專利名稱：智能三相電動(dòng)機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智能三相電動(dòng)機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代社會(huì)中，三相交流電機(jī)廣泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)生活領(lǐng)域。電機(jī)控制是一個(gè)成 熟而廣泛應(yīng)用的技術(shù)。如何控制電機(jī)的合斷、以及正反轉(zhuǎn)已經(jīng)是一個(gè)很老的話題?，F(xiàn)在的研 究更傾向于如何能合理地控制電機(jī)，使其事故率減小，使其使用壽命延長(zhǎng)等等方面。目前主 流的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制器一般用固態(tài)繼電器，靠機(jī)械動(dòng)作，純手工操作來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。固態(tài)繼電器SSR是一種沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不含運(yùn)動(dòng)零件的繼電器。SSR是一種全部 由固態(tài)電子元件組成的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)元件，他利用電子元器件的點(diǎn)，磁和光特性來(lái)完成輸入 與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場(chǎng)效應(yīng)管，單向可控硅和雙向可控硅等器件的 開關(guān)特性，來(lái)達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)，無(wú)火花地接通和斷開被控電路。固態(tài)繼電器的壽命長(zhǎng)，靈敏度高， 開關(guān)速度快。但是，其導(dǎo)通之后管壓降大，半導(dǎo)體器件關(guān)斷之后仍然有數(shù)微安甚至毫安的漏 電流，電子元器件的溫度特性和電子線路的抗干擾能力較差。因此，固態(tài)繼電器模塊多用于 負(fù)載小，電磁干擾小的場(chǎng)合，不適用于大的負(fù)載電機(jī)控制，對(duì)電磁干擾比較強(qiáng)的場(chǎng)合適應(yīng)性 差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服用固態(tài)繼電器控制交流電機(jī)帶來(lái)的問(wèn)題，提出一種智 能三相電動(dòng)機(jī)控制器，能帶較大的負(fù)載，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明智能三相電動(dòng)機(jī)控制器，包括其觸點(diǎn)連接市電U相和電 機(jī)u相的磁保持繼電器K1，連接市電V相和電機(jī)V相的正轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2，連接市電W 相和電機(jī)W相的正轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3，連接市電W相和電機(jī)V相的反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K4， 連接市電V相和電機(jī)W相的反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K5，控制微處理器，磁保持繼電器K1至K5斷 開、閉合驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)通道狀態(tài)反饋電路，電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4互鎖電路， 電機(jī)W相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5互鎖電路；所述磁保持繼電器K1至K5斷開、閉合驅(qū)動(dòng) 電路，其每一個(gè)磁保持繼電器閉合驅(qū)動(dòng)電路包含閉合隔離光耦、正向電壓施加電路，控制微 處理器輸出閉合控制信號(hào)經(jīng)閉合隔離光耦、正向電壓施加電路施加正向電壓至對(duì)應(yīng)的磁保 持繼電器，其每一個(gè)磁保持繼電器斷開驅(qū)動(dòng)電路包含斷開隔離光耦、反向電壓施加電路，控 制微處理器輸出斷開控制信號(hào)經(jīng)斷開隔離光耦、反向電壓施加電路施加反向電壓至對(duì)應(yīng)的 磁保持繼電器，電機(jī)V相通道狀態(tài)反饋電路輸出反饋信號(hào)Saml至電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼 電器K2、K4互鎖電路，該互鎖電路的輸出端連接磁保持繼電器K2、K4閉合驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)W 相通道狀態(tài)反饋電路輸出反饋信號(hào)Sam2至電機(jī)W相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5互鎖電路， 該互鎖電路的輸出端連接磁保持繼電器K3、K5閉合驅(qū)動(dòng)電路。上述控制微處理器還輸入電機(jī)三相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)Saml、 Sam2、Sam3 0
在一種實(shí)施方式中，上述電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4互鎖電路，電機(jī)W相 正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5互鎖電路，其任一相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器互鎖電路包含二個(gè)二 輸入端邏輯電路，二個(gè)二輸入端邏輯電路的一輸入端互相連接后輸入該相通道狀態(tài)反饋電 路輸出的反饋信號(hào)，另一輸入端分別輸入控制微處理器輸出的該相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器的 閉合控制信號(hào)，輸出端分別連接該相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器閉合驅(qū)動(dòng)電路的閉合隔離光耦輸 入端。上述二輸入端邏輯電路可選用二輸入端與門。以便使同相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器中的 一個(gè)閉合時(shí)，通過(guò)邏輯電路，反饋信號(hào)使該相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器閉合控制信號(hào)的輸入失 效。