數(shù)字式智能電機(jī)控制模塊

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

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

1 概述

眾所周知，三相交流異步電動(dòng)機(jī)以其低成本，高可靠性和易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)而在各行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，它在直接起動(dòng)時(shí)，存在著很大的缺點(diǎn)：首先，它的起動(dòng)電流高達(dá)額定電流的5～7倍，既對(duì)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(yùn)行；其次，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)正常轉(zhuǎn)矩的2倍，這會(huì)對(duì)負(fù)載產(chǎn)生沖擊，增加傳動(dòng)部件的磨擦和額外維護(hù)。為此，出現(xiàn)了三相異步電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)設(shè)備。

傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)有以下幾種方法:

1）在電動(dòng)機(jī)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(dòng)，即起動(dòng)時(shí)電機(jī)接成星形，起動(dòng)結(jié)束后，通過一個(gè)轉(zhuǎn)換器變成三角形接法；

3）補(bǔ)償器起動(dòng)（自耦變壓器起動(dòng)）。

傳統(tǒng)的起動(dòng)設(shè)備體積龐大，成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，與負(fù)載匹配的電機(jī)轉(zhuǎn)矩很難控制，也就是說很難得到合適的起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)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(jī)械振動(dòng)會(huì)損害電機(jī)轉(zhuǎn)子，軸連接器，中間齒輪以及負(fù)載設(shè)備。

因此，就需要有一種能克服傳統(tǒng)起動(dòng)缺點(diǎn)的起動(dòng)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(jī)控制模塊，不但完全克服了傳統(tǒng)起動(dòng)的缺點(diǎn)，對(duì)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(jié)能運(yùn)行，過流保護(hù)，過熱保護(hù)，缺相保護(hù)等。

這種模塊采用數(shù)碼管顯示，按鍵控制，整個(gè)起動(dòng)過程全部由單片機(jī)按照預(yù)先設(shè)定的程序自動(dòng)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(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(fù)載相匹配的電機(jī)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(jī)共同封裝于同一殼體內(nèi)，同時(shí)內(nèi)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(xiàn)各種功能的設(shè)置和顯示。

圖1 智能電機(jī)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(dǎo)熱銅板焊接在一起。模塊使用時(shí)，導(dǎo)熱銅板與散熱片通過導(dǎo)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(duì)稱度。對(duì)控制端加0～10V電平信號(hào)，即可控制移相角度。

圖2 模塊電氣原理方框圖