專利名稱：三相電機(jī)無觸點(diǎn)換相控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種三相電機(jī)無觸點(diǎn)換相控制器，以可控硅作無觸點(diǎn)交流開關(guān)對(duì)電機(jī)的起動(dòng)、停止進(jìn)行控制；通過對(duì)三相電源中兩相的無觸點(diǎn)切換實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正、反向控制；屬電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，公知的三相電機(jī)換相電路多采用機(jī)械——電氣方式，例如用多組接觸器進(jìn)行相電置換，在頻繁轉(zhuǎn)向的工作場合，接觸器觸點(diǎn)易產(chǎn)生電弧，損毀觸頭甚至引發(fā)事故。采用可控硅作無觸點(diǎn)開關(guān)又易產(chǎn)生相間短路而難以推廣。必需有效地解決相間過電壓及正、反向可控硅之間的誤導(dǎo)通問題和相間短路問題，才能更有效的完成三相電機(jī)換相工作。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足，本實(shí)用新型提供了一種三相電機(jī)無觸點(diǎn)換相控制器，有效地解決了相間過電壓和正、反向可控硅模塊之間的誤導(dǎo)通及相間短路問題。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是它由殼體、散熱板、可控硅模塊電路、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路、控制信號(hào)互鎖電路、控制電源電路、信號(hào)輸入端過壓保護(hù)電路、可控硅模塊過壓保護(hù)電路、控制電路線路板、控制電源電路線路板、M1可控硅模塊、M2可控硅模塊、M3可控硅模塊、M4可控硅模塊、M5可控硅模塊等構(gòu)成，呈長方體形；在殼體中的下方裝有散熱板，在散熱板上裝有可控硅模塊，M1可控硅模塊裝在散熱板中間，M2可控硅模塊裝在M1可控硅模塊左側(cè)，M5可控硅模塊裝在M1可控硅模塊的右側(cè)，M3可控硅模塊裝在M5可控硅模塊的右側(cè)，M4可控硅模塊裝在M2可控硅模塊的左側(cè)；在M3可控硅模塊的右側(cè)裝有上、下兩層線路板，上層裝有控制電路線路板，下層裝有控制電源電路線路板，分別由固定螺釘固定在殼體上；在M4可控硅模塊左側(cè)上層裝有接線端子，下層裝有風(fēng)機(jī)，分別由固定螺釘固定在殼體上；殼體外面左上端裝有受控三相電源的輸入端子R、S、T，輸出端子U、V、W，內(nèi)部直流+12V電源接線端子+V，電源中線接線端子N，接地端子GND，正轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A1，反轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A2；其中M1可控硅模塊接A相輸入端子R；M2可控硅模塊、M5可控硅模塊接B相輸入端子S；M3可控硅模塊、M4可控硅模塊接C相輸入端子T；M2可控硅模塊、M4可控硅模塊的輸出端接輸出接線端子V；M3可控硅模塊、M5可控硅模塊輸出端接輸出接線端子W；M1可控硅模塊的輸出端接A相輸出接線端子U。
可控硅模塊電路，由M2可控硅模塊和M4可控硅模塊或者M(jìn)3可控硅模塊和M5可控硅模塊、光電耦合器U1、二極管D01、D02及電阻R01、R02、R03、R04、R05構(gòu)成，采用斷態(tài)電壓上升率dv/dt較高的可控硅器件，控制線路應(yīng)滿足動(dòng)態(tài)dv/dt大于400V/μs；M2可控硅模塊和M4可控硅模塊或者M(jìn)3可控硅模塊和M5可控硅模塊反向并聯(lián)構(gòu)成交流開關(guān)，由光耦合器U1傳輸來自單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路的觸發(fā)信號(hào)控制，M1可控硅模塊的觸發(fā)信號(hào)由二極管D3、D4、電阻R17、R18、電容C15給出；當(dāng)M1可控硅模塊、M2可控硅模塊、M3可控硅模塊導(dǎo)通時(shí)，三相電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)；M1可控硅模塊、M4可控硅模塊、M5可控硅模塊導(dǎo)通時(shí)，三相電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)；單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，由門電路IC1、IC2、時(shí)基電路IC3、IC4及電阻R6、R7、電容C3、C4、C5、C6構(gòu)成；單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路輸入端與信號(hào)輸入端過壓保護(hù)電路相連接輸出端與控制信號(hào)互鎖電路相連接控制信號(hào)互鎖電路，由繼電器J1、J2和三極管T2、T3構(gòu)成；輸入端與單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