在另一種實(shí)施方式中，上述電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4互鎖電路，電機(jī)W 相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5互鎖電路，其任一相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器互鎖電路包含互鎖 光耦，該相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)輸入互鎖光耦，互鎖光耦的輸出端串聯(lián)在該 相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器閉合驅(qū)動(dòng)電路的正向電壓施加電路的供電電源回路。以便使同相正 反轉(zhuǎn)磁保持繼電器中的一個(gè)閉合時(shí)，反饋信號(hào)使該相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器正向電壓施加電 路的供電電源無(wú)法接入。還可包括過(guò)零檢測(cè)電路，該過(guò)零檢測(cè)電路包含鉗位電路、電壓比較器，由電流互感 器取樣輸出的電機(jī)交流電流信號(hào)經(jīng)鉗位電路、電壓比較器輸出過(guò)零點(diǎn)跳變的方波信號(hào)至控 制微處理器。還可包括采樣電路，由電壓互感器取樣輸出的電機(jī)交流電壓信號(hào)輸入采樣電路， 由電流互感器取樣輸出的電機(jī)交流電流信號(hào)輸入采樣電路，采樣電路輸出采樣數(shù)據(jù)信號(hào)至 控制微處理器。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，上述采樣電路包含電壓差分濾波、電流差分濾波、 采樣芯片，采樣微處理器，由電壓互感器取樣輸出的電機(jī)交流電壓信號(hào)經(jīng)電壓差分濾波輸 入采樣芯片，由電流互感器取樣輸出的電機(jī)交流電流信號(hào)經(jīng)電流差分濾波輸入采樣芯片， 采樣芯片輸出采樣數(shù)據(jù)信號(hào)至采樣微處理器，采樣微處理器和控制微處理器之間通過(guò)通信 接口交換數(shù)據(jù)。還可設(shè)有和監(jiān)控中心通信的通信接口，該通信接口連接微處理器。微處理器經(jīng)通 信接口輸出數(shù)據(jù)信號(hào)至監(jiān)控中心，輸入通信接口接收的監(jiān)控中心控制命令。本發(fā)明采用微處理器，純數(shù)字控制方式，完全克服機(jī)械模擬式控制器的缺點(diǎn)。本發(fā) 明采用磁保持繼電器，過(guò)電流能力強(qiáng)，能帶較大負(fù)載。磁保持繼電器內(nèi)部采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，抗 干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠。本發(fā)明與目前的手工操作模擬控制的交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制器 相比，有非常大的優(yōu)越性，本發(fā)明設(shè)有正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器互鎖電路，有效防止繼電器來(lái)不 及關(guān)斷造成的電源短路。本發(fā)明設(shè)有過(guò)零檢測(cè)電路，在電流過(guò)零點(diǎn)斷開繼電器，有效減少高 壓拉弧的產(chǎn)生。本發(fā)明設(shè)有采樣電路，能夠?qū)崟r(shí)輸出電網(wǎng)中的各相電壓電流有效值、頻率、 以及電機(jī)的功率因素等。此外，本發(fā)明還設(shè)有和監(jiān)控中心通信的通信接口，如RS485總線通 信，Zigbee無(wú)線通信和CAN總線通信，通過(guò)和監(jiān)控中心通信的通信接口，組成控制網(wǎng)路，用 于多組電機(jī)控制。這是普通手工操作模擬式電機(jī)控制器無(wú)法比擬的。


圖1是實(shí)施例三相電機(jī)M正反轉(zhuǎn)控制示意圖；圖2是實(shí)施例系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖3是實(shí)施例控制微處理器外圍電路示意圖；圖4是實(shí)施例磁保持繼電器斷開、閉合驅(qū)動(dòng)電路原理圖；圖5是實(shí)施例電機(jī)通道狀態(tài)反饋電路原理圖；圖6是實(shí)施例電壓互感器PT1、PT2、PT3的接法示意圖；圖7是實(shí)施例電機(jī)三相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)Saml、Sam2、Sam3走向 圖；圖8是實(shí)施例電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4雙重互鎖電路原理圖；圖9是實(shí)施例過(guò)零檢測(cè)電路連接示意框圖；圖10是實(shí)施例過(guò)零檢測(cè)電路原理圖；圖11是實(shí)施例示波器觀察到的過(guò)零檢測(cè)波形；圖12是實(shí)施例采樣電路示意框圖；圖13是實(shí)施例電壓采樣示意框圖；圖14是實(shí)施例電流采樣示意框圖；圖15是實(shí)施例采樣芯片電路圖；圖16是實(shí)施例電壓差分濾波電路圖；圖17是實(shí)施例電流差分濾波電路圖；圖18是實(shí)施例RS485通信接口電路圖；圖19是實(shí)施例CAN總線收發(fā)器實(shí)現(xiàn)電路圖；圖20是實(shí)施例ZigBee通信方框圖；圖21是實(shí)施例ZigBee電平轉(zhuǎn)換電路圖；圖22是實(shí)施例EEPR0M實(shí)現(xiàn)電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1、圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例，包括其觸點(diǎn)連接市電U相和電機(jī)U相的磁保持繼 電器K1，連接市電V相和電機(jī)V相的正轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2，連接市電W相和電機(jī)W相的正轉(zhuǎn) 磁保持繼電器K3，連接市電W相和電機(jī)V相的反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K4，連接市電V相和電機(jī)W 相的反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K5，控制微處理器，磁保持繼電器K1至K5斷開、閉合驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī) 三相通道狀態(tài)反饋電路，電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4雙重互鎖電路，電機(jī)W相正反 轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5雙重互鎖電路、過(guò)零檢測(cè)電路、采樣電路、以及和監(jiān)控中心通信的通 信接口。