一种数字电流控制系统的制作方法

本实用新型涉及电力电子及自动化技术领域，特别涉及一种用于普通三相交流电机驱动装置的数字电流控制系统。

背景技术：

在传统的三相交流电机电气控制中，交流接触器、断路器等作为控制电机不可缺少的一部分，起着短路、缺相、过载等保护功能。虽然现代的制造技术和设计结构不断的更新，但现有控制电机的电气元件还存在接线复杂，使用寿命短、故障率高、滑动触头调节电流精度不高等不足。

国家实用新型专利ZL2016200012893公开了一种集成电盘，其特征：替换原有的断路器、交流接触器、热保护继电器、中间继电器和阻容灭弧器的控制方法，达到克服电机控制及其保护器件接线复杂、体积庞大安装麻烦、使用寿命短，噪声大、故障率高、通用性差、不安全等不足。这种控制方法对电机保护缺少过载指示、过载保护的缺陷，达不到电气保护的最初目的。因此，过载电流不可设置或设置精度不高都会使得该类产品适用范围及其有限，不够实用。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供电机驱动装置的数字电流控制系统，克服了原有电机驱动装置中过载电流不可设置、设置精度不高、过载不可指示或显示、适用范围有限的不足。该数字式电流控制下的电机驱动装置具有结构简单、能显示和设置电机电流参数，用户能知道电机的实时电流状况，使用方便，整洁性好，稳定性好，适用范围广等特点。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种数字电流控制系统，其特征在于：包括AVR微处理器、数字设定模块、数字显示模块、采样放大单元A、采样放大单元B、采样放大单元C及内部逻辑控制电路，所述AVR微处理器分别于数字设定模块、数字显示模块、采样放大单元A、采样放大单元B、采样放大单元C及内部逻辑控制电路相连；其中采样放大单元A、采样放大单元B、采样放大单元C为采样放大单元。

进一步，数字设定模块预置输出电流值及经信号放大单元运算放大的信号，送至AVR微处理器进行分析、运算、处理、判断，然后将执行的结果送至内部逻辑控制电路及数字显示模块来实现电机打开与关断控制、当前电流值或各种报警指示。

进一步：其中采样放大单元，霍尔电流传感器采样到的模拟信号经过一级运算、二级运算两级的运算放大，送至AVR微处理器进行模数信号的转换；

其中数字设定模块，采用数字设定电流，根据电机具体情况通过简单的操作数字设定模块中的按键，然后将按键信号送至AVR微处理器一系列处理，就可实现对电机过流参数预置值的设定；

其中数字显示模块,采用数字显示模块作为显示窗口，用于电流设定显示、实时电流值显示及过流短路报警等各种显示,将数字设定模块的信号经AVR微处理器送至数字显示模块的显示窗口；将霍尔电流传感器采样的模拟信号经AVR微处理器送至数字显示模块的显示窗口；将过流短路大于预置值的信号经AVR微处理器送至数字显示模块的显示窗口。

本实用新型所体现的数字电流控制系统采用AVR微处理器作为核心控制器，将采样电流的模拟信号转换为数字量，进行分析、运算、处理、判断、执行来实现电机综合保护。它是集设置、显示、控制、保护为一体；采用数字设定电流，通过操作按键来操作，用户可以根据电机具体情况在现场对电流参数的设定；采用数码管作为显示窗口，用于电流设定时的显示、实时电流显示或各种报警的显示，使用户一目了然，明确了解负载运行正常或故障状态，便于排除故障。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型的控制流程图；

图3是本实用新型数字电流控制模块电路原理图；

图4是本实用新型采样放大单元电路原理图；

图5是本实用新型反时限过流保护曲线图；

图6是本实用新型在实际应用中的接线图；

图中：1、电机驱动装置构架图，2、霍尔电流传感器，3、可控硅、阻容模块，4、数字电流控制模块，5、电机控制信号，6、电机过载信号，7、AVR微处理器，8、采样放大单元A，9、采样放大单元B，10、采样放大单元C，11、数字显示模块，12、数字设定模块，13、内部逻辑控制电路，14、一级运算，15、二级运算，16、电机驱动装置，17、三相交流电源，18、三相异步交流电机M1，19、LED电机控制信号显示，20、数码管显示窗口，21、键盘设定窗口，22、直流电源24V，23、输入输出信号接线，24、反时限过流保护曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本实用新型作进一步描述：

本实用新型采用AVR微处理器7作为控制核心，将采样的模拟信号转换为数字量，进行分析、运算、处理、判断、执行来实现电机综合控制与保护。另用户可以根据电机具体情况在现场通过简单的操作按键，就可对电机过流参数预置值的设定；令数码管用于预置电流设定时的显示、当前电流值的实时显示、各种报警的显示，方便用户明确负载运行正常或故障状态。

如图2所示，本实用新型的控制流程图中电机驱动装置构架图1，它包括霍尔电流传感器2、可控硅阻容模块3、数字电流控制模块4。所述电机驱动装置构架图1模块控制过程：将外部电机控制信号5和霍尔电流传感器2采样到的信号送入数字电流控制模块4进行分析、运算、处理、判断、执行，然后将处理过的信号送至可控硅阻容模块3进行电机的开断，同时送至电机过载信号6接口进行电机过载反馈。

如图3所示，本实用新型数字式电流模块，它包括AVR微处理器模块7、数字设定模块12、数字显示模块11、采样放大单元A8、采样放大单元B9、采样放大单元C10及内部逻辑控制电路13。所述数字电流控制模块4采用AVR处理器7作为主要控制部件，一款高性能、低功耗的微处理器，具有性价比高、运行速度快、稳定性好等优势。所述AVR微处理器7分别于数字设定模块12、数字显示模块11、采样放大单元A8、采样放大单元B9、采样放大单元C10及内部逻辑控制电路13相连。

所述模块控制过程：将数字设定模块12预置输出电流值及经信号放大单元8、9、10运算放大的信号，送至AVR微处理器7进行分析、运算、处理、判断，然后将执行的结果送至内部逻辑控制电路13、数字显示模块11来实现电机打开与关断控制、当前电流值或各种报警的显示。

如图4所示，本实用新型采样放大单元采用一级运算14、二级运算15的两级运放。将霍尔电流传感器2采样到的模拟信号经过采样放大单元两级的运算放大，送至AVR微处理器7进行模数信号的转换。

如图5所示，本实用新型采用反时限过流保护曲线24的特点：电流越大、动作时间越短。相比定时限来说，反时限可以有效的避免过于灵敏的跳闸又能有效的保护电机。

如图6所示，本实用新型电机驱动装置在实际应用中的接线，电机驱动装置16接入三相交流电源17和直流电源24V22，三相交流异步电机18接到电机驱动装置，通过输入输出信号接口23实现对电机的正反转控制及过流信号的输出。

所述电机驱动装置16接入三相交流电源17和直流电源24V22后，DC-DC电源转换的5V的LED电机控制信号显示19亮，这是如果给出输入输出信号23相应信号，通过数字电流控制模块4可实现电机的正反转，同时相对应的状态LED电机控制信号显示19会点亮。通过键盘设定窗口21可实现对电机过流值的设置，数码管显示窗口20实时显示电机当前的电流值。当出现过流短路等情况时，数字电流控制模块4会控制电机停转，数码管显示窗口20显示过流短路报警指示，并驱动一个电机的过流信号到输入输出信号23接口。如果电机因过载而停止旋转，需首先切断输入输出接口23的控制信号，清除故障，等待一段时间后可按键盘设定窗口21中的复位键，电机方可运行。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围。