路相連，輸出端與正轉(zhuǎn)控制信號(hào)接點(diǎn)02、反轉(zhuǎn)控制信號(hào)接點(diǎn)03相連接；信號(hào)輸入端過壓保護(hù)電路由瞬態(tài)電壓抑制器W1、W2、電容C20、C21構(gòu)成，輸入端接正轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A1和反轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A2，輸出端接單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路輸入端；可控硅過壓保護(hù)電路由壓敏電阻Y1、Y2、Y3構(gòu)成三相電機(jī)輸入端的相間過電壓保護(hù)；以上電路都裝在控制電路線路板上；控制電源電路由直流穩(wěn)壓集成電源塊、保護(hù)管FU、電容C及壓敏電阻Y構(gòu)成，電容C17、C22、C16是接至門電路的電源電容，電容C18、C19是控制電路接地電容；控制電源電路安裝在控制電源電路線路板上。
本實(shí)用新型的有益效果是三相電機(jī)無觸點(diǎn)換相控制器，解決了電氣傳動(dòng)設(shè)備需要經(jīng)常對(duì)三相電機(jī)進(jìn)行正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)控制技術(shù)，克服了傳統(tǒng)方式用多組交流接觸器進(jìn)行相間轉(zhuǎn)換，易造成觸點(diǎn)拉弧，燒壞觸頭的弊病，也解決了用可控硅作無觸點(diǎn)開關(guān)，易造成相間短路的難題，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，實(shí)用性強(qiáng)，可靠性高，經(jīng)久耐用。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型三相電機(jī)無觸點(diǎn)換相控制器的立體圖。
圖2是控制電源電路線路板示意圖。
圖3是控制電路線路板示意圖。
圖4是整機(jī)裝配圖。
圖5是三相電機(jī)無觸點(diǎn)換相控制器接線圖。
圖6是電路原理圖。
圖中標(biāo)號(hào)1、殼體 2、固定螺釘3、A相輸入端子R 4、B相輸入端子S5、C相輸入端子T 6、A相輸出接線端子U7、輸出接線端子V8、輸出接線端子W9、電源中線接線端子N10、內(nèi)部+12V電源接線端子11、正轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A112、反轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A2
13、可控硅模塊電路 14、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路15、控制信號(hào)互鎖電路 16、信號(hào)輸入端過壓保護(hù)電路17、控制電源電路 18、可控硅模塊過壓保護(hù)電路19、控制電路線路板 20、控制電源電路線路板21、M1可控硅模塊 22、M2可控硅模塊23、M3可控硅模塊 24、M4可控硅模塊25、M5可控硅模塊 26、接地端子27、散熱板 28、風(fēng)機(jī)29、正轉(zhuǎn)控制信號(hào)接點(diǎn)02 30、反轉(zhuǎn)控制信號(hào)接點(diǎn)0331、M1可控硅模塊控制信號(hào)接點(diǎn)0具體實(shí)施方式
請參閱圖1至圖6，它由殼體(1)、可控硅模塊電路(13)、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(14)、控制信號(hào)互鎖電路(15)、控制電源電路(17)、輸入端過壓保護(hù)電路(16)、可控硅模塊過壓保護(hù)電路(18)、控制電路線路板(19)、控制電源電路線路板(20)、M1可控硅模塊(21)、M2可控硅模塊(22)、M3可控硅模塊(23)、M4可控硅模塊(24)、M5可控硅模塊(25)等構(gòu)成，呈長方體形；在殼體(1)中的下方裝有散熱板(27)，在散熱板(27)上中間裝有M1可控硅模塊(21)、在M1可控硅模塊(21)的右側(cè)裝有M5可控硅模塊(25)和M3可控硅模塊(23)，在M1可控硅模塊(21)的左側(cè)裝有M2可控硅模塊(22)和M4可控硅模塊(24)，在M3可控硅模塊(23)的右側(cè)裝有上下兩層線路板，上層裝有控制電路線路板(19)，下層裝有控制電源線路板(20)，分別由固定螺釘(2)固定在殼體(1)上；在M4可控硅模塊(24)左側(cè)下層裝有風(fēng)機(jī)(28)，分別由固定螺釘固定在殼體(1)上；在風(fēng)機(jī)(28)上端的殼體(1)外面裝有受控三相電源的接線端子，分別為A相接線端子R(3)、B相接線端子S(4)、C相接線端子T(5)；A相輸出接線端子U(6)、輸出接線端子V(7)、輸出接線端子W(8)，外接+12V電源接線端子+V(10)、正轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A1(11)、反轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