磁保持繼電器K1至K5斷開、閉合驅(qū)動(dòng)電路，其每一個(gè)磁保持繼電器閉合驅(qū)動(dòng)電路 包含閉合隔離光耦、正向電壓施加電路，控制微處理器輸出閉合控制信號(hào)經(jīng)閉合隔離光耦、 正向電壓施加電路施加正向電壓至對(duì)應(yīng)的磁保持繼電器，其每一個(gè)磁保持繼電器斷開驅(qū)動(dòng) 電路包含斷開隔離光耦、反向電壓施加電路，控制微處理器輸出斷開控制信號(hào)經(jīng)斷開隔離 光耦、反向電壓施加電路施加反向電壓至對(duì)應(yīng)的磁保持繼電器。電機(jī)V相通道狀態(tài)反饋電 路輸出反饋信號(hào)Saml至電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4雙重互鎖電路，該互鎖電路 的輸出端連接磁保持繼電器K2、K4閉合驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)W相通道狀態(tài)反饋電路輸出反饋信 號(hào)Sam2至電機(jī)W相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5雙重互鎖電路，該互鎖電路的輸出端連接磁 保持繼電器K3、K5閉合驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)三相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)Saml、Sam2、Sam3還送至控制微處理器。由電流互感器取樣輸出的電機(jī)交流電流信號(hào)經(jīng)過(guò)零檢測(cè)電路輸 出過(guò)零點(diǎn)跳變的方波信號(hào)至控制微處理器。采樣電路包含采樣芯片、采樣微處理器，由電壓 互感器取樣輸出的電機(jī)交流電壓信號(hào)、由電流互感器取樣輸出的電機(jī)交流電流信號(hào)經(jīng)采樣 芯片輸出采樣數(shù)據(jù)信號(hào)至采樣微處理器，采樣微處理器通過(guò)CAN通信接口和控制微處理器 交換數(shù)據(jù)。微處理器經(jīng)RS485通信接口、ZigBee無(wú)線通信接口、CAN通信接口輸出數(shù)據(jù)信號(hào) 至監(jiān)控中心，輸入通信接口接收的監(jiān)控中心控制命令。如圖2所示，本實(shí)施例采用雙微處理器，兩個(gè)微處理器之間通過(guò)CAN通信接口協(xié)同 工作?？刂莆⑻幚砥髫?fù)責(zé)磁保持繼電器K1至K5的控制，RS485通信和ZigBee無(wú)線通信。 采樣微處理器負(fù)責(zé)三相電壓、電流、頻率、功率因素以及有功無(wú)功的測(cè)量，以及過(guò)壓、欠壓、 缺相和過(guò)流的保護(hù)。掉電存儲(chǔ)模塊用來(lái)存儲(chǔ)每塊微處理器的地址，負(fù)載電機(jī)消耗的電能，以 及用于判斷和計(jì)算的參數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)，這些參數(shù)被存儲(chǔ)在EEPR0M中，系統(tǒng)再次上電，這 些參數(shù)被重新讀出。雙重互鎖電路獨(dú)立于微處理器，其工作狀態(tài)不受微處理器的控制，僅僅 與繼電器的開合狀態(tài)相關(guān)。雙重互鎖電路有效地防止碰相的發(fā)生。過(guò)零檢測(cè)電路檢測(cè)交流 電流的零點(diǎn)，并通知控制處理器，在零點(diǎn)的時(shí)候切斷，減少和避免拉弧的產(chǎn)生。電壓和電流 互感器用來(lái)從電網(wǎng)中取樣，取樣電壓和電流分別用于檢測(cè)、過(guò)零檢測(cè)。采樣微處理器從采樣 芯片中讀取測(cè)量值，進(jìn)行分析計(jì)算處理，并判斷異常狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)異常，則通知控制微處 理器立即進(jìn)行切斷操作。如圖1所示，本發(fā)明通過(guò)任意交換三相中的兩相實(shí)現(xiàn)三相電機(jī)M的正反轉(zhuǎn)控制。其 中，K1、K2、K3、K4*K5為五個(gè)磁保持繼電器。當(dāng)K1、K2、K3閉合時(shí)，相序?yàn)閁、V、W，此時(shí) 電機(jī)M正轉(zhuǎn)。當(dāng)K1、K4、K5閉合時(shí)，相序?yàn)樯健?、乂，此時(shí)電機(jī)11反轉(zhuǎn)。本發(fā)明要求帶大功率負(fù)載，因此選用磁保持繼電器，采用上海萬(wàn)佳WJ302型磁保 持繼電器。額定負(fù)載100A/240VAC，線圈控制電壓DC12V。一般電器壽命10000次，機(jī)械壽 命1000000次，觸點(diǎn)接觸電阻最大2mQ。因此，具有省電、性能穩(wěn)定、體積小、承載能力大，比 一般電磁繼電器性能優(yōu)越的特點(diǎn)。磁保持繼電器其觸點(diǎn)開、合狀態(tài)平時(shí)是由永久磁鋼所產(chǎn)生的磁力所保持。當(dāng)繼電 器的觸點(diǎn)需要開或合狀態(tài)時(shí)，即接通或切斷負(fù)載時(shí)，只需用正或反直流脈沖電壓激勵(lì)線圈， 繼電器在瞬間就完成了開與合的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。這時(shí)的功率損耗一般小于1W。通常觸點(diǎn)處于保 持狀態(tài)時(shí)，線圈不需繼續(xù)通電，僅靠永久磁鋼的磁力就能維持繼電器的狀態(tài)不變?？刂莆⑻幚砥骱筒蓸游⑻幚砥骶x取NEC電子的78K0系列8位單片機(jī)，單片機(jī)型 號(hào)為UPD78F0881。此單片機(jī)包含32K Flash程序存儲(chǔ)器，1K高速RAM。最大支持20M晶振。 內(nèi)置4個(gè)8位定時(shí)器和2個(gè)16位定時(shí)器。通信部分包括兩個(gè)串行通信口和一個(gè)CAN通信 口，內(nèi)置CAN控制器。片內(nèi)集成上電清零P0C電路和低電壓檢測(cè)器LVI。如圖3所示，為控制微處理器外圍電路示意圖，其中LED 1、LED2、LED3分別為正轉(zhuǎn)、 停機(jī)、反轉(zhuǎn)指示燈。如圖4所示，利用H橋電路來(lái)驅(qū)動(dòng)磁保持繼電器的斷合，由于磁保持繼電器的觸點(diǎn) 狀態(tài)由永久磁鋼的磁力所保持，因此，控制觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)，只需在線圈兩端輸入一定寬度的正 向或反向直流脈沖就可以實(shí)現(xiàn)磁保持繼電器的接通或切斷。磁保持繼電器閉合驅(qū)動(dòng)電路 包含閉合隔離光耦GA、正向電壓施加電路，正向電壓施加電路由三極管Q1、Q4和電阻R1組 成，控制微處理器輸出閉合控制信號(hào)CtrlA經(jīng)閉合隔離光耦GA、正向電壓施加電路施加正向電壓至磁保持繼電器K的線圈，使磁保持繼電器K的觸點(diǎn)閉合。磁保持繼電器斷開驅(qū)動(dòng) 電路包含斷開隔離光耦GB、反向電壓施加電路，反向電壓施加電路由三極管Q2、Q3和電阻 R2組成，控制微處理器輸出斷開控制信號(hào)CtrlB經(jīng)斷開隔離光耦GB、反向電壓施加電路施 加反向電壓至磁保持繼電器K的線圈，使磁保持繼電器K的觸點(diǎn)斷開。