点J2-1、 J2-2经过一段时间的延时后再 关断，保证了第二继电器J2的两组触点J2-1、 J2-2始终在没有电流的状态下闭 合和断开，保证了电磁继电器与功率器件的接通与关断顺序。当控制器被施加反转控制信号时，反转控制信号通过二极管V1、反相器 Dl后，使正转延时控制电路输出低电平，V5、 V6、 V12、 V13截止，第一继 电器的两组触点Jl-l和Jl-2，以及V17与V18均处于关断状态，正转控制电路不 工作，电机处于反转工作状态。由于电机反转时电磁继电器J1的两组触点J1-1、 Jl-2均保持在断开状态，所以即使存在功率器件V17、 V18的误导通现象，也不会出现三相交流电源B相与C相的短路问题。当正转控制信号转为反转控制信号时，tr<t3,使电》兹继电器Ji的两组触点J1-1、 Jl-2先断开，而J2的两组触点J2-1、 J2-2经过一定的延时后再闭合，保 证了电机从正转转为反转；当反转控制信号转为正转控制信号时，t3'〈tl，使 电》兹继电器J2的两组触点J2-1、 J2-2先断开，而J1的两组触点J1-1、 Jl-2经过一 定的延时后再闭合，从而保证了电机从反转转为正转。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离 本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实 用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动 和变型在内。
权利要求1、一种三相交流电机正反转控制器，所述控制器具有A、B、C和A′、B′、C′六个接线端，A、B、C端与三相交流电源连接，A′、B′、C′端与三相交流电机连接，其特征在于，所述控制器包括正转延时控制电路、第一继电器、反转延时控制电路和第二继电器，其中第一继电器的两个触点分别串联在B与B′之间，以及C与C′之间，第二继电器的两个触点分别串联在B与C′之间，以及C与B′之间；当控制器被施加正转控制信号时，正转延时控制电路控制第一继电器的两个触点闭合，并在延时设定时长后，使A与A′导通，B与B′导通，C与C′导通，三相交流电机正转；当控制器被施加反转控制信号时，反转延时控制电路控制第二继电器的两个触点闭合，并在延时设定时长后，使A与A′导通，B与C′导通，C与B′导通，三相交流电机反转。
2、 如权利要求1所述的三相交流电机正反转控制器，其特征在于，所述 正转延时控制电路中包括第一电容和第二电容，当收到正转控制信号时，第一 电容和第二电容充电，其中第一电容的充电时长小于第二电容的充电时长，第 一电容充电完毕后，第一继电器的两个触点闭合，第二电容充电完毕后，A与 A'导通，B与B'导通，C与C'导通。
3、 如权利要求2所述的三相交流电机正反转控制器，其特征在于，当去 除正转控制信号时，第一电容和第二电容放电，其中第一电容的放电时长大于 第二电容的放电时长，第二电容放电完毕后，A与A'断开，B与B'断开，C 与C'断开，第一电容放电完毕后，第一继电器的两个触点断开。
4、 如权利要求2所述的三相交流电机正反转控制器，其特征在于，当控 制器被施加正转控制信号时，第二继电器的两个触点处于断开状态，B与C' 处于断开状态，C与B'处于断开状态。
5、 如权利要求1所述的三相交流电机正反转控制器，其特征在于，所述 反转延时控制电路中包括第三电容和第四电容，当收到反转控制信号时，第三 电容和第四电容充电，其中第三电容的充电时长小于第四电容的充电时长，第三电容充电完毕后，第二继电器的两个触点闭合，第四电容充电完毕后，A与 A'导通，B与C'导通，C与B'导通。
6、 如权利要求5所述的三相交流电机正反转控制器，其特征在于，当去 除反转控制信号时，第三电容和第四电容放电，其中第三电容的放电时长大于 第四电容的放电时长，第四电容放电完毕后，A与A'断开，B与C'断开，C 与B'断开，第三电容放电完毕后，第二继电器的两个触点断开。
7、 如权利要求5所述的三相交流电机正反转控制器，其特征在于，当控 制器被施加正转控制信号时，第二继电器的两个触点处于断开状态，B与C' 处于断开状态，C与B'处于断开状态。
专利摘要本实用新型公开了一种三相交流电机正反转控制器，所述控制器的A、B、C端与三相交流电源连接，A′、B′、C′端与三相交流电机连接，其包括正转延时控制电路、第一继电器、反转延时控制电路和第二继电器，当控制器被施加正转控制信号时，正转延时控制电路控制第一继电器的两个触点闭合，并在延时设定时长后，使A与A′导通，B与B′导通，C与C′导通；当控制器被施加反转控制信号时，反转延时控制电路控制第二继电器的两个触点闭合，并在延时设定时长后，使A与A′导通，B与C′导通，C与B′导通。本实用新型解决了固体开关产生的电源相与相之间短路问题，以及触点开关产生的电弧火花问题，增强了产品的可靠性。
文档编号H02P1/40GK201118493SQ20072030584
公开日2008年9月17日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者刘秀梅, 奎 徐, 马玉梅, 鲁玉玲 申请人:中国电子科技集团公司第四十研究所