水泵軟啟動裝置的控制器的製作方法

2023-10-31 02:34:07

專利名稱：水泵軟啟動裝置的控制器的製作方法
技術領域：
本發明公開一種控制器，具體涉及一種水泵軟啟動裝置的控制器，此裝置是水泵 軟啟動器的控制核心。
背景技術：
電機軟啟動器如今已得到了廣泛的應用，但傳統的軟啟動器對普通電機的啟動是 有效的，但水泵系統的負載與其它工況不同，由於其帶動的是流體，本身具有很大的慣性， 若採用傳統的降壓啟動的方式可將加速轉矩大幅度降低，但水泵在啟動接近尾聲時產生的 突升轉矩仍會引起流體發生瞬間衝擊。在軟停車方面，線性斜坡降壓軟停方式不能有效的 改善泵系統停機時的性能，常常引起電動機停止過程中轉速不穩定，產生震蕩，可能會對電 機和葉輪造成影響，若啟動頻繁易造成損壞。

發明內容
本發明專利公開一種針對水泵軟啟動裝置的控制器，它以傳統晶閘管軟啟動的主 電路結構為基礎，通過轉矩閉環控制來調節觸發角度，按照水泵系統的特性曲線來控制電 機的電磁轉矩，使控制電機起停的電磁轉矩與泵系統特性曲線相匹配，使水泵能夠平穩起 停，避免「水錘」現象的發生。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種水泵軟啟動裝置的控制器，它 包括電壓採樣單元、電流採樣單元、同步信號檢測單元、DSP控制單元、觸發脈衝單元和通信 單元，所述的電壓採樣單元與DSP控制單元相連接，電流採樣單元與DSP控制單元相連接， 同步信號檢測單元與DSP控制單元相連接，觸發脈衝單元與DSP控制單元相連接，通信單元 與DSP控制單元相連接；所述的電壓採樣單元、電流採樣單元、同步信號檢測單元、DSP控制 單元、觸發脈衝單元和通信單元全部安裝於電路板上，電路板上安裝有通信接口、電壓信號 接口和電流信號接口。本裝置還有其他特徵1、所述的電壓採樣單元包括電壓比較器N4B電路連接電壓比較器N4A電路，電壓 比較器N4A電路連接二極體V49，所述的電壓採樣單元一端連接電壓信號接口，另外一端連 接DSP控制單元，電壓採樣單元通過電壓信號接口與水泵軟啟動裝置的電壓互感器連接。2、所述的電流採樣單元包括電壓比較器N8B電路連接二極體V8，所述的電流採樣 單元一端連接電壓信號接口，另外一端連接DSP控制單元，電流採樣單元通過電流信號接 口與水泵軟啟動裝置的電流互感器連接。3、所述的同步信號檢測單元用來檢測電流過零信號，由放大miA電路分別連接 窗口比較器ND5A電路和窗口比較器ND5B電路組成，所述的放大WlA電路由IC LM239構 成，窗口比較器ND5A電路由第一 IC LM393構成，窗口比較器ND5B電路由第二 IC LM393構 成。4、所述的觸發脈衝單元由IC74HC244構成。
5、所述的通信單元與通信接口相連接，通信單元由IC ADM2483構成。6、所述的DSP控制單元，其特徵在於由IC TMS320F2812構成。它的控制策略是首先由反饋的電壓和電流值運算出電磁轉矩，再把它與給定值進 行比較，得出差值，運算出需要調整的電壓值，再轉換為需要調整的觸發角變化值，以此來 控制電機轉矩，要求控制電機啟動時的電磁轉矩按照泵特性曲線上升，即儘量使加速轉矩 保持在一個穩定的範圍，而且數值不大，電磁轉矩剛剛超過負載轉矩即可。由於不存在轉矩 尖峰，電機從而得到了完全平滑的加速度，將系統中的水錘效應降至最低。同樣水泵的停止 過程是啟動的逆過程，軟啟動器控制電機的減速，防止任何轉矩突變，降低對系統的衝擊。將電磁轉矩Tem近似為時間t的一次函數，故可設
權利要求
1.一種水泵軟啟動裝置的控制器，其特徵在於它包括電壓採樣單元、電流採樣單元、同 步信號檢測單元、DSP控制單元、觸發脈衝單元和通信單元，所述的電壓採樣單元與DSP控 制單元相連接，電流採樣單元與DSP控制單元相連接，同步信號檢測單元與DSP控制單元相 連接，觸發脈衝單元與DSP控制單元相連接，通信單元與DSP控制單元相連接；所述的電壓 採樣單元、電流採樣單元、同步信號檢測單元、DSP控制單元、觸發脈衝單元和通信單元全部 安裝於電路板上，電路板上安裝有通信接口、電壓信號接口和電流信號接口。
2.根據權利要求1所述的一種水泵軟啟動裝置的控制器，其特徵在於所述的電壓採樣 單元包括電壓比較器N4B電路連接電壓比較器N4A電路，電壓比較器N4A電路連接二極體 V49,所述的電壓採樣單元一端連接電壓信號接口，另外一端連接DSP控制單元，電壓採樣 單元通過電壓信號接口與水泵軟啟動裝置的電壓互感器連接。
3.根據權利要求1所述的一種水泵軟啟動裝置的控制器，其特徵在於所述的電流採 樣單元包括電壓比較器N8B電路連接二極體V8，所述的電流採樣單元一端連接電壓信號接 口，另外一端連接DSP控制單元，電流採樣單元通過電流信號接口與水泵軟啟動裝置的電 流互感器連接。
4.根據權利要求1所述的一種水泵軟啟動裝置的控制器，其特徵在於所述的同步信號 檢測單元用來檢測電流過零信號，由放大miA電路分別連接窗口比較器ND5A電路和窗口 比較器ND5B電路組成，所述的放大miA電路由IC LM239構成，窗口比較器ND5A電路由第 一 IC LM393構成，窗口比較器ND5B電路由第二 IC LM393構成。
5.根據權利要求1所述的一種水泵軟啟動裝置的控制器，其特徵在於所述的觸發脈衝 單元由IC74HC244構成。
6.根據權利要求1所述的一種水泵軟啟動裝置的控制器，其特徵在於所述的通信單元 與通信接口相連接，通信單元由IC ADM2483構成。
7.根據權利要求1所述的一種水泵軟啟動裝置的控制器，其特徵在於所述的DSP控制 單元，其特徵在於由ICTMS320F2812構成。
全文摘要
本發明公開一種水泵軟啟動裝置的控制器，它包括電壓採樣單元、電流採樣單元、同步信號檢測單元、DSP控制單元、觸發脈衝單元和通信單元，所述的電壓採樣單元與DSP控制單元相連接，電流採樣單元與DSP控制單元相連接，同步信號檢測單元與DSP控制單元相連接，觸發脈衝單元與DSP控制單元相連接，通信單元與DSP控制單元相連接。它以傳統晶閘管軟啟動的主電路結構為基礎，通過轉矩閉環控制來調節觸發角度，按照水泵系統的特性曲線來控制電機的電磁轉矩，使控制電機起停的電磁轉矩與泵系統特性曲線相匹配，使水泵能夠平穩起停，避免「水錘」現象的發生。
文檔編號F04D15/00GK102072171SQ20091024644
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月23日 優先權日2009年11月23日
發明者丁兆國, 何曉平, 劉志強, 周維來, 張德海, 李超, 趙書強 申請人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司