专利名称：用于调节电机功率的闭环控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种闭环控制系统，尤其是一种用于调节电机功率的闭环控制系统。
背景技术：
目前，市场上出现的电机在使用中其各项性能指标容易受到电压波动或负载变化 的影响。当电压偏低或负载过高时，电机的各项性能指标容易比额定性能低；当电压偏高或 负载偏低时，电机的各项性能指标容易比额定性能高，这就造成了电机在工作时性能与运 行状态不稳定，而电机为了保证其稳定的运行状态便需要大幅度提高能耗，其缺点是会严 重影响到电机的工作质量，另外还会降低电机本身的使用寿命。
实用新型内容针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种不但可以对电机起到降压 节能效果，还可以使电机始终保持在最佳运行状态的一种用于调节电机功率的闭环控制系 统。为实现上述目的，本实用新型提供一种用于调节电机功率的闭环控制系统，三相 电源的输出端分别与脉宽控制斩波触发电路模块以及触发电路模块的输入端相连接，所述 脉宽控制斩波触发电路模块的输出端分别与被控电机以及功率检测装置的输入端相连接， 所述功率检测装置的输出端依次与外部光源以及模糊控制装置的输入端相连接，所述模糊 控制装置的输出端依次与所述触发电路模块以及所述脉宽控制斩波触发电路模块的输入 端相连接。所述三相电源将同步信号发送到所述触发电路模块内部。所述功率检测装置将功率因数发送到所述外部光源内部。所述脉宽控制斩波触发电路模块由电源、斩波器、电动机、电压检测模块、电流检 测模块、脉冲触发器、单片机、键盘以及显示单元构成，所述电源的输出端分别与所述斩波 器以及所述电压检测模块的输入端相连接，所述斩波器的输出端分别与所述电动机以及所 述电流检测模块的输入端相连接，所述电压检测模块与所述电流检测模块的输出端均与所 述单片机的输入端相连接，所述键盘以及所述显示单元的输出端依次与所述单片机与所述 脉冲解发器的输入端相连接。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点本实用新型提供的用于调节电机功率的闭环控制系统，三相电源的输出端分别与 脉宽控制斩波触发电路模块以及触发电路模块的输入端相连接，脉宽控制斩波触发电路模 块的输出端分别与被控电机以及功率检测装置的输入端相连接，功率检测装置的输出端依 次与外部光源以及模糊控制装置的输入端相连接，模糊控制装置的输出端依次与触发电路 模块以及脉宽控制斩波触发电路模块的输入端相连接，三相电源将同步信号发送到触发电 路模块内部，功率检测装置将功率因数发送到外部光源内部。本实用新型稳定性能好，通过对电机的电压与电流的过零点进行检测，计算出异步电机的功率因数角，经过模糊控制装置进行处理，通过控制触发脉冲来控制电机转速以达到降压节能的效果，还可以使电机始 终保持在最佳运行状态。
图1为本实用新型的结构框图；图2为图1的实施例结构框图；图3为本实用新型脉宽控制斩波触发电路模块的结构框图；图4为图3中电流检测模块的电路图；图5为图3中电压检测模块的电路图；图6为本实用新型功率检测装置的电路图。主要元件符号说明如下1三相电源2脉宽控制斩波触发电路模块 3电机4触发电路模块 5功率检测装置6模糊控制装置7光源8电源9斩波器10电动机11电压检测模块12脉冲触发器13电流检测模块 14单片机15键盘16液晶显示单元 17同步信号18功率因数19给定值
具体实施方式
为了更清楚的表述本实用新型，
以下结合附图对本实用新型作进一步的描述。如图1至图3所示，本实用新型提供一种用于调节电机功率的闭环控制系统，三相 电源1的输出端分别与脉宽控制斩波触发电路模块2以及触发电路模块4的输入端相连 接，脉宽控制斩波触发电路模块2的输出端分别与被控电机3以及功率检测装置5的输入 端相连接，功率检测装置5的输出端依次与光源7中的负极端以及模糊控制装置6的输入 端相连接，模糊控制装置6的输出端依次与触发电路模块4以及脉宽控制斩波触发电路模 块2的输入端相连接。另外，光源7中正极端的输入端还与给定值19的输出端相连接。三 相电源1将同步信号17发送到触发电路模块4的内部，功率检测装置5将功率因数18发 送到光源中负极端的内部。脉宽控制斩波触发电路模块由电源8、斩波器9、电动机10、电压检测模块11、电流 检测模块13、脉冲触发器12、单片机14、键盘15以及液晶显示单元16构成，其中，电源8的 输出端分别与斩波器9以及电压检测模块11的输入端相连接，斩波器9的输出端分别与电 动机10以及电流检测模块13的输入端相连接，电压检测模块11与电流检测模块13的输 出端均与单片机14的输入端相连接，键盘15以及液晶显示单元16的输出端依次与单片机 14与脉冲触发器12的输入端相连接。如图4所示，通过互感器Ll输出0_5mA的交流电，当电流突然增大时，电流互感器 输出电流也随之增大，经过全桥整流、电流一电压转换、低通滤波，得到直流电压信号。