專利名稱：一種電機電源啟動器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電機電源啟動器及其控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在傳動工程中最長用的就是三相異步電動機。在許多場合，由于其啟動特性，這些電機不可以直接連接電源系統(tǒng)。如果直接在線啟動，將會產(chǎn)生電動機額定電流6倍的浪涌電流，該電流可以使供電系統(tǒng)和串聯(lián)開關(guān)設(shè)備過載。如果直接啟動，也會產(chǎn)生較高的峰值轉(zhuǎn)矩，這種沖擊不但對驅(qū)動電機有沖擊，而且也會使機械裝置受載。電機停機時，傳統(tǒng)的控制方式都是通過瞬間停電完成的。但有許多應(yīng)用場合，不允許電機瞬間關(guān)機。例如高層建筑、大樓的水泵系統(tǒng)，如果瞬間停機，會產(chǎn)生巨大的“水錘” 效應(yīng)，使管道，甚至水泵遭到損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電機無沖擊啟動的電機電源啟動器及其控制方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電機電源啟動器，包括微處理器、電壓及電流同步檢測單元、顯示模塊、存儲器、觸發(fā)信號控制單元、電壓及電流采集模塊、開入量采集單元，所述的電壓及電流同步檢測單元、電壓及電流采集模塊、開入量采集單元分別與微處理器的輸入端連接，所述的微處理器的輸出端分別與顯示模塊、觸發(fā)信號控制單元相連接。所述的觸發(fā)信號控制單元采用可控硅，所述的微處理器對可控硅的開啟角度進行控制以實現(xiàn)觸發(fā)信號控制。所述的電壓及電流采集模塊將實時采集的進線電壓、電流信號傳送到微處理器， 微處理器將信號處理后顯示到顯示模塊上，當(dāng)過壓或過流時系統(tǒng)切斷電源。所述的微處理器與存儲器相連接。所述的存儲器，用于記錄數(shù)據(jù)，掉電時保持電流、電壓的系數(shù)。所述的微處理器的輸出端連接有繼電器輸出單元，所述的微處理器通過對系統(tǒng)信息的運算，控制繼電器輸出系統(tǒng)運行狀態(tài)、旁路狀態(tài)、故障狀態(tài)。所述的微處理器與通訊模塊連接。所述的微處理器采用單片機，其型號為LPC2136。一種電機電源啟動器的控制方法，該方法包括以下步驟a)電壓及電流采集模塊將實時采集的進線電壓、電流信號傳送到微處理器，微處理器將信號處理后顯示到顯示模塊上；b)微處理器對可控硅的開啟角度進行控制以實現(xiàn)觸發(fā)信號控制，控制電壓、電流逐漸增大或減小，并顯示，當(dāng)過壓或過流時系統(tǒng)切斷電源。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)和方法，具有以下優(yōu)點1、該啟動器通過平滑的升高端子電壓，可以實現(xiàn)無沖擊啟動?？梢宰罴训谋Ｗo電源系統(tǒng)以及電動機；2、減少和防止“水錘”效應(yīng)；3、在泵站中，可避免泵站的“拍門”損壞，減少維修費用和維修工作量。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明；圖1為本發(fā)明的邏輯結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明中控制方法的初始化程序流程圖；圖3為本發(fā)明中控制方法的主程序流程圖；圖4為本發(fā)明中控制方法的中斷程序軟件流程圖；圖5為本發(fā)明中控制方法的調(diào)壓限流程序軟件流程圖；圖6為本發(fā)明中控制方法的故障處理流程的軟件流程圖；在圖1中，1、微處理器；2、電壓及電流同步檢測單元；3、顯示模塊；4、存儲器；5、 觸發(fā)信號控制單元；6、電壓及電流采集模塊；7、開入量采集單元；8、繼電器輸出單元；9、通訊模塊。
具體實施例方式如圖1所示一種電機電源啟動器，包括微處理器1、電壓及電流同步檢測單元2、顯示模塊3、存儲器4、觸發(fā)信號控制單元5、電壓及電流采集模塊6、開入量采集單元7，顯示模塊采用數(shù)碼管。通過微處理器1對數(shù)碼管驅(qū)動芯片ZLG7289B控制，可以將系統(tǒng)的電流值、 電壓值以及狀態(tài)量等信息顯示在面板上，4位數(shù)碼管顯示12個指示燈。電壓及電流同步檢測單元2、電壓及電流采集模塊6、開入量采集單元7分別與微處理器1的輸入端連接，微處理器1的輸出端分別與顯示模塊6、觸發(fā)信號控制單元5相連接。觸發(fā)信號控制單元5采用可控硅，微處理器1對可控硅的開啟角度進行控制以實現(xiàn)觸發(fā)信號控制。