具體工作過(guò)程為當(dāng) CtrlA為高電平，CtrlB為低電平時(shí)，Q1與Q4導(dǎo)通，延時(shí)100ms，清零CtrlA，形成12V、100ms 脈寬的正脈沖驅(qū)動(dòng)繼電器K閉合。當(dāng)CtrlA為低電平，CtrlB為高電平時(shí)，Q2與Q3導(dǎo)通，延 時(shí)100ms，清零CtrlB，形成12V、100ms脈寬的反脈沖驅(qū)動(dòng)繼電器K斷開?？梢?，磁保持繼電器，給其100ms脈寬的12V正脈沖可以使其閉合，當(dāng)它閉合后，將 一直保持這種閉合的狀態(tài)，當(dāng)給其100ms脈寬的12V負(fù)脈沖時(shí)，可以使其斷開。100ms的12V 正負(fù)脈沖由單片機(jī)的10 口控制，Ctrl A與CtrlB為單片機(jī)10 口輸出端。當(dāng)Ctrl A = 1， Ctrl B = 0時(shí)，閉合隔離光耦GA導(dǎo)通，斷開隔離光耦GB截止，此時(shí)三極管Q1與Q4導(dǎo)通，Q2 與Q3截止，RelayA端約為12V，RelayB端約為0V，此時(shí)，繼電器為正向?qū)ǎ虼死^電器會(huì) 閉合。反之當(dāng)Ctrl A = 0，Ctrl B = 1時(shí)，繼電器會(huì)斷開。如圖5所示，電機(jī)通道狀態(tài)反饋電路包含電壓互感器、儀表放大器AD623、整流濾 波電路、電壓比較器LM339。U，U’為從電壓互感器副邊取樣電阻兩端取得的電壓，儀表放大 器AD623具有極高的輸入阻抗，此處主要用于提高輸入阻抗，并起到隔離的作用。電壓互感 器副邊的差分電壓信號(hào)通過(guò)儀表放大器AD623，經(jīng)過(guò)半波整流濾波電路，變成脈動(dòng)直流，半 波整流后經(jīng)RC濾波電路，得到一個(gè)近似穩(wěn)定的直流電壓信號(hào)，最后通過(guò)電壓比較器LM339 與設(shè)定的門限電壓進(jìn)行比較，輸出反饋信號(hào)Sam。經(jīng)試驗(yàn)，當(dāng)電壓互感器原邊加上380V交流電壓時(shí)，副邊輸出有效值為0. 44V的交 流信號(hào)，經(jīng)整流濾波后，直流信號(hào)大約為0.37V。當(dāng)電壓互感器原邊加上(380*30% )V交流 電壓時(shí)，副邊輸出有效值為0. 33V的交流信號(hào)，經(jīng)整流濾波后，直流信號(hào)大約為0. 28V。因 此，門限信號(hào)設(shè)置為0.28 <Vo< 0.37。即，當(dāng)測(cè)量信號(hào)電壓彡(380*30% )V時(shí)，反饋信號(hào) Sam狀態(tài)不翻轉(zhuǎn)。選取門限電壓為0. 30V。電機(jī)三相通道狀態(tài)反饋電路設(shè)有三路電機(jī)通道狀態(tài)反饋電路，分別從電壓互感器 PT1、PT2、PT3副邊的取樣電阻兩端取得電壓。如圖6所示，電壓互感器PT1的原邊連接在 電機(jī)U相、V相之間，測(cè)UV之間的線電壓，電壓互感器PT2的原邊連接在電機(jī)U相、W相之 間，測(cè)UW之間的線電壓，電壓互感器PT3的原邊連接在電機(jī)V相、W相之間，測(cè)VW之間的線 電壓。電壓互感器PT1對(duì)應(yīng)反饋信號(hào)Saml，電壓互感器PT2對(duì)應(yīng)反饋信號(hào)Sam2，電壓互感 器PT3對(duì)應(yīng)反饋信號(hào)Sam3。在磁保持繼電器全部斷開情況下，Saml = Sam2 = Sam3 = 1。由于電壓互感器原邊回路接在磁保持繼電器輸出端，當(dāng)繼電器閉合，三相通路導(dǎo) 通的時(shí)候，反饋信號(hào)輸出為低電平。當(dāng)繼電器斷開，輸出端電壓為零，反饋信號(hào)輸出為高電 平。反饋信號(hào)實(shí)際上反映了三相通道的通斷狀態(tài)。在程序上，總是讓U相首先閉合，正轉(zhuǎn)閉合Kl、K2、K3，反轉(zhuǎn)閉合Kl、K4、K5。當(dāng)U閉合，V，W均未閉合時(shí)，此時(shí)UV = UW 190V，VW = 0V，不能使反饋信號(hào)翻轉(zhuǎn)。 此時(shí)反饋信號(hào)Saml = Sam2 = Sam3 = 1。當(dāng)U，V閉合，W還未來(lái)得及閉合時(shí)，此時(shí)UV = 380V，UW = VW 190V。貝丨」，通過(guò)PT1 得到的反饋信號(hào)Saml = 0，Sam2 = Sam3 = 1。這時(shí)，反饋信號(hào)Saml翻轉(zhuǎn)，說(shuō)明K2或者K4 已經(jīng)閉合，此時(shí)將K4或者K2鎖住，使其無(wú)法閉合。
同理，當(dāng)U，W閉合，V還未來(lái)得及閉合時(shí)，此時(shí)UW = 380V, UV = Vff ^ 190V。貝丨J， 通過(guò)PT2得到的反饋信號(hào)Sam2 = 0，Saml = Sam3 = 1。這時(shí)，反饋信號(hào)Sam2翻轉(zhuǎn)，說(shuō)明K3 或者K5閉合，此時(shí)將K5或者K3鎖住，使其無(wú)法閉合。當(dāng) U，V，W 均閉合時(shí)，UV = Vff = UW = 380V。Saml = Sam2 = Sam3 = 0。此時(shí)反 饋信號(hào)Saml與Sam2均將相應(yīng)的繼電器鎖死?？梢?，U相閉合的情況下，反饋信號(hào)Saml反映了電機(jī)V相通道狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的反饋電 路為電機(jī)V相通道狀態(tài)反饋電路。反饋信號(hào)Sam2反映了電機(jī)W相通道狀態(tài)，對(duì)應(yīng)的反饋電 路為電機(jī)W相通道狀態(tài)反饋電路。如圖7所示，因電機(jī)三相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)Saml、Sam2、Sam3反 應(yīng)了電機(jī)三相通道的通斷狀態(tài)，故均送入控制微處理器MCU單片機(jī)的I/O 口，將三相通道的 通斷狀態(tài)告知單片機(jī)，單片機(jī)以此為依據(jù)來(lái)判斷對(duì)繼電器的控制是否成功。同時(shí)反饋信號(hào) SamUSam2還參與互鎖，反饋信號(hào)Saml輸入電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4雙重互鎖 電路，反饋信號(hào)Sam2輸入電機(jī)W相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5雙重互鎖電路。若發(fā)出閉合指令后，三相閉合動(dòng)作全部執(zhí)行完畢，控制微處理器單片機(jī)只要檢測(cè) 到反饋信號(hào)中有任意一個(gè)信號(hào)狀態(tài)仍然為“1”，則立即執(zhí)行切斷指令，同時(shí)單片機(jī)復(fù)位?；ユi，是兩個(gè)繼電器相互鎖定，當(dāng)其中一個(gè)繼電器閉合的話，另外一個(gè)繼電器一定 無(wú)法動(dòng)作。實(shí)施例通過(guò)雙重互鎖電路防止兩個(gè)正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4或K3、K5同時(shí)閉