这样 在过零点时，ZD端输出一个高电平，使主控制芯片触发一个中断，即检测到电流过零信号。[0028]如图5所示，过零检测电路首先检测到AC220V的过零点，产生过零中断；然后，在 中断处理子程序中，打开定时器功能，然后由CPU产生一个触发脉冲。此时可以进行算法的 设计，这样，通过定时器的定时长度的改变可以控制AC220V在每半个周期内的导通时间， 从而控制电动机。如图6所示，功率因数检测装置主要是对电机相电压和相电流的过零点进行检 测，节能控制中，对功率因数角的检测是实现调压节能的关键，通过判断功率因数角的大 小，可以通过控制电压来实现斩波器脉冲宽度的调节。因异步电动机为感性负载，当电压过 零后尚需一个延迟角电流才过零，其夹角即为功率因数角。电压过零检测就是把输入电压 转换成同相位的矩形波，送入CPU的高速输入端，此矩形波的下降沿既是触发脉冲的基准 信号，又可作为微处理器软件定时器的开始信号。电流过零检测是把由电流信号由互感器 采集处理后转换成矩形波，然后送入微处理器的高速输入端，并由记录的电压和电流过零 时间得到一个功率因数角。电压和电流采样电路如下图电压、电流过零检测电路图所示，以 A相为例，对A相电压采样，相电压通过Vl、V2稳压，进入比较器与地进行比较.若是在波形 的正半周，则比较器输出高电平1 ；若是在负半周，则输出比较器为低电平0。在输出信号为 高时，使光偶导通，进入CPU高速输入1的信号就为高电平，这样实现电压过零点检测.对 电流信号 的检测是对斩波器两端电流信号的检测，通过一个电流互感器对电流信号进行采 样，通过比较器把电流过零点的相位信息转换成方波信号后，送入CPU高速输入2，实现电 流过零检测。本实用新型通过检测同步信号，在过零点时产生中断信号，计时开始；功率检测装 置记下电压电流的过零点，得到电机的功率因数角，同时计算出功率因数角的变化率，传递 给模糊控制装置，模糊控制装置进行模糊运算得到触发角，计时结束，得到一个时间偏差， 即触发时间，然后通过触发电路模块触发斩波器，利用先进的脉宽调制技术对工频电源进 行逆变后，调节供电频率，直接驱动电机并进行调速，以最适宜的转速转矩给流体设备提供 动力。控制过程中，通过对异步电机相电压与相电流的过零点进行检测，计算出异步电机的 功率因数角，经过模糊控制器进行处理，通过脉宽调制技术调节供电频率来控制电机转速 以达到降压节能的目的。以上公开的仅为本实用新型的几个具体实例，但是，本实用新型并非局限于此，任 何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
权利要求一种用于调节电机功率的闭环控制系统，其特征在于，三相电源的输出端分别与脉宽控制斩波触发电路模块以及触发电路模块的输入端相连接，所述脉宽控制斩波触发电路模块的输出端分别与被控电机以及功率检测装置的输入端相连接，所述功率检测装置的输出端依次与外部光源以及模糊控制装置的输入端相连接，所述模糊控制装置的输出端依次与所述触发电路模块以及所述脉宽控制斩波触发电路模块的输入端相连接。
2.如权利要求1所述的一种用于调节电机功率的闭环控制系统，其特征在于，所述三 相电源将同步信号发送到所述触发电路模块内部。
3.如权利要求1所述的一种用于调节电机功率的闭环控制系统，其特征在于，所述功 率检测装置将功率因数发送到所述外部光源内部。
4.如权利要求1或3所述的一种用于调节电机功率的闭环控制系统，其特征在于，所述 脉宽控制斩波触发电路模块由电源、斩波器、电动机、电压检测模块、电流检测模块、脉冲触 发器、单片机、键盘以及显示单元构成，所述电源的输出端分别与所述斩波器以及所述电压 检测模块的输入端相连接，所述斩波器的输出端分别与所述电动机以及所述电流检测模块 的输入端相连接，所述电压检测模块与所述电流检测模块的输出端均与所述单片机的输入 端相连接，所述键盘以及所述显示单元的输出端依次与所述单片机与所述脉冲解发器的输 入端相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种用于调节电机功率的闭环控制系统，三相电源的分别与脉宽控制斩波触发电路模块以及触发电路模块的相连接，脉宽控制斩波触发电路模块的分别与被控电机以及功率检测装置的相连接，功率检测装置的依次与外部光源以及模糊控制装置的相连接，模糊控制装置的依次与触发电路模块以及脉宽控制斩波触发电路模块的相连接，三相电源将同步信号发送到触发电路模块内部，功率检测装置将功率因数发送到外部光源内部。本实用新型通过对电机的电压与电流的过零点进行检测，计算出异步电机的供电频率，经过模糊控制装置进行处理，通过控制触发脉冲来控制电机转速以达到降压节能的目的，使电机中的各性能指标始终保持稳定。
文档编号H02P27/08GK201656913SQ20102018728
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者刘跃兵, 方维 申请人:刘跃兵