數(shù)字式智能電機控制模塊

同步變壓器輸出同步信號給移相電路，其中另一路給單片機，作為單片機采集電壓、電流信號的基準。這樣，就克服了如果交流電頻率變化帶來的計算誤差，提高了計算精度。

傳感器包括電壓傳感器和電流傳感器。兩種傳感器中均使用了霍爾元件，具有體積小、反應快、線形度高的特點，通過與模塊結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計，方便地置于模塊內(nèi)部。兩種傳感器將電壓模擬量、電流模擬量傳給12位高速A/D轉(zhuǎn)換器，通過A/D轉(zhuǎn)換，將相應的數(shù)字量傳給單片機，以供單片機進行處理。

顯示、控制部分采用串行口與單片機進行通信，這種通信方式大大減少了該部分與模塊內(nèi)部的連線。5個數(shù)碼管顯示，8個按鍵控制，使顯示與控制直觀、方便。

3 主要功能

智能電機控制模塊主要完成電壓斜坡起動，限流起動，電壓突跳起動，軟停車，節(jié)能運行，過流、過熱、缺相保護等功能。

3.1 電壓斜坡起動

如圖3所示，系統(tǒng)首先給電機加一個電壓U_s，之后電壓線性上升，從U_s增加到最大電壓U_max，即電網(wǎng)輸入電壓。U_s由用戶設(shè)定，可供用戶選擇的電壓為80～300V。t_s也由用戶設(shè)定，可以在1～90s選擇。在實際使用中，用戶根據(jù)實際情況，例如電機功率大小、負載大小等，選擇合適的參數(shù)，達到最佳起動效果。

圖3 電壓斜波起動

這種起動方式的特點是起動平穩(wěn)，可減少起動電流對電網(wǎng)的沖擊，同時大大減輕起動力矩對負載帶來的機械振動。

3.2 限流起動

如圖4所示，這種起動方式是由用戶設(shè)定一電流值I_k，在整個起動過程中，實際電流不超過設(shè)定值I_k。I_k由用戶根據(jù)實際負載大小自己設(shè)定。

圖4 限流起動

限流起動可以使大慣性負載以最小電流起動加速，可以通過設(shè)置電流上限，以滿足在電網(wǎng)容量有限的場合使用。這種起動方式特別適合于恒轉(zhuǎn)矩負載。

3.3 電壓突跳起動

實際應用中，很多負載具有很大的靜摩擦力。在電壓斜坡起動方式中，電壓是由小到大逐漸上升的。如果直接使用電壓斜坡方式起動，在起動開始的一段時間內(nèi)，因所加電壓太小，克服不了負載的靜摩擦力，電機不動，這可能會造成電機因發(fā)熱而損壞的情況。電壓突跳功能則解決了這個問題。在電機起動前，模塊先輸出一電壓U_t，且持續(xù)一段時間t_t，用以克服靜摩擦力，待電機轉(zhuǎn)動之后，再按照原設(shè)定方式起動，從而比較好地保護了電機，如圖5所示。對于不需要該功能的負載，只要將t_t設(shè)置為0即可。U_t可調(diào)整，范圍是0～380V，t_t可調(diào)整，范圍是0～10s。

圖5 電壓突跳起動

3.4 軟停車

如圖6所示，按下停車鍵后，模塊的輸出電壓立即下降到U_p1，然后逐漸下降，經(jīng)過時間t_p后，下降到U_p2，再立即下降到0。U_p可調(diào)整，范圍是100～380V；U_p2可調(diào)整，范圍是0～300V；t_p調(diào)整的范圍是0～90s。

圖6 軟停車