A2(12)；M1可控硅模塊(21)接A相輸入端子R(3)，M2可控硅模塊(22)、M5可控硅模塊(25)接B相輸入端子S(4)，M3可控硅模塊(23)、M4可控硅模塊(24)接C相輸入端子T(5)，M2可控硅模塊(22)和M4可控硅模塊(24)的輸出端接輸出接線端子V(7)，M3可控硅模塊(23)和M5可控硅模塊(25)輸出端接輸出接線端子W(8)，M1可控硅模塊(21)輸出端接輸出接A相輸出接線端子U(6)；正轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A1(11)和反轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A2(12)接輸入端過壓保護(hù)電路(16)，和控制電路線路板(19)的A1、A2端，內(nèi)部+12V電源接線端子+V(10)與控制電源電路線路板(20)和控制電路線路板(19)的+12處相連接，由此供所有電路的直流+12V電源；電源中線接線端子N(9)與內(nèi)部直流+12V電源接線端子(10)并聯(lián)連接。
可控硅模塊電路(13)，由M2可控硅模塊(22)和M4可控硅模塊(24)或者M(jìn)3可控硅模塊(23)和M5可控硅模塊(25)、光電耦合器U1、二極管D01、D02及電阻R01、R02、R03、R04、R05構(gòu)成；M2可控硅模塊(22)和M4可控硅模塊(24)反向并聯(lián)構(gòu)成交流開關(guān)，由光耦合器U1傳輸來自單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路的觸發(fā)信號(hào)，共有5塊相同的模塊組成主回路，即M1可控硅模塊(21)、M2可控硅模塊(22)、M3可控硅模塊(23)、M4可控硅模塊(24)、M5可控硅模塊(25)，當(dāng)M1可控硅模塊(21)、M2可控硅模塊(22)、M3可控硅模塊(23)導(dǎo)通時(shí)，三相電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)M1可控硅模塊(21)、M4可控硅模塊(24)、M5可控硅模塊導(dǎo)通時(shí)，電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)。M1可控硅模塊(21)的觸發(fā)信號(hào)由二極管D3、D4、電阻R17、R18、電容C15給出；單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(14)由門電路IC1、IC2、時(shí)基電路IC3、IC4及電阻R6、R7、電容C3、C4、C5、C6構(gòu)成；向被控制的可控硅模塊提供延遲約200ms的觸發(fā)信號(hào)，防止換相模塊之間誤導(dǎo)通控制信號(hào)互鎖電路(15)由繼電器J1、J2和三極管T2、T3構(gòu)成，可使換相控制信號(hào)之間互鎖；可控制硅模塊過壓保護(hù)電路(18)由壓敏電阻Y1、Y2、Y3構(gòu)成三相電機(jī)輸入端的相間過電壓保護(hù)，防止可控硅過壓擊穿；信號(hào)輸入端過壓保護(hù)電路(16)由瞬態(tài)電壓抑制器W1、W2、電容C20、C21構(gòu)成的輸入信號(hào)保護(hù)電路，抑制瞬態(tài)干擾信號(hào)導(dǎo)致控制信號(hào)誤動(dòng)作；控制電源電路(17)由直流穩(wěn)壓集成電源塊、保護(hù)管FU、電容C及壓敏電阻Y構(gòu)成，為控制器各電路提供直流+12V穩(wěn)定電壓；電容C17、C22、C16是接至門電路的電源電容，電容C18、C19是控制電路接地電容。
當(dāng)需要電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，接通正轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A1(11)即給正轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A1(11)加高電平，通過門電路ICIC及電容C1向時(shí)基電路IC3、電阻R6、電容C3構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(14)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號(hào)，單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(14)由高電平變?yōu)榈碗娖?。同時(shí)正轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A1(11)所加高電平經(jīng)門電路ICIB到達(dá)的電路ICIA之輸入端1，此時(shí)的單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(14)因輸出低電平，屬于閉鎖狀態(tài)。而電阻R6、電容C3為延時(shí)電路，它使IC3的輸出在延時(shí)后由低電平轉(zhuǎn)換為高電平，則與門電路ICIA輸出將翻轉(zhuǎn)為高電平，驅(qū)動(dòng)三極管T2導(dǎo)通。