口 O如圖8所示，電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4雙重互鎖電路，包含二個(gè)二輸入 端邏輯電路與門F、F’、電壓跟隨器T和互鎖光耦GS，二個(gè)二輸入端邏輯電路與門F、F’的一 輸入端互相連接后輸入電機(jī)V相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)Saml，另一輸入端分別 輸入控制微處理器輸出的V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4的閉合控制信號(hào)CtrlA、CtrlA’， 輸出端分別連接閉合隔離光耦GA、GA’的輸入端，反饋信號(hào)Saml還經(jīng)電壓跟隨器T輸入互 鎖光耦GS，互鎖光耦GS的輸出端串聯(lián)在正向電壓施加電路的供電電源端12V和閉合隔離光 耦GA、GA，的供電端之間。如圖8所示圖中包含兩個(gè)繼電器K2、K4驅(qū)動(dòng)電路，為需要互鎖的兩部分。其中電 壓跟隨器T為反饋信號(hào)Saml與互鎖光耦GS之間隔離，并改變此回路的輸入阻抗，避免反饋 信號(hào)Saml被互鎖光耦GS拉低。a、當(dāng)其中兩個(gè)繼電器K2、K4都處于斷開狀態(tài)時(shí)反饋信號(hào)Saml = 1。此時(shí)Ctrl A與Ctrl A’端的與門F、F’均處于開放狀態(tài)；并且互鎖光耦GS導(dǎo)通。 12V通過(guò)互鎖光耦GS加至光耦GA和光耦GA’。此時(shí)，兩個(gè)繼電器K2、K4均可以自由閉合。b、當(dāng)其中任意一個(gè)繼電器K2或K4閉合后，反饋信號(hào)Saml = 0。此時(shí)Ctrl A與Ctrl A’端的與門F、F’均被Saml信號(hào)鎖住。無(wú)論CtrlA與Ctrl A’端的狀態(tài)如何，與門F、F’輸出均為低電平。因此光耦GA與光耦GA’截止。又由于Saml 信號(hào)為低電平，電壓跟隨器T輸出低電平，使得互鎖光耦GS截止。光耦GA與光耦GA’的 12V電源被切斷。即被鎖的兩路繼電器K2、K4均無(wú)法再執(zhí)行閉合動(dòng)作。直到執(zhí)行斷開指 令，反饋信號(hào)Saml重新為高電平。電機(jī)W相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5雙重互鎖電路和電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電 器K2、K4雙重互鎖電路相同，此時(shí)，輸入的是W相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)Sam2。
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圖8所示的雙重互鎖電路通過(guò)兩個(gè)方面防止兩個(gè)正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器同時(shí)閉合1、通過(guò)二個(gè)二輸入端與門F、F’，使正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器閉合驅(qū)動(dòng)電路的閉合隔離 光耦GA、GA’輸入端無(wú)法置1。也就是當(dāng)其中一個(gè)繼電器閉合時(shí)，反饋信號(hào)使得閉合隔離光 耦的輸入失效。2、通過(guò)電壓跟隨器T和互鎖光耦GS，使閉合隔離光耦GA、GA’無(wú)法接入12V電源， 繼電器無(wú)法獲得12V的驅(qū)動(dòng)脈沖。也就是當(dāng)其中一個(gè)繼電器閉合時(shí)，反饋信號(hào)使閉合隔離 光耦GA、GA’的12V電源斷開。實(shí)施例反饋信號(hào)使閉合隔離光耦GA、GA’的12V電源斷開， 也可以設(shè)計(jì)成使需要互鎖的兩路繼電器正向電壓施加電路的12V電源斷開，設(shè)計(jì)成使三極 管Q1、Q1’的12V電源斷開等等，總之，只要將互鎖光耦GS的輸出端串聯(lián)在需要互鎖的兩路 繼電器正向電壓施加電路的供電電源回路，使12V供電電源無(wú)法接入即可。此互鎖電路的好處是雙重保護(hù)，不僅僅在控制微處理器輸出10端做到互鎖。即使 10互鎖失效，后級(jí)互鎖還能發(fā)揮作用。在開關(guān)器件通斷電路中，當(dāng)電壓不低于10 20V，電流不小于80 100mA，開關(guān)器 件的觸頭間便會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧是高溫高導(dǎo)電率的游離氣體，它不僅對(duì)觸頭有可達(dá)的破壞 作用，而且使斷開電路的時(shí)間延長(zhǎng)。作為一種大功率開關(guān)，磁保持繼電器開關(guān)時(shí)將會(huì)產(chǎn)生電 弧，從而影響本發(fā)明的穩(wěn)定性及使用壽命。為避免在開關(guān)過(guò)程中電弧的產(chǎn)生，選擇在電流為 零時(shí)控制繼電器的斷開，使電弧產(chǎn)生的條件不具備。因此，檢測(cè)電流為零時(shí)控制繼電器動(dòng) 作，將是一種避免產(chǎn)生電弧的有效方法。如圖9所示，電流互感器CT接負(fù)載RL，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。一方面用于 過(guò)零檢測(cè)，一方面用于測(cè)量。由于測(cè)量部分輸入阻抗低，所以用于過(guò)零檢測(cè)的信號(hào)通過(guò)儀表 放大器AD623跟隨輸出，提高過(guò)零檢測(cè)部分輸入阻抗。同時(shí)將信號(hào)與測(cè)量部分隔離。電流 互感器輸出的正弦信號(hào)經(jīng)過(guò)過(guò)零檢測(cè)電路后，整形為標(biāo)準(zhǔn)方波，送至控制微處理器的外部 中斷口。 如圖10所示，過(guò)零檢測(cè)電路包含鉗位電路、電壓比較器，由電流互感器CT取樣輸 出的電機(jī)交流電流信號(hào)經(jīng)儀表放大器AD623、鉗位電路、電壓比較器輸出過(guò)零點(diǎn)跳變的方波 信號(hào)至控制微處理器。工作過(guò)程是從取樣電阻RL兩端取的正弦電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓二極 管D1、D2鉗位，使信號(hào)低于5. IV。送至四電壓比較器LM339的同相端與反相端。LM339的 同相端用“ + ”表示，反相輸入端，用“_”表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè) 固定電壓做參考電壓，也稱為門限電平，它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點(diǎn)，另一端 加一個(gè)待比較的信號(hào)電壓。當(dāng)“ + ”端電壓高于“_”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。 