程控變頻器的製作方法
2023-04-26 11:54:01
專利名稱：程控變頻器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種三相異步電機的變頻器，尤其涉及一種可以用戶根據自己的需要對電機和其外部機械進行控制的程控變頻器。
背景技術：
現有的電機的變頻器，是在調速電機的基礎上發展而成的，其與調速電機相比，變頻調速器的工作性能平穩和節電性好，由此其應用的領域遍布輕工、家電、冶金、機械等各行業。電機的變頻調速器主要是通過對電機的頻率、電壓等參數的控制來實現電機的起動、停止、加速減速等，但對於要求較高的機械控制精度還偏低，也有通過對電機的電流及轉差率的控制實現角度的精確控制，但是控制參數較多且對電機要求較高，價格也偏高，還有通過微機控制的，如有人申請了專利一種變頻調速器及其變頻調速方法(99109144.2)，其主CPU通過線路分別聯接有鍵盤顯示處理器、保護輸入部分、端子排採集部分、E2ROM、復位電路、鎖存器通過線路分別與主CPU和EPROM聯接，EPROM的高七位地址通過線路與主CPU相連，電機驅動電路通過線路分別與主CPU和模塊相聯。通過數據信號驅動模塊，以達到控制電機變頻調速之目的。這種變頻調速器不僅構造簡單，而且輸出波形質量好，諧波成分低，但是由於控制程式都是事先編好的，在工作過程中不能根據客戶的需求變化，它僅僅是對一臺三相電機進行簡單程式控制。也有人申請了這樣的專利一種交流變頻調速器(02266673.1)，它包括三相電源、三相整流橋、濾波電容、逆變橋、電動機、微處理器、存儲器、驅動電路、電流檢測電路、過流保護及故障復位電路、鍵盤，其特徵在於增加了殘壓檢測電路、電動機轉速反饋電路和通訊晶片，並為微處理器CPU、鍵盤通訊注入主控軟體控制程序和鍵盤控制程序，以軟體方式執行電壓的檢測與控制，通訊晶片能實行上位機對多臺變頻器的控制。但是對變頻器的控制還是固定的不可變的，而且如需對其餘機械控制，還必須外接一定的智能電路，一種控制電路只能在單一的一種機械設備中使用，沒有通用性，且開發成本較高，價格昂貴。
發明內容
本發明主要是提供一種可以根據用戶自己的需求對電機及其外部的機械系統進行控制，具有通用性的程控變頻器；解決現有技術所存在的由於變頻器的程式固定不可變化，工作單一的技術問題。
本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種程控變頻器，包括過電壓保護電路，與其相連的整流濾波電路，然後連接有驅動和功率輸出電路，其輸出連接有信號處理電路和過流過載檢測電路，然後與電機的三相變頻輸出埠相連，所述的整流濾波電路連接有低壓開關電源電路，其輸出電源聯接在信號處理電路上，信號處理電路上聯接有輸入、輸出埠，信號處理電路包括變頻調速控制器、程控處理器和用戶程序存儲器，用戶自定義的程序通過用戶程序存儲器輸入到用戶程序處理器中，經過程序處理器處理後的信號與過流過載檢測電路中的信號作為變頻調速控制器的輸入信號，其輸出信號聯接到驅動和功率輸出電路中。本發明中的程序存儲器和程控處理器內的程序可以由用戶自己定義編程，可定義為單一功能或者是組合性功能，可以控制電機的起動、停止、加速減速等運動，而且轉停自如，位置精確，正反轉連貫，加減速抖動小，可以實現機械的高速精確控制。
作為優選，所述的信號處理電路內包含有若干個定時器、計數器和角度控制器，其與用戶程序處理器相連，可以選擇其中的一種與用戶程序處理器相連，也可以選擇其中兩種或者三種與用戶程序處理器並聯。這些器件的工作、復位均可有用戶定義，可以在用戶編寫的程式的不同階段實現不同的功能。
作為優選，所述的輸入、輸出埠為多功能的輸入、輸出埠。且這些輸入輸出埠是可以根據用戶自定義的，根據用戶的定義來控制埠的功能。輸入埠上聯接有機械開關、行程開關、感應器和編碼器等，輸出埠聯接有如繼電器、電磁閥等，具體聯接什麼控制什麼，可以由用戶自己來定義選擇。
作為優選，用戶程序處理器連接有控制外部信號的輸入、輸出的解碼器。
作為優選，用戶程序處理器外聯接有顯示器和鍵盤埠。埠上聯接的顯示器可以為顯示變頻器工作的顯示器，也可以為顯示外部電路工作情況的顯示器。
