一種雙速電機控制器及其控制方法
2023-06-19 04:03:21
專利名稱：一種雙速電機控制器及其控制方法
技術領域：
本發明涉及電機控制領域，具體地說涉及一種雙速電機控制器及其控制方法。
背景技術：
當今社會發展迅猛，如何能夠充分利用能源，節約能源早已列為重要課題。雙速電機以其節能特性在眾多工程中得到廣泛應用。雙速電動機屬於異步電動機變極調速，是通過改變定子繞組的連接方法達到改變定子旋轉磁場磁極對數，從而改變電動機的轉速。根據公式；η = 60f/p可知異步電動機的同步轉速與磁極對數成反比，磁極對數增加一倍，同步轉速η下降至原轉速的一半，電動機額定轉速η也將下降近似一半，所以改變磁極對數可以達到改變電動機轉速的目的。傳統的雙速電機控制器採用電流表、電壓表、顯示燈、按鈕、時間繼電器、熱繼電器組成的控制器，不但體積大，二次接線多，可靠性不高，維修比較困難。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種雙速電機控制器及其控制方法，以滿足不同需求和安全可靠，同時可監控電機迴路的運行狀況，對電機迴路設置有熱過載，堵轉，三相電流不平衡，過壓，欠壓等故障保護，使雙速電機更好的運行。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是一種雙速電機控制器，包括與各電路相連接的電源，其特徵在於，所述的電機控制器由信號採集電路、微處理器、顯示電路、繼電器輸出電路、通訊接口電路、變送電路、寄存器所組成，所述的信號採集電路通過微處理器與顯示電路、繼電器輸出電路、通訊接口電路、變送電路相連接，所述的微處理器還與在線編程電路和存貯器相連接，所述的微處理器通過通訊接口電路與上位機相連接，在顯示電路的界面上，實現對雙速電機控制器遙測、遙控、遙調和遙信。所述的信號採集電路為模擬信號採集電路、遙信量採集電路和按鍵量採集電路。所述的顯示電路為IXD參數顯示電路和LED狀態顯示電路。所述的微處理器為單片機，型號為LPC2136。一種根據權利要求1所述的雙速電機控制器的控制方法，其特徵在於，所述的微處理器內存貯控制程序，所述的方法包括下列步驟；1)初始化步驟，用於微處理器輸入、輸出定義，定時器0初始化賦值定義； 2)信號採集步驟，用於通過模擬信號採集電路、遙信量採集電路和按鍵量採集電路採集輸入信號，通過SPI串行接口將數據傳送給微處理器；3)定時處理步驟，用於控制器保護功能延時的時間模塊並產生中斷由CPU對此保護響應；4)串口通訊中斷步驟，用於通過上位機對雙速電機控制器遙測、遙控、遙調和遙
5)輸出、顯示步驟，用於微處理器發出保護信號來控制電機迴路的通斷，並通過 LED狀態顯示電路進行狀態顯示和通過IXD參數顯示電路進行參數顯示。所述的串口通訊中斷步驟，將上位機發出的數據與程序中設定的功能碼進行比對，根據比對結果分別執行讀數據寄存器、執行遙控操作和寫數據寄存器。一種雙速電機控制器及其控制方法，由於採用上述結構和方法，與現有技術相比， 具有以下優點(1)可檢測電機迴路的三相電流，一路線電壓等，同時可監控電機迴路的運行狀況，對電機迴路設置有熱過載，堵轉，三相電流不平衡，過壓，欠壓等故障保護，並LED 指示燈提示當前時刻保護功能是否激活。(2)與上位機組成通訊網絡，在可視化的人機界面上，實現遙測、遙控、遙調、遙信功能，實現控制室與工作現場的信息，功能共享。使用RS485 通訊接口，單個網絡最多可以負載32點，遵循MODBUS通信協議，最高傳輸速率19200bps。 