數字式智能電機控制模塊

摘要：介紹一種取代傳統電機起動(dòng)裝置的數字式智能電機控制模塊，內容包括其系統構成、主要功能、實(shí)驗情況及在實(shí)際中的應用。

關(guān)鍵詞：移相調控；單片機；電壓斜坡起動(dòng)；限流起動(dòng)；軟停車(chē)；節能運行

1 概述

眾所周知，三相交流異步電動(dòng)機以其低成本，高可靠性和易維護等優(yōu)點(diǎn)而在各行業(yè)中得到了廣泛的應用。但是，它在直接起動(dòng)時(shí)，存在著(zhù)很大的缺點(diǎn)：首先，它的起動(dòng)電流高達額定電流的5～7倍，既對電網(wǎng)造成了很大的沖擊，又影響了電器控制設備的使用壽命，甚至影響到其它電氣設備的正常運行；其次，起動(dòng)轉矩可達正常轉矩的2倍，這會(huì )對負載產(chǎn)生沖擊，增加傳動(dòng)部件的磨擦和額外維護。為此，出現了三相異步電動(dòng)機降壓起動(dòng)設備。

傳統的降壓起動(dòng)有以下幾種方法:

1）在電動(dòng)機定子電路中串入電抗器，使一部分電壓降在電抗器上；

2）星形—三角形(Y—△)轉換降壓起動(dòng)，即起動(dòng)時(shí)電機接成星形，起動(dòng)結束后，通過(guò)一個(gè)轉換器變成三角形接法；

3）補償器起動(dòng)（自耦變壓器起動(dòng)）。

傳統的起動(dòng)設備體積龐大，成本高，結構復雜，與負載匹配的電機轉矩很難控制，也就是說(shuō)很難得到合適的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉矩；而且在切換瞬間會(huì )產(chǎn)生很高的電流尖峰，由此產(chǎn)生的機械振動(dòng)會(huì )損害電機轉子，軸連接器，中間齒輪以及負載設備。

因此，就需要有一種能克服傳統起動(dòng)缺點(diǎn)的起動(dòng)裝置。銀河公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的捷普牌新一代數字式智能電機控制模塊，不但完全克服了傳統起動(dòng)的缺點(diǎn)，對各種起動(dòng)方法做了進(jìn)一步的改善和提高，而且還增加了很多其他功能，比如：節能運行，過(guò)流保護，過(guò)熱保護，缺相保護等。

這種模塊采用數碼管顯示，按鍵控制，整個(gè)起動(dòng)過(guò)程全部由單片機按照預先設定的程序自動(dòng)完成，操作極其方便。

用戶(hù)通過(guò)按鍵調整參數設置，可以按實(shí)際情況選擇不同的起動(dòng)方式，能夠很方便地控制起動(dòng)電流，得到與負載相匹配的電機轉矩。

2 模塊結構及電氣原理

模塊結構如圖1所示。從圖1可以看出，該模塊的主電路與相控電路及單片機共同封裝于同一殼體內，同時(shí)內置多個(gè)電流、電壓傳感器。用接插件將模塊與控制盒連接在一起，實(shí)現各種功能的設置和顯示。

圖1 智能電機控制模塊結構圖

主電路為6只玻璃鈍化方形晶閘管芯片，通過(guò)一體化焊接技術(shù)，將其貼在DBC（陶瓷覆銅板）上，并與導熱銅板焊接在一起。模塊使用時(shí)，導熱銅板與散熱片通過(guò)導熱硅脂緊密接觸。這種結構使模塊具有很高的絕緣性能和散熱性能。

圖2是模塊電氣原理方框圖。移相控制電路部分是銀河公司自主開(kāi)發(fā)的JP-SSY01數字移相集成電路。該電路為SOP28封裝，5V單一電源供電，全數字化處理方式，具有很高的移相精度及對稱(chēng)度。對控制端加0～10V電平信號，即可控制移相角度。

圖2 模塊電氣原理方框圖