電壓及電流采集模塊6將實時采集的進線電壓、電流信號傳送到微處理器1，微處理器1將信號處理后顯示到顯示模塊6上，當(dāng)過壓或過流時系統(tǒng)切斷電源。微處理器1與通訊模塊9連接，通訊模塊9執(zhí)行遙控，遙信，遙控等功能。微處理器1與存儲器4相連接。 存儲器4，用于記錄數(shù)據(jù)，通過微處理器芯片LPC2136的I2C總線對存儲器CAT24C256控制， 可以掉電不易失保持電流、電壓的系數(shù)，裝置的設(shè)置參數(shù)等。微處理器1的輸出端連接有繼電器輸出單元8，微處理器1通過對系統(tǒng)信息的運算，控制繼電器輸出系統(tǒng)運行狀態(tài)、旁路狀態(tài)、故障狀態(tài)。根據(jù)系統(tǒng)需要，要求實時采集進線的電壓過零點，以及可控硅導(dǎo)通的角度，將此模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號傳送給微處理器 LPC2136，進行軟起，軟停，以及其他的功能作為計算基礎(chǔ)。系統(tǒng)將實時的線電壓，線電流通過隔離，放大，濾波后經(jīng)行AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成能讓數(shù)字量進行運算，將開入量信號以及按鍵信號通過隔離，濾波等技術(shù)手段輸送給LPC2136進行運算。微處理器采用單片機，其型號為 LPC2136。一種電機電源啟動器的控制方法，該方法包括以下步驟a)電壓及電流采集模塊將實時采集的進線電壓、電流信號傳送到微處理器，微處理器將信號處理后顯示到顯示模塊上；b)微處理器對可控硅的開啟角度進行控制以實現(xiàn)觸發(fā)信號控制，控制電壓、電流逐漸增大或減小，并且當(dāng)過壓或過流時系統(tǒng)切斷電源。圖2所示為初始化程序流程圖；在步驟200，流程開始，流程進入步驟201 ；在步驟201，進行繼電器開口定義，設(shè)置低電平，流程進入步驟202 ；在步驟202，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換(AD)初始化，流程進入步驟203 ；在步驟203，顯示驅(qū)動初始化，流程進入步驟204，；在步驟204，CAP捕獲中斷初始化，流程進入步驟205 ；在步驟205，定時器初始化，流程進入步驟206 ；在步驟206，存儲器初始化，流程進入步驟207，；在步驟207，通訊模塊初始化，流程進入步驟208 ；在步驟208，菜單初始化，流程進入步驟209 ；在步驟209，進行主程序。圖3所示為主程序流程圖；在步驟100，流程開始，流程進入步驟101 ；在步驟101，系統(tǒng)初始化，流程進入步驟102，；在步驟102，判斷系統(tǒng)是否中斷，若判斷為是，流程進入步驟103，若判斷為否，流程進入步驟104，；在步驟103，進行中斷服務(wù)程序，流程進入步驟104 ；在步驟104，判斷是否按鍵，若判斷為是，流程進入步驟105，若判斷為否，流程返回步驟102 ；在步驟105，進行按鍵服務(wù)程序。圖4所示為中斷程序軟件流程圖；在步驟300，流程開始，流程進入步驟301 ；在步驟301，判斷CAP捕獲是否中斷，若判斷為是，流程進入步驟302，若判斷為否， 流程進入步驟303 ；在步驟302，捕獲中斷程序，流程進入步驟309 ；在步驟303，判斷定時器是否中斷，若判斷為是，流程進入步驟304，若判斷為否， 流程進入步驟305 ；在步驟304，進行定時器程序，流程進入步驟309 ；在步驟305，判斷是否12C中斷，若判斷為是，流程進入步驟306，若判斷為否，流程進入步驟307 ；在步驟306，進行12C程序，流程進入步驟309 ；在步驟307，判斷是否串口中斷，若判斷為是，進行串口程序，流程進入步驟308， 若判斷為否，流程進入步驟309 ；在步驟308，進行串口程序，流程進入步驟309 ；在步驟309，流程結(jié)束。圖5所示為調(diào)壓限流程序軟件流程圖；在步驟400，流程開始，流程進入步驟401 ；在步驟401，保護現(xiàn)場，流程進入步驟402 ；