具有ESD保護、防雷擊浪湧、耐壓高等特點。(3)診斷功能，可監測斷路器、接觸器等的工作狀態。(4)故障記錄，可記錄3次故障停車原因及故障發生的時刻，可記錄裝置的連續工作時間以及電動機的累計運行時間等。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明；圖1為本發明雙速電機控制器電路結構框圖；圖2為圖1所示的在線編程電路結構示意圖；圖3為圖1所示的按鍵量採集電路結構示意圖；圖4為圖1所示的繼電器輸出電路結構示意圖；圖5為圖1所示的變送電路結構示意圖；圖6為本發明雙速電機控制器的控制方法主程序流程圖；圖7為圖6所示的初始化子程序流程圖；圖8為圖6所示的串口通訊中斷子程序流程圖；在圖1中，1、模擬信號採集電路；2、遙信量採集電路；3、按鍵量採集電路；4、IXD 參數顯示電路；5、微處理器；6、寄存器；7、變送電路；8、通訊接口電路；9、LED狀態顯示電路；10、在線編程電路；11、繼電器輸出電路。
具體實施例方式如圖1所示，1、一種雙速電機控制器，包括與各電路相連接的電源，所述的電機控制器由模擬信號採集電路1、遙信量採集電路2和按鍵量採集電路3、微處理器5、LCD參數顯示電路4和LED狀態顯示電路9、繼電器輸出電路11、通訊接口電路8、變送電路7、寄存器6所組成，模擬信號採集電路1、遙信量採集電路2和按鍵量採集電路3通過微處理器(5) 與IXD參數顯示電路4和LED狀態顯示電路9、繼電器輸出電路10、通訊接口電路8、變送電路7相連接，微處理器5還與在線編程電路10和存貯器6相連接，微處理器5為單片機，型號為 LPC2136。微處理器5通過通訊接口電路8與上位機相連接，在顯示電路的界面上，實現對雙速電機控制器遙測、遙控、遙調和遙信。本發明雙速電機控制器採用飛利浦公司的ARM7微處理器LPC2136。採用JTAG在
說明H-高電平L-低電平X-任意參見圖4，圖4為繼電器輸出電路結構示意圖；繼電器輸出電路為四路繼電器輸出，圖示其中一個繼電器輸出，當微處理器5發出保護動作時，輸出D021高電平信號，通過
線編程，控制外圍設備協調運行。微處理器5嵌入256KB高速Flash存儲器，米用3級流水線技術，取址，解碼和執行同時進行，能夠並行處理指令，提高CPU運行速度。由於具有體積小功耗極低，抗幹擾能力強，適用於各種工業控制。微處理器5中的2個32位定時計數器， 6路PWM輸出和47個通用IO 口，適用於對環境要求低的工業控制。參見圖2，圖2為在線編程電路結構示意圖；JTAG的編程方式是在線編程。傳統生產流程中先對晶片進行預編程後再裝到板上因此而改變，簡化的流程為先固定器件到電路板上，再用JTAG編程，從而大大加快工程進度。標準的JTAG接口是4線TMS、TCK、TDI、TD0，分別為模式選擇、時鐘、數據輸入和數據輸出線。相關JTAG引腳的定義為TCK為測試時鐘輸入；TDI為測試數據輸入，數據通過TDI引腳輸入JTAG接口 ；TDO為測試數據輸出，數據通過TDO引腳從JTAG接口輸出；TMS 為測試模式選擇，TMS用來設置JTAG接口處於某種特定的測試模式；TRST為測試復位，輸入引腳，低電平有效。參見圖1，遙信量採集電路2採集七路遙信量分別為空氣開關QF，接觸器KMl. KM2， KM3, SBl，SB2, SS.信號採集通過光耦隔離24V和5V電路，保護了 5V電路。當有遙信輸入時，光耦導通，VCC接上拉電阻，輸出端輸出低電平。微處理器5對遙信處理，LED狀態顯示電路9顯示當前處於高速還是低速工作狀態。參見圖3，圖3為按鍵量採集電路結構示意圖；共用到了 8個按鍵信號，按鍵信號用點觸式開關觸發。8個開關量分別為啟動A，啟動B，停止，增加，確定，返回，下翻，上翻。 如果每個按鍵信號對應一個I/O 口就需要8個I/O 口，這樣極大的佔用了 I/O 口資源，不利於I/O 口資源的合理分配。我們採用741sl48編碼晶片，將8位按鍵信號進行編碼，這樣就