當(dāng)“_”端電壓高于“ + ”端時(shí)，輸出管飽和，相當(dāng)于輸出端接低電位。兩個(gè)輸入端電壓差別大 于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把LM339用在弱信號(hào) 檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。LM339的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使 用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻，稱為上拉電阻，選3-15K。選不同阻值的上拉電阻 會(huì)影響輸出端高電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于 上拉電阻與負(fù)載的值。如圖11所示，為示波器所觀察到的過(guò)零檢測(cè)波形。由于LM339兩輸 入端壓差大于10mV，其輸出就能從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)。因此，當(dāng)電流互感器輸出信 號(hào)越大時(shí)，零點(diǎn)檢測(cè)越準(zhǔn)確。圖中，正弦信號(hào)為電流互感器輸出信號(hào)波形，方波為電壓比較 器LM339輸出波形?？梢钥闯?，方波的下降沿幾乎與正弦交流信號(hào)過(guò)零點(diǎn)吻合。
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如圖12所示，采樣電路包含電壓差分濾波、電流差分濾波、采樣芯片、采樣微處理 器，由電壓互感器PT取樣輸出的電機(jī)交流電壓信號(hào)經(jīng)電壓差分濾波輸入采樣芯片，由電流 互感器CT取樣輸出的電機(jī)交流電流信號(hào)經(jīng)電流差分濾波輸入采樣芯片，采樣芯片輸出采 樣數(shù)據(jù)信號(hào)至采樣微處理器。采樣芯片采用珠海炬力公司的電度計(jì)量芯片ATT7022A。ATT7022A是一種高精度三相電能專用計(jì)量芯片，適用于三相三線和三相四線的應(yīng) 用。ATT7022A集成了六路二階sigma-delta ADC、參考電壓電路以及所有功率、能量、有效 值、功率因素以及頻率測(cè)量的數(shù)字信號(hào)處理等電路。ATT7022A提供一個(gè)SPI接口，方便與外 部微處理器之間進(jìn)行計(jì)量參數(shù)以及校表參數(shù)的傳遞。所有計(jì)量參數(shù)都可以通過(guò)SPI接口讀
出o如圖13所示，電壓采樣信號(hào)從電壓互感器PT輸出，電壓互感器PT采用環(huán)氧灌封 電流型電壓互感器TV19E。從電壓互感器PT出來(lái)的小信號(hào)經(jīng)過(guò)差分濾波電路直接輸入采樣 芯片進(jìn)行采樣。電壓互感器PT輸出信號(hào)分成兩路，一路用于產(chǎn)生反饋信號(hào)，如圖虛線所示， 另一路用于測(cè)量，如圖實(shí)線所示。三相電壓通道共三組同樣的采集裝置分別對(duì)三相電壓進(jìn) 行測(cè)量，采樣微處理器通過(guò)SPI接口讀取電壓采樣值，并通過(guò)計(jì)算判斷是否存在欠壓、過(guò)壓 以及缺相等現(xiàn)象。如果出現(xiàn)以上異常情況，則通過(guò)CAN總線立即向控制微處理器發(fā)送立即 切斷命令，對(duì)負(fù)載電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。如圖14所示，電流采樣信號(hào)為電流互感器CT輸出信號(hào)，電流互感器CT輸出信號(hào) 分成兩路，一路用于過(guò)零檢測(cè)，如圖虛線所示，一路用于測(cè)量，如圖實(shí)線所示。三相電流通 道共三組同樣采集裝置分別對(duì)三相電流進(jìn)行測(cè)量，采樣微處理器通過(guò)SPI接口與采樣芯片 ADT7022A進(jìn)行通信，讀取采樣值，并通過(guò)計(jì)算分析電網(wǎng)中電流的大小以及變化趨勢(shì)。如果測(cè) 得電流超過(guò)設(shè)定額定電流，則將進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，采樣微處理器通過(guò)CAN總線向控制微處理 器發(fā)送立即切斷命令。如圖15所示，為采樣芯片實(shí)現(xiàn)電壓、電流測(cè)量電路圖。如圖16所示，為電壓差分 濾波電路圖，如圖17所示，為電流差分濾波電路圖，只畫出一路電壓采樣通道和一路電流 采樣通道，Uv, Uv，和Ui，Ui’分別為電壓互感器和電流互感器取樣電阻兩端所取的差分信 號(hào)，差分信號(hào)通過(guò)濾波網(wǎng)絡(luò)輸入采樣芯片進(jìn)行采樣。本發(fā)明設(shè)有和監(jiān)控中心通信的通信接口，可以通過(guò)通信接口實(shí)時(shí)地向用戶反映設(shè) 備的運(yùn)行情況，同時(shí)用戶也可以根據(jù)需要和設(shè)備發(fā)送的信息將控制命令反饋給本發(fā)明。本 發(fā)明的通信方式靈活，設(shè)計(jì)了 RS485通信接口、CAN通信接口、ZigBee無(wú)線通信接口等多種 通信接口來(lái)滿足信息交換的需要。以下詳細(xì)介紹各種通信接口。1)RS485 通信RS485采用差分信號(hào)負(fù)邏輯，+2V +6V表示“0”，-6V -2V表示“1”。RS485有 兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的 是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓樸結(jié)構(gòu)，在同一總線上最多可以掛接32個(gè)結(jié) 點(diǎn)。在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)從機(jī)。本發(fā)明的RS485通信采用MAX3082實(shí)現(xiàn)。外圍電路如圖18所示。2) CAN 通信CAN總線是一種有效支持分布式控制和實(shí)時(shí)控制的穿行通信網(wǎng)絡(luò)。CAN通信采用短幀結(jié)構(gòu)，每一幀為8個(gè)字節(jié)，并采用了位填充、數(shù)據(jù)塊編碼、CRC檢驗(yàn)等功能，數(shù)據(jù)出錯(cuò)率 極低。CAN是目前為止唯一有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線，或采用多主方式工作，直接通信距離最 遠(yuǎn)可達(dá)10km，速率在5kbps之下，通信速率最高可達(dá)1Mbps。CAN總線通信的實(shí)現(xiàn)主要包括兩方面的內(nèi)容一個(gè)是CAN控制器的設(shè)計(jì)；另一個(gè)就 是實(shí)現(xiàn)CAN控制器與外部物理總線之間的接口 CAN收發(fā)器。(1) CAN總線控制器對(duì)于控制器可以直接使用NEC單片機(jī)UPD78F0881內(nèi)部集成的CAN總線控制器，只 需要設(shè)置必要的參數(shù)即可使用。