专利名称：电机节能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型电机拖动技术装置，具体涉及一种电机节能控制器。 技术背景对于电机节能控制器，较早期的技术中有集成电路实现的方案，如1997年的专利 95211085. 7，最近的技术有采用大规模单片机或DSP (数字信号处理器)实现的方案，如专 利CN200720006882. 8。总的来说，现有方案电路结构复杂，控制精度也不高，反应速度也不 高，功耗大，主要缺点在于技术实现上；采用大规模单片机或DSP的技术方案，技术实现性 能优越，但是功耗照样大、造价很高。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提出一种电机节能控制器，该电机节能控制器 节能效果好、运行稳定。本实用新型的技术解决方案如下一种电机节能控制器，其特征在于，包括微处理器、电流采样电路、电压采样电路、 电流过零检测电路和电压过零检测电路；所述的微处理器的3个输出端作为用于给三相异 步电机主供电电路上的三个晶闸管提供触发脉冲的脉冲输出端口 ；电流采样电路、电压采 样电路、电流过零检测电路和电压过零检测电路的输出端均与微处理器连接。所述的电流采样电路由电流互感器及运算放大器构成，所述的微处理器采用 MSP430F5418 芯片。有益效果相比于现有技术，本实用新型具有以下优点1)本实用新型采用美国TI公司微功耗单片机MSP430F5418，其内部及外围功能强 大，精简了电机节能控制器的结构设计，产品成本低廉。2)整机控制功耗不大于1W，因此产品自身损耗功率极低。3)采样测量采用软件完成，无需硬件调校，排除了产品运行过程中因元器件老化、 温度变化造成的“零飘”的问题，因此测量数据准确。
图1为电机节能控制器的总体原理框图；图2为电压采样电路的原理图；图3为电流过零检测电路的原理图。
具体实施方式
以下将结合图和具体实施过程对本实用新型做进一步详细说明实施例1
3[0017]如图1-3，一种电机节能控制器，包括微处理器、电流采样电路、电压采样电路、电 流过零检测电路和电压过零检测电路；所述的微处理器的3个输出端作为用于给三相异步 电机主供电电路上的三个晶闸管提供触发脉冲的脉冲输出端口 ；电流采样电路、电压采样 电路、电流过零检测电路和电压过零检测电路的输出端均与微处理器连接。所述的电流采样电路由电流互感器及运算放大器构成，所述的微处理器采用 MSP430F5418 芯片。本实施例为采用美国TI公司低功耗高集成单片机MSP430F5418为核心设计的多 功能电机节能控制器，它由电流互感器CT1、CT2和CT3、电流采样电路、电压采样电路、电压 过零检测电路、电流过零信号检测电路、电源供电电路、可控硅驱动控制电路、外空起动控 制电路、外空旁路控制电路、运行参数设置电路、可控硅等电路组成，见图1。节能控制器将三相电压、三相电流信号以及三相电压、三相电流的过零检测信号 送入中央处理单元(CPU)MSP430F5418内，通过模数转换、过零中断以及相位计算，从而得 出电压、电流的有效值和三相电压电流的相位值分别为Q1、Q2、Q3，控制计算如下相位角Q = (Ql+Q2+Q3)/3 ；SCR 关断时长 HoldoffTime = Slope*Q 其中斜率值 Slope =1.2;所以=Holdofftime= 1. 2XQ补充说明1、SCR 关断时长 Holdofftime 定义After current zero cross delay Holdofftime then turn on the SCR.(电流过零后(SCR关断)，可控硅SCR处于关断状态 的时长)2、斜率值(Slope) —股取值1. 2，而当SCR输出电流平均值小于30%电机额定电 流时，Slope = 1.4。这是根据多种三相电机，很多次实验测出的最佳经验值。节能控制原理1、当负载变轻时，相位角Q变大，那么HoldoffTime也变大，SCR输出电压就越低， 节能就越多；2、当负载变大时，相位角Q变小，那么HoldoffTime也变小，SCR输出电压就变大， 节能就减少；3、当相位角忽然改变很大，或电流忽然增加很大时，CPU强行设置Holdofftime = OdiSCR全压输出，以防电机变慢或堵转；4、当输出电流平均值大于70%电机额定电流时，CPU设置holdoff time = O, SCR 全压输出，不节能；5、节能控制器还具有软启动功能、过压过流保护功能、欠压保护功能、断线保护功 能、远程起动控制功能、远程旁路控制功能、故障指示、运行指示功能，这些功能都是由软件 算法控制实现。图2为电压采样电路的原理图电压信号采样电路由完全相同的三部分组成，以U相为例，PHlL为三相输入电压 (380V)，经运放Ul按比例缩小电压值，再送入CPU进行A/D转换。电压过零信号电路为现有的成熟电路。由三相电压输入信号，经过运放的放大，转 换成矩形波分别送入CPU的中断处理。
4[0036]电流过零检测电路如图3所示，电流过零信号取样电路由三个完全相同的电路构 成，以W相为例，U7为整流桥MB8S，U13为光电耦合器6N139。PH3M、PH3L分别为三相的电 机电压和线电压，其压差整流之后驱动6N139，6N139输出矩形波PH3CZ送入CPU中断。电源供电电路为现有的成熟电路，供电电源电路由保险管、变压器、整流桥、低压 差稳压电路等构成，最终输出+3. 3v和+3. 3v_D,+3. 3V为模拟电路供电电源，+3. 3v_D为数 字电路供电。可控硅驱动控制电路为现有的成熟电路。外控起动控制电路、外控旁路控制电路用于外部输入信号给CPU以实现在CPU起 动电机后旁路可控硅给电机直接供电，使得电机全压运行。运行参数设置电路运行参数设置电路就是两个拨码开关，CPU读取拨码设置值，从而实现参数设置。 通过不同的拨码，能够使电机节能控制器处于不同的工作方式。
权利要求一种电机节能控制器，其特征在于，包括微处理器、电流采样电路、电压采样电路、电流过零检测电路和电压过零检测电路；所述的微处理器的3个输出端作为用于给三相异步电机主供电电路上的三个晶闸管提供触发脉冲的脉冲输出端口；电流采样电路、电压采样电路、电流过零检测电路和电压过零检测电路的输出端均与微处理器连接。
2.根据权利要求1所述的电机节能控制器，其特征在于，所述的电流采样电路由电流 互感器及运算放大器构成，所述的微处理器采用MSP430F5418芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种电机节能控制器，其特征在于，包括微处理器、电流采样电路、电压采样电路、电流过零检测电路和电压过零检测电路；所述的微处理器的3个输出端作为用于给三相异步电机主供电电路上的三个晶闸管提供触发脉冲的脉冲输出端口；电流采样电路、电压采样电路、电流过零检测电路和电压过零检测电路的输出端均与微处理器连接。该电机节能控制器节能效果好、运行稳定。
文档编号H02P1/28GK201674443SQ20102019905
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月21日 优先权日2010年5月21日
发明者陶岗清 申请人:陶岗清