作為優選，低壓開關電源電路上設有若干個供外電路使用的低壓電源埠。可以供多個外部電路使用。
作為優選，在低壓開關電源電路一端接有提供給外電路用的電源保護電路。
因此，本發明具有靈活控制電機的運作，用戶可以根據自己的需要編程控制電機和外部機械裝置，使得電機轉停自如，位置精確，正反轉連貫，加減速抖動小，可以實現機械的高速精確控制。同時，價格相對較為便宜，結構合理，使用方便。
附圖1是程控變頻器的電路控制示意框圖。
附圖2是程控變頻器應用在摩術帶熱合切段機的連接示意圖。
具體實施事例下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
實施例1如附圖1所示，本發明的程控變頻器包括過電壓保護電路、整流濾波電路、驅動和功率輸出電路、過流過載檢測電路、信號處理電路和可以用戶自己編程定義的輸入、輸出埠等。信號處理電路包括變頻調速控制器、用戶程序存儲器、用戶程序處理器、定時器、計數器和角度控制器等。交流電源接入到過電壓保護電路後聯接到整流濾波電路，通過整流濾波形成適合負載要求的直流電源；整流濾波電路後聯接有驅動和功率輸出電路與低壓開關電源電路，驅動和功率輸出電路後聯接有過流過載檢測電路，以保證供給電機的電流大小適當；低壓開關電源電路上設有若干個低壓輸出埠，其中一個埠的輸出的電壓給信號處理電路供電，其餘的埠給外部機械裝置供電；低壓開關外還聯接有電源保護電路，通過電源保護電路後的電源為供給外電路用的低壓電源。定時器、計數器和角度控制器的種類和個數的選擇可以根據用戶自己的需要，選擇使用定時器、計數器和角度控制器的任意一種或者多種的組合，它們都並聯在用戶程序處理器上，定時器、計數器和角度控制器的設置，使得電機的運作更加平穩，能夠很好的實現高速高精度的機械操作，而且在起動、停止、正反轉、加減速時抖動小，位置精確，外部用戶輸入的程序與定時器、計數器、角度控制器的控制信號在用戶程序處理器中分析處理後，輸入到變頻調速控制器中，與過流過載檢測電路的信號一起反饋到驅動和功率輸出電路中，控制電機的起動、停止、正反轉、加速減速等。
在用戶程序處理器上還聯接有對外部機械的輸入輸出信號進行解碼的輸入、輸出程控解碼器，信號處理電路外部聯接有多功能的輸入、輸出埠，這些埠可以根據用戶自己的需求加以定義，輸入埠上一般聯接有機械開關、行程開關、感應器和編碼器等，輸出埠上聯接有繼電器、電磁閥等。為了顯示外部機械的運行狀況，在用戶程序處理器上聯接有顯示內部和外部運行狀況的顯示器和控制編程的鍵盤。
當本發明的程控變頻器應用在摩術帶熱合切段機中時(如圖2所示)，採用了一個定時器，一個角度控制器，一個計數器，多功能的輸入、輸出埠是根據用戶自己的需要進行定義的，不是固化在程序存儲器中的固定程序。
多功能輸入埠定義為X0切帶起動X1連續起動X2點動X3停止X4計數器復位X5感應器信號多功能輸出埠定義Y0衝床電磁鐵Y1運轉指示燈Y2切帶指示燈過程定義把以上1-6動作分別定義成過程1-6，分別用P1，P2，P3，P4，P5，P6表示，同時把變頻器通電後的初始狀態定義為過程0，用P0表示。
程序編寫先寫過程名，然後把此過程內的程序寫在後面，其中J1，C1，T1分別表示1號計數器，1號定時器，1號角度控制器，DP表示用戶數據顯示器，JR表示計數器復位，SP表示電機轉速，TS和CS表示定時器和角度控制器初設。
線路連接如圖2所示P0P1＝X0按切帶按鈕時進入P1過程
P5＝X1按連續按鈕時進入P5過程P6＝X2按點動按鈕進入P6過程JR1＝X4 按計數器復位按鈕時計數器復位P1T1＝0.12 定時器1設置成0.12秒TS1＝1先設置後計時Y0＝1 Y0輸出，吸引衝床電磁鐵Y1＝1 Y1電輸出運轉指示燈亮Y2＝1 Y2電輸出切帶指示燈亮P0＝X3按停止按鈕時進入P0過程P2＝T1定時器計時到時進入P2過程P2T1＝0.10 定時器1設置成0.10秒TS1＝1先設置後計時Y1＝1 Y1電輸出運轉指示燈亮P0＝X3按停止按鈕時進入P0過程P3＝T1定時器計時到時進入P3過程P3SP＝40.0 設置電機速度為40HZY1＝1 Y1電輸出運轉指示燈