在步驟402，判斷CAP捕獲是否中斷，若判斷為是，流程進入步驟403，若判斷為否， 流程返回402 ；在步驟403，讀取計算器數(shù)據(jù)，流程進入步驟404，；在步驟404，判斷是否過流，若判斷為是，流程進入步驟405，若判斷為否，流程進入步驟406 ；在步驟405，計算調(diào)壓數(shù)據(jù)，流程進入步驟406 ；在步驟406，發(fā)觸發(fā)脈沖，流程進入步驟407 ；在步驟407，恢復(fù)現(xiàn)場，流程進入步驟408 ；在步驟408，流程返回。圖6所示為故障處理流程的軟件流程圖；在步驟500，流程開始，流程進入步驟501 ；在步驟501，保護現(xiàn)場，流程進入步驟502 ；在步驟502，判斷電壓、電流是否越界，若判斷為是，流程進入步驟507，若判斷為否，流程進入步驟503 ；在步驟503，判斷是否過載，若判斷為是，流程進入步驟507，若判斷為否，流程進入步驟504，；在步驟504，判斷是否斷相，若判斷為是，流程進入步驟507，若判斷為否，流程進入步驟505 ；在步驟505，恢復(fù)現(xiàn)場，流程進入步驟506，在步驟506，流程返回；在步驟507，切斷電源，流程進入步驟508 ；在步驟508，發(fā)告警命令，流程進入步驟509 ；在步驟509，鎖定裝置。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電機電源啟動器，其特征在于包括微處理器(1)、電壓及電流同步檢測單元 (2)、顯示模塊( 、存儲器(4)、觸發(fā)信號控制單元( 、電壓及電流采集模塊(6)、開入量采集單元(7)，所述的電壓及電流同步檢測單元O)、電壓及電流采集模塊(6)、開入量采集單元(7)分別與微處理器(1)的輸入端連接，所述的微處理器(1)的輸出端分別與顯示模塊 (6)、觸發(fā)信號控制單元( 相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機電源啟動器，其特征在于所述的觸發(fā)信號控制單元(5)采用可控硅，所述的微處理器(1)對可控硅的開啟角度進行控制以實現(xiàn)觸發(fā)信號控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機電源啟動器，其特征在于所述的電壓及電流采集模塊(6)將實時采集的進線電壓、電流信號傳送到微處理器(1)，微處理器(1)將信號處理后顯示到顯示模塊(6)上，當(dāng)過壓或過流時系統(tǒng)切斷電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機電源啟動器，其特征在于所述的微處理器(1)與存儲器(4)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電機電源啟動器，其特征在于所述的存儲器，用于記錄數(shù)據(jù)，掉電時保持電流、電壓的系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機電源啟動器，其特征在于所述的微處理器(1)的輸出端連接有繼電器輸出單元(8)，所述的微處理器(1)通過對系統(tǒng)信息的運算，控制繼電器輸出系統(tǒng)運行狀態(tài)、旁路狀態(tài)、故障狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機電源啟動器，其特征在于所述的微處理器(1)與通訊模塊(9)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種電機電源啟動器，其特征在于所述的微處理器采用單片機，其型號為LPC2136。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機電源啟動器的控制方法，其特征在于該方法包括以下步驟a)電壓及電流采集模塊將實時采集的進線電壓、電流信號傳送到微處理器，微處理器將信號處理后顯示到顯示模塊上；b)微處理器對可控硅的開啟角度進行控制以實現(xiàn)觸發(fā)信號控制，控制電壓、電流逐漸增大或減小，并且當(dāng)過壓或過流時系統(tǒng)切斷電源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電機電源啟動器及其控制方法，包括微處理器、電壓及電流同步檢測單元、顯示模塊、存儲器、觸發(fā)信號控制單元、電壓及電流采集模塊、開入量采集單元，所述的電壓及電流同步檢測單元、電壓及電流采集模塊、開入量采集單元分別與微處理器的輸入端連接，所述的微處理器的輸出端分別與顯示模塊、觸發(fā)信號控制單元相連接。采用上述結(jié)構(gòu)和方法，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、該啟動器通過平滑的升高端子電壓，可以實現(xiàn)無沖擊啟動。可以最佳的保護電源系統(tǒng)以及電動機；2、減少和防止“水錘”效應(yīng)；3、在泵站中，可避免泵站的“拍門”損壞，減少維修費用和維修工作量。
文檔編號H02H3/20GK102545146SQ20111045299
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者宛玉超, 張全有, 束龍勝, 楊振 申請人:安徽鑫龍電器股份有限公司