此模塊滿足IS011898號(hào)CAN總線通信協(xié)議；包涵標(biāo)準(zhǔn)幀和 擴(kuò)展幀兩種工作方式；具有16個(gè)數(shù)據(jù)緩存區(qū)等功能特點(diǎn)。可以很好地滿足需要。(2) CAN總線收發(fā)器此模塊選用的是Philips公司生產(chǎn)的TJA1050芯片來(lái)驅(qū)動(dòng)總線電路。該器件提供 了 CAN控制器與物理總線之間的接口以及對(duì)CAN總線的差動(dòng)發(fā)送和接收功能。實(shí)現(xiàn)電路如圖19所示。3)ZigBee 通信ZigBee是一種新興的短距離、低速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是一種介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù) 和藍(lán)牙之間的技術(shù)方案。主要用于近距離無(wú)線連接。它有自己的無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個(gè)微 小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過(guò)無(wú) 線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)傳感器傳到另一個(gè)傳感器，所以它們的通信效率非常高。本發(fā)明ZigBee通信方框圖如圖20所示。此模塊中所用的Zigbee模塊是3. 3V供電系統(tǒng)，而微處理器為5V供電系統(tǒng)，為了 將單片機(jī)串口信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成Zigbee模塊可以使用的電平，因此在微處理器與Zigbee之 間需加一級(jí)電平轉(zhuǎn)換電路。電平轉(zhuǎn)換電路如圖21所示。當(dāng)信號(hào)由串口向Zigbee模塊傳輸，如圖21左圖所示，信號(hào)為5V電平時(shí)，Q7. 1導(dǎo) 通，Q7. 2截止，輸出電平為3. 3V電平；信號(hào)為低電平時(shí)，Q7. 1截止，Q7. 2導(dǎo)通，輸出電平為 低。反之亦然，如圖21右圖所示。Vdd為3. 3V, Vcc為5V, TOUT和TIN是與單片機(jī)串口相連的，ZigTx和ZigRx是與 ZigBee模塊相連的。本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用EEPR0M存儲(chǔ)芯片。在掉電的情況下，仍然能夠完整的保存 數(shù)據(jù)。重復(fù)可擦寫次數(shù)為十萬(wàn)次。在此設(shè)計(jì)中，EEPR0M用來(lái)保存每塊單片機(jī)的地址，CAN節(jié) 點(diǎn)的ID，繼電器動(dòng)作時(shí)間，判斷保護(hù)的閥值以及電機(jī)所消耗的電能等等?？偟拇鎯?chǔ)數(shù)據(jù)量不 大，因此選用256字節(jié)的24C02作為存儲(chǔ)單元，24C02與單片機(jī)之間通過(guò)IIC總線通信，其實(shí) 現(xiàn)電路如圖22所示，SCL與SDA分別與單片機(jī)相連，SCL為IIC總線的時(shí)鐘線，SDA為數(shù)據(jù) 線，單片機(jī)通過(guò)模擬IIC程序擦寫、讀取EEraOM。綜上所述，本發(fā)明智能三相電動(dòng)機(jī)控制器強(qiáng)電與控制電路部分隔離，發(fā)光二極管 指示正、反轉(zhuǎn)狀態(tài)，通信方式靈活，可方便實(shí)現(xiàn)對(duì)三相電機(jī)正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行的切換。設(shè)有互鎖、 過(guò)零檢測(cè)等功能，切換安全可靠，切換時(shí)無(wú)、火花，無(wú)噪音。產(chǎn)品主要用于大功率三相電動(dòng)機(jī) 正反轉(zhuǎn)運(yùn)行的切換。本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，根據(jù)本發(fā)明的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，還可以做出其它多種形式的修 改、替換或變更，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種智能三相電動(dòng)機(jī)控制器，其特征在于包括其觸點(diǎn)連接市電U相和電機(jī)U相的磁保持繼電器K1，連接市電V相和電機(jī)V相的正轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2，連接市電W相和電機(jī)W相的正轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3，連接市電W相和電機(jī)V相的反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K4，連接市電V相和電機(jī)W相的反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K5，控制微處理器，磁保持繼電器K1至K5斷開、閉合驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)通道狀態(tài)反饋電路，電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4互鎖電路，電機(jī)W相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5互鎖電路；所述磁保持繼電器K1至K5斷開、閉合驅(qū)動(dòng)電路，其每一個(gè)磁保持繼電器閉合驅(qū)動(dòng)電路包含閉合隔離光耦、正向電壓施加電路，控制微處理器輸出閉合控制信號(hào)經(jīng)閉合隔離光耦、正向電壓施加電路施加正向電壓至對(duì)應(yīng)的磁保持繼電器，其每一個(gè)磁保持繼電器斷開驅(qū)動(dòng)電路包含斷開隔離光耦、反向電壓施加電路，控制微處理器輸出斷開控制信號(hào)經(jīng)斷開隔離光耦、反向電壓施加電路施加反向電壓至對(duì)應(yīng)的磁保持繼電器，電機(jī)V相通道狀態(tài)反饋電路輸出反饋信號(hào)Sam1至電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、K4互鎖電路，該互鎖電路的輸出端連接磁保持繼電器K2、K4閉合驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)W相通道狀態(tài)反饋電路輸出反饋信號(hào)Sam2至電機(jī)W相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5互鎖電路，該互鎖電路的輸出端連接磁保持繼電器K3、K5閉合驅(qū)動(dòng)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于所述電機(jī)V相、W相通道狀態(tài)反饋電路， 