數(shù)字式智能電機(jī)控制模塊

同步變壓器輸出同步信號(hào)給移相電路，其中另一路給單片機(jī)，作為單片機(jī)采集電壓、電流信號(hào)的基準(zhǔn)。這樣，就克服了如果交流電頻率變化帶來(lái)的計(jì)算誤差，提高了計(jì)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(yīng)快、線形度高的特點(diǎn)，通過(guò)與模塊結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)，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(guò)A/D轉(zhuǎn)換，將相應(yīng)的數(shù)字量傳給單片機(jī)，以供單片機(jī)進(jìn)行處理。

顯示、控制部分采用串行口與單片機(jī)進(jìn)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(gè)數(shù)碼管顯示，8個(gè)按鍵控制，使顯示與控制直觀、方便。

3 主要功能

智能電機(jī)控制模塊主要完成電壓斜坡起動(dòng)，限流起動(dòng)，電壓突跳起動(dòng)，軟停車(chē)，節(jié)能運(yùn)行，過(guò)流、過(guò)熱、缺相保護(hù)等功能。

3.1 電壓斜坡起動(dòng)

如圖3所示，系統(tǒng)首先給電機(jī)加一個(gè)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(shí)際使用中，用戶根據(jù)實(shí)際情況，例如電機(jī)功率大小、負(fù)載大小等，選擇合適的參數(shù)，達(dá)到最佳起動(dòng)效果。

圖3 電壓斜波起動(dòng)

這種起動(dòng)方式的特點(diǎn)是起動(dòng)平穩(wěn)，可減少起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)大大減輕起動(dòng)力矩對(duì)負(fù)載帶來(lái)的機(jī)械振動(dòng)。

3.2 限流起動(dòng)

如圖4所示，這種起動(dòng)方式是由用戶設(shè)定一電流值I_k，在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中，實(shí)際電流不超過(guò)設(shè)定值I_k。I_k由用戶根據(jù)實(shí)際負(fù)載大小自己設(shè)定。

圖4 限流起動(dòng)

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

3.3 電壓突跳起動(dòng)

實(shí)際應(yīng)用中，很多負(fù)載具有很大的靜摩擦力。在電壓斜坡起動(dòng)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(dòng)，在起動(dòng)開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，因所加電壓太小，克服不了負(fù)載的靜摩擦力，電機(jī)不動(dòng)，這可能會(huì)造成電機(jī)因發(fā)熱而損壞的情況。電壓突跳功能則解決了這個(gè)問(wèn)題。在電機(jī)起動(dòng)前，模塊先輸出一電壓U_t，且持續(xù)一段時(shí)間t_t，用以克服靜摩擦力，待電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)之后，再按照原設(shè)定方式起動(dòng)，從而比較好地保護(hù)了電機(jī)，如圖5所示。對(duì)于不需要該功能的負(fù)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(dòng)

3.4 軟停車(chē)

如圖6所示，按下停車(chē)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(guò)時(shí)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(chē)