數(shù)字式智能電機控制模塊簡介及其應(yīng)用

摘要：介紹一種取代傳統(tǒng)電機起動裝置的數(shù)字式智能電機控制模塊，內(nèi)容包括其系統(tǒng)構(gòu)成、主要功能、實驗情況及在實際中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：移相調(diào)控；單片機；電壓斜坡起動；限流起動；軟停車；節(jié)能運行

1 概述

眾所周知，三相交流異步電動機以其低成本，高可靠性和易維護等優(yōu)點而在各行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，它在直接起動時，存在著很大的缺點：首先，它的起動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(shè)備的使用壽命，甚至影響到其它電氣設(shè)備的正常運行；其次，起動轉(zhuǎn)矩可達正常轉(zhuǎn)矩的2倍，這會對負載產(chǎn)生沖擊，增加傳動部件的磨擦和額外維護。為此，出現(xiàn)了三相異步電動機降壓起動設(shè)備。

傳統(tǒng)的降壓起動有以下幾種方法:

1）在電動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(zhuǎn)換降壓起動，即起動時電機接成星形，起動結(jié)束后，通過一個轉(zhuǎn)換器變成三角形接法；

3）補償器起動（自耦變壓器起動）。

傳統(tǒng)的起動設(shè)備體積龐大，成本高，結(jié)構(gòu)復雜，與負載匹配的電機轉(zhuǎn)矩很難控制，也就是說很難得到合適的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩；而且在切換瞬間會產(chǎn)生很高的電流尖峰，由此產(chǎn)生的機械振動會損害電機轉(zhuǎn)子，軸連接器，中間齒輪以及負載設(shè)備。

因此，就需要有一種能克服傳統(tǒng)起動缺點的起動裝置。銀河公司開發(fā)生產(chǎn)的捷普牌新一代數(shù)字式智能電機控制模塊，不但完全克服了傳統(tǒng)起動的缺點，對各種起動方法做了進一步的改善和提高，而且還增加了很多其他功能，比如：節(jié)能運行，過流保護，過熱保護，缺相保護等。

這種模塊采用數(shù)碼管顯示，按鍵控制，整個起動過程全部由單片機按照預(yù)先設(shè)定的程序自動完成，操作極其方便。

用戶通過按鍵調(diào)整參數(shù)設(shè)置，可以按實際情況選擇不同的起動方式，能夠很方便地控制起動電流，得到與負載相匹配的電機轉(zhuǎn)矩。

2 模塊結(jié)構(gòu)及電氣原理

模塊結(jié)構(gòu)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(nèi)，同時內(nèi)置多個電流、電壓傳感器。用接插件將模塊與控制盒連接在一起，實現(xiàn)各種功能的設(shè)置和顯示。

圖1 智能電機控制模塊結(jié)構(gòu)圖

主電路為6只玻璃鈍化方形晶閘管芯片，通過一體化焊接技術(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，導熱銅板與散熱片通過導熱硅脂緊密接觸。這種結(jié)構(gòu)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發(fā)的JP-SSY01數(shù)字移相集成電路。該電路為SOP28封裝，5V單一電源供電，全數(shù)字化處理方式，具有很高的移相精度及對稱度。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