电机软启动方法
【专利摘要】本发明公开了一种电机软启动方法，主要利用电源电路、电流检测电路、电压同步检测和相序判定电路、触发脉冲形成和脉冲功放电路、接触器控制电路、单片机系统电路实现电机的启动控制，本发明控制灵活方便，电路简单可靠，电机起动安全快速，降低了起启动电机冲击引起设备及人身等安全事故的发生。
【专利说明】电机软启动方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电器控制【技术领域】，特别涉及电机软启动方法。
【背景技术】
[0002]在工业生产中采用的电力拖动控制系统，通常是以电动机为受控对象，为满足生产工艺和过程控制的要求，对电机的启动性能要求越来越高，由于电机功率越大，启动电流也越大，因此不允许直接启动，采用传统的减压启动方式，都属于有级减压启动，存在明显的缺点，即起动过程中存在二次冲击电流，对电网影响较大。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术中电机启动存在问题，本发明提供了 一种电机软启动方法。
[0004]本发明的技术方案如下所述:
[0005]电机软启动方法，主要利用电源电路、电流检测电路、电压同步检测和相序判定电路、触发脉冲形成和脉冲功放电路、接触器控制电路、单片机系统电路实现电机的启动控制，
[0006]在所述电源电路中利用变压器将380v交流电转成220v与12v交流电，开关电源将220v交流转成24v直流电，并用dc-dc提供+ 5v、+ 15v、一 15v和+ 24v四种电源，
[0007]在所述电流检测电路中将电机定子引来的三相电源A、B、C通过霍尔电流传感器后，输出la、lb、Ic三相交流电流经桥式整流电路转换成与之成正比的直流电压，再经过Π放大后进入单片机的P0.0 口，在单片机内部A/D转换后求出与给定电流的差值，
[0008]在所述电压同步检测和相序判定电路中同步检测是为了保证触发脉冲必须与主电源严格保持同步关系，相序判定电路是判断接入软起动器的三相电压是正相序还是反相序，正确决定触发晶闸管的顺序，
[0009]在所述触发脉冲形成和脉冲功放电路，用UCl芯片实现逻辑控制功能，晶闸管的触发采用脉冲列方式触发，每隔60°产生一个触发脉冲列，按一定的规律触发相应的晶闸管，如果相序不同，触发脉冲的顺序也不同，为简化单片机的编程，触发顺序用UCl芯片实现，
[0010]在所述单片机系统电路中，Ul为CPU, Ul的6个hso的高速输出端口 HS0.0?HS0.5接到触发脉冲形成和脉冲功放电路中的UCl芯片的输入端，进而控制晶闸管的6个触发时刻，另外，再用pl.6输出相序标志,相序为uvw时,pl.6输出低电平,相序为uwv时，Pl.6输出高电平，因触发脉冲是高频脉冲列，所以利用Ul的脉宽调制输出端pwmO进行控制，它外部扩展了一片U2电擦除电写入芯片，主要用来存放系统监控程序和系统引导程序，U4是锁存器，进行外部扩展器件时必须使用该器件；U5用于存储用户设置的参数，Ul的Pl.0经7407和光耦隔离，控制交流380v回路中接触器的通断。
[0011]本发明的优点和有益效果是:
[0012]本发明的方法启动电机，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值，这样就不存在冲击的电流，引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动，即实现了恒流起动，本发明由于是无级控制，所以可自由地根据负载特性调整至最佳的起动电流，可大大降低设备故障率，延长设备使用寿命，减少维护成本，提闻经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明中电源电路示意图，
[0014]图2是本发明中电流检测电路示意图，
[0015]图3是本发明中电压同步检测和相序判定电路示意图，
[0016]图4是本发明中触发脉冲形成和脉冲功放电路示意图，
[0017]图5是本发明中单片机系统电路示意图。
[0018]【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