三極管T2導(dǎo)通后令繼電器J1工作，控制信號(hào)通過正轉(zhuǎn)控制信號(hào)接點(diǎn)02(29)給到M2可控硅模塊(22)、M3可控硅模塊(23)，令M2可控硅模塊(22)、M3可控硅模塊(23)同時(shí)導(dǎo)通，形成B相電經(jīng)M2可控硅模塊(22)輸出到輸出端V接線端子(7)，C相電經(jīng)M3可控硅模塊(23)輸出到輸出端W接線端子(8)，此時(shí)正向運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)由于繼電器J1的吸合，其常閉點(diǎn)斷開，切斷了提供給繼電器J2的電源，故形成對(duì)繼電器J2控制的另一路模塊的互鎖。M1可控硅模塊(21)只要正轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A1(11)或者反轉(zhuǎn)控制輸入電平接線端子A2(12)有一個(gè)為高電平時(shí)都有控制信號(hào)經(jīng)M1可控硅模塊接點(diǎn)01(31)而觸發(fā)導(dǎo)通，使A相電接通。當(dāng)需要反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，接通反轉(zhuǎn)控制電平接線端子A2(12)，高電平由反轉(zhuǎn)控制電平接線端子A2(12)經(jīng)門電路IC2、IC4、到達(dá)三極管T3，令繼電器J2動(dòng)作，通過反轉(zhuǎn)控制信號(hào)接點(diǎn)03(30)使M4可控硅模塊(24)、M5可控硅模塊(25)導(dǎo)通，通過M1可控硅模塊(21)、M4可控硅模塊(24)、M5可控硅模塊(25)導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)三相電機(jī)的反向運(yùn)轉(zhuǎn)。可控硅模塊電路(13)的控制信號(hào)滿足動(dòng)態(tài)dv/dt大于400V/μs這種狀態(tài)時(shí)，三相電機(jī)無觸點(diǎn)換相控制器不會(huì)產(chǎn)生相間可控硅誤導(dǎo)通問題。
權(quán)利要求1.一種三相電機(jī)無觸點(diǎn)控制器，它由殼體(1)、散熱板(27)、可控硅模塊電路(13)、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(14)、控制信號(hào)互鎖電路(15)、控制電源電路(17)、信號(hào)輸入端過壓保護(hù)電路(16)、可控硅模塊過壓保護(hù)電路(18)、控制電路線路板(19)、控制電源電路線路板(20)、M1可控硅模塊(21)、M2可控硅模塊(22)、M3可控硅模塊(23)、M4可控硅模塊(24)、M5可控硅模塊(25)等構(gòu)成，呈長方體形；其特征在于M2可控硅模塊(22)、M4可控硅模塊(24)、或者M(jìn)3可控硅模塊(23)和M5可控硅模塊(25)反向并聯(lián)構(gòu)成交流開關(guān)，當(dāng)M1可控硅模塊(21)、M2可控硅模塊(22)、M3可控硅模塊(23)、導(dǎo)通時(shí)，三相電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)；M1可控硅模塊(21)、M4可控硅模塊(24)、M5可控硅模塊(25)導(dǎo)通時(shí)，三相電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電機(jī)無觸點(diǎn)換相控制器，其特征在于采用單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路(14)、控制信號(hào)互鎖電路(15)對(duì)可控硅模塊控制信號(hào)進(jìn)行控制，采用可控硅過壓保護(hù)電路(18)對(duì)輸入端進(jìn)行相間保護(hù)；采用信號(hào)輸入端過壓保護(hù)電路(16)對(duì)正、反向運(yùn)行控制信號(hào)進(jìn)行過壓保護(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電機(jī)無觸點(diǎn)換相控制器，其特征在于采用斷態(tài)電壓上升率dv/dt較高的可控硅器件，控制線路應(yīng)滿足動(dòng)態(tài)dv/dt大于400V/μs。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種三相電機(jī)無觸點(diǎn)換相控制器，它由可控硅模塊電路、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路、控制信號(hào)互鎖電路、控制電源電路、信號(hào)輸入端過壓保護(hù)電路、可控硅模塊過壓保護(hù)電路、控制電路線路板、控制電源電路線路板、M
文檔編號(hào)H02P7/00GK2684459SQ20042001845
公開日2005年3月9日 申請日期2004年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者魯廣斌, 朱家國, 劉風(fēng)莉 申請人:齊齊哈爾齊力達(dá)電子有限公司