其任一電機(jī)通道狀態(tài)反饋電路包含電壓互感器、整流濾波電路、電壓比較器，電壓互感器副 邊的電壓信號(hào)經(jīng)整流濾波電路、電壓比較器輸出反饋信號(hào)，電機(jī)V相通道狀態(tài)反饋電路的 電壓互感器PT1的原邊連接在電機(jī)U相、V相之間，電機(jī)W相通道狀態(tài)反饋電路的電壓互感 器PT2的原邊連接在電機(jī)U相、W相之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制器，其特征在于還設(shè)有電壓互感器PT3的原邊連接 在電機(jī)V相、W相之間的電機(jī)通道狀態(tài)反饋電路，輸出反饋信號(hào)Sam3，所述反饋信號(hào)Saml、 Sam2、Sam3均輸入控制微處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于所述電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、 K4互鎖電路，電機(jī)W相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5互鎖電路，其任一相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電 器互鎖電路包含二個(gè)二輸入端邏輯電路，二個(gè)二輸入端邏輯電路的一輸入端互相連接后輸 入該相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)，另一輸入端分別輸入控制微處理器輸出的該相 正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器的閉合控制信號(hào)，輸出端分別連接該相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器閉合驅(qū)動(dòng) 電路的閉合隔離光耦輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于所述電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、 K4互鎖電路，電機(jī)W相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5互鎖電路，其任一相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電 器互鎖電路包含互鎖光耦，該相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)輸入互鎖光耦，互鎖光 耦的輸出端串聯(lián)在該相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器閉合驅(qū)動(dòng)電路的正向電壓施加電路的供電電 源回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于所述電機(jī)V相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2、 K4互鎖電路，電機(jī)W相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3、K5互鎖電路，其任一相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電 器互鎖電路包含二個(gè)二輸入端邏輯電路、電壓跟隨器和互鎖光耦，二個(gè)二輸入端邏輯電路 的一輸入端互相連接后輸入該相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)，另一輸入端分別輸入 控制微處理器輸出的該相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器的閉合控制信號(hào)，輸出端分別連接該相正反 轉(zhuǎn)磁保持繼電器閉合驅(qū)動(dòng)電路的閉合隔離光耦輸入端，該相通道狀態(tài)反饋電路輸出的反饋信號(hào)還經(jīng)電壓跟隨器輸入互鎖光耦，互鎖光耦的輸出端串聯(lián)在該相正反轉(zhuǎn)磁保持繼電器閉 合驅(qū)動(dòng)電路的正向電壓施加電路的供電電源回路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于還包括過(guò)零檢測(cè)電路，該過(guò)零檢測(cè)電路 包含鉗位電路、電壓比較器，由電流互感器取樣輸出的電機(jī)交流電流信號(hào)經(jīng)鉗位電路、電壓 比較器輸出過(guò)零點(diǎn)跳變的方波信號(hào)至控制微處理器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其特征在于還包括采樣電路，由電壓互感器取樣輸 出的電機(jī)交流電壓信號(hào)輸入采樣電路，由電流互感器取樣輸出的電機(jī)交流電流信號(hào)輸入采 樣電路，采樣電路輸出采樣數(shù)據(jù)信號(hào)至控制微處理器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制器，其特征在于所述采樣電路包含電壓差分濾波、電流 差分濾波、采樣芯片、采樣微處理器，由電壓互感器取樣輸出的電機(jī)交流電壓信號(hào)經(jīng)電壓差 分濾波輸入采樣芯片，由電流互感器取樣輸出的電機(jī)交流電流信號(hào)經(jīng)電流差分濾波輸入采 樣芯片，采樣芯片輸出采樣數(shù)據(jù)信號(hào)至采樣微處理器，采樣微處理器和控制微處理器之間 通過(guò)通信接口交換數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的控制器，其特征在于還設(shè)有和監(jiān)控中心通信的 通信接口，該通信接口連接微處理器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能三相電動(dòng)機(jī)控制器，包括連接市電U相和電機(jī)U相的磁保持繼電器K1，連接市電V相和電機(jī)V相的正轉(zhuǎn)磁保持繼電器K2，連接市電W相和電機(jī)W相的正轉(zhuǎn)磁保持繼電器K3，連接市電W相和電機(jī)V相的反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K4，連接市電V相和電機(jī)W相的反轉(zhuǎn)磁保持繼電器K5，微處理器；微處理器經(jīng)閉合驅(qū)動(dòng)電路使繼電器閉合，經(jīng)斷開驅(qū)動(dòng)電路使繼電器斷開，V相通道狀態(tài)反饋電路連接K2、K4互鎖電路，該互鎖電路連接K2、K4閉合驅(qū)動(dòng)電路，W相通道狀態(tài)反饋電路連接K3、K5互鎖電路，該互鎖電路連接K3、K5閉合驅(qū)動(dòng)電路。本發(fā)明能帶較大負(fù)載，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)H02P1/40GK101860288SQ20101018406
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者鄭貴林 申請(qǐng)人:鄭貴林