[0020]如图1一5所示，一种电机软启动方法，主要利用电源电路、电流检测电路、电压同步检测和相序判定电路、触发脉冲形成和脉冲功放电路、接触器控制电路、单片机系统电路实现电机的启动控制；电源电路采用变压器将380v交流电转成220v与12v交流电，用开关电源将220v交流转成24v直流电，经dc-dc提供+ 5v、+ 15v、一 15v和+ 24v四种电源，+ 5v为单片机系统电路的工作电压，+ 15v和一 15v用于同步检测和相序检测，+ 24v为触发电源。交流12v用于提供同步检测信号。这样经过三级隔离转换可以提高电源的抗干扰能力，提高电源精度；电流检测电路首先把电机定子引来的三相电源A、B、C通过霍尔电流传感器后，输出la、lb、Ic三相交流电流经桥式整流电路转换成与之成正比的直流电压，再经过Π放大后进入单片机的P0.0 口，在单片机内部A/D转换后求出与给定电流的差值，按照PID调节算法完成限流调节和过流保护，根据操作人员设置的起动曲线，在程序中还可实现恒流起动；电压同步检测和相序判定电路，同步检测是为了保证触发脉冲必须与主电源严格保持同步关系，否则会造成电源短路的严重后果，相序判定电路是判断接入软起动器的三相电压是正相序还是反相序，以便正确决定触发晶闸管的顺序。根据三相电源特点，若电源相序为UVW, uv’ U’超前UW’ V’ 2 π /3,当同步中断到来时,80cl96kc检测到其P0.4脚为低电平，发第四次触发脉冲时，检测到P0.4脚为高电平。若电源相序为uwv，情况恰好相反，UV’ 11’滞后于UW’ V’ 2 31 /3,当同步中断到来时，80cl96kc检测到其p0.4脚为高电平，发第四次触发脉冲时，检测到P0.4脚为低电平，若2次检测p0.4均为高或低电平，则说明电源有故障，将会进行故障处理。从而进入故障处理子程序；触发脉冲形成和脉冲功放电路中的UCl为可编程逻辑门芯片，为减轻CPU的运行负担，UCl芯片逻辑控制功能程序交由来处理。晶闸管的触发采用脉冲列方式触发，每隔60°产生一个触发脉冲列，按一定的规律触发相应的晶闸管，如果相序不同，触发脉冲的顺序也不同，为简化单片机的编程，触发顺序用UCl可编程器件实现；接触器控制电路动作后直接控制主回路的接点，使其闭合后将三相电源直接加到电机上，于是电机便全压运行，单片机系统电路中Ul为CPU(80C196KC20)，负责处理所有信号，Ul的6个hso的高速输出端口 HS0.0?HS0.5接到UCl器件的输入端，进而控制晶闸管的6个触发时刻，另外，再用pl.6输出相序标志，相序为UVW时,pl.6输出低电平,相序为UWV时,pl.6输出高电平，因触发脉冲是高频脉冲列，所以利用Ul的脉宽调制输出端pwmO进行控制，它外部扩展了一片U2电擦除电写入芯片，主要用来存放系统监控程序和系统引导程序；U4是锁存器，进行外部扩展器件时必须使用该器件；U5用于存储用户设置的参数，使其在掉电时不会丢失，单片机Ul的Pl.0经7404和光耦隔离，控制交流380v回路中接触器的通断。
[0021]本发明控制灵活方便，电路简单可靠，电机起动安全快速，降低了起启动电机冲击引起设备及人身等安全事故的发生。
【权利要求】
1.一种电机软启动方法，主要利用电源电路、电流检测电路、电压同步检测和相序判定电路、触发脉冲形成和脉冲功放电路、接触器控制电路、单片机系统电路实现电机的启动控制， 在所述电源电路中利用变压器将380V交流电转成220V与12v交流电，开关电源将220v交流转成24v直流电，并用dc-dc提供+ 5v、+ 15v、一 15v和+ 24v四种电源， 在所述电流检测电路中将电机定子引来的三相电源A、B、C通过霍尔电流传感器后，输出la、lb、Ic三相交流电流经桥式整流电路转换成与之成正比的直流电压，再经过UI放大后进入单片机的P0.0 口，在单片机内部A/D转换后求出与给定电流的差值， 在所述电压同步检测和相序判定电路中同步检测是为了保证触发脉冲必须与主电源严格保持同步关系，相序判定电路是判断接入软起动器的三相电压是正相序还是反相序，正确决定触发晶闸管的顺序， 在所述触发脉冲形成和脉冲功放电路，用UCl芯片实现逻辑控制功能，晶闸管的触发采用脉冲列方式触发，每隔60°产生一个触发脉冲列，按一定的规律触发相应的晶闸管，如果相序不同，触发脉冲的顺序也不同，为简化单片机的编程，触发顺序用UCl芯片实现，在所述单片机系统电路中，Ul为CPU，Ul的6个hso的高速输出端口 HS0.0?HS0.5接到触发脉冲形成和脉冲功放电路中的UCl芯片的输入端，进而控制晶闸管的6个触发时刻，另外，再用pl.6输出相序标志,相序为uvw时，p1.6输出低电平,相序为uwv时，p1.6输出高电平，因触发脉冲是高频脉冲列，所以利用Ul的脉宽调制输出端pwmO进行控制，它外部扩展了一片U2电擦除电写入芯片，用来存放系统监控程序和系统引导程序，U4是锁存器，进行外部扩展器件时必须使用该器件，U5用于存储用户设置的参数，Ul的Pl.0经7407和光耦隔离，控制交流380v回路中接触器的通断。
【文档编号】H02P1/26GK103684108SQ201310653278
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】辛玉明 申请人:遵义钛业股份有限公司