權利要求
1.一種雙速電機控制器，包括與各電路相連接的電源，其特徵在於，所述的電機控制器由信號採集電路、微處理器(5)、顯示電路、繼電器輸出電路(11)、通訊接口電路(8)、變送電路(7)、寄存器(6)所組成，所述的信號採集電路通過微處理器( 與顯示電路、繼電器輸出電路(10)、通訊接口電路(8)、變送電路(7)相連接，所述的微處理器(5)還與在線編程電路(10)和存貯器(6)相連接，所述的微處理器( 通過通訊接口電路(8)與上位機相連接，在顯示電路的界面上，實現對雙速電機控制器遙測、遙控、遙調和遙信。
2.根據權利要求1所述的雙速電機控制器，其特徵在於，所述的信號採集電路為模擬信號採集電路(1)、遙信量採集電路( 和按鍵量採集電路(3)。
3.根據權利要求1所述的雙速電機控制器，其特徵在於，所述的顯示電路為LCD參數顯示電路(4)和LED狀態顯示電路(9)。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的雙速電機控制器，其特徵在於，所述的微處理器 (5)為單片機，型號為LPC2136。
5.一種根據權利要求1所述的雙速電機控制器的控制方法，其特徵在於，所述的微處理器(5)內存貯控制程序，所述的方法包括下列步驟；1)初始化步驟，用於微處理器輸入、輸出定義，定時器0初始化賦值定義；2)信號採集步驟，用於通過模擬信號採集電路、遙信量採集電路和按鍵量採集電路採集輸入信號，通過SPI串行接口將數據傳送給微處理器；3)定時處理步驟，用於保護所產生的延時並產生中斷；4)串口通訊中斷步驟，用於通過上位機對雙速電機控制器遙測、遙控、遙調和遙信；5)輸出、顯示步驟，用於微處理器發出保護信號來控制電機迴路的通斷，並通過LED狀態顯示電路進行狀態顯示和通過LCD參數顯示電路進行參數顯示。
6.根據權利要求5所述的雙速電機控制器的控制方法，其特徵在於，所述的串口通訊中斷步驟，將上位機發出的數據與程序中設定的功能碼進行比對，根據比對結果分別執行讀數據寄存器、執行遙控操作和寫數據寄存器。
全文摘要
本發明公開了一種雙速電機控制器及其控制方法，包括與各電路相連接的電源，其特徵在於，所述的電機控制器由信號採集電路、微處理器、顯示電路、繼電器輸出電路、通訊接口電路、變送電路、寄存器所組成，所述的信號採集電路通過微處理器與顯示電路、繼電器輸出電路、通訊接口電路、變送電路相連接，所述的微處理器還與在線編程電路和存貯器相連接，微處理器通過通訊接口電路與上位機相連接，實現對雙速電機控制器遙測、遙控、遙調和遙信。由於採用上述結構和方法，具有以下優點(1)可檢測電機迴路的三相電流，一路線電壓等，同時可監控電機迴路的運行狀況，對電機迴路設置有熱過載，堵轉，三相電流不平衡，過壓，欠壓等故障保護。
文檔編號H02P23/00GK102361431SQ20111031780
公開日2012年2月22日 申請日期2011年10月19日 優先權日2011年10月19日
發明者吳世忠, 張先才, 張聖保, 徐懷賓, 束龍勝, 汪桂林, 王安定, 秦小州, 陳堅偉, 韓忠俊 申請人:安徽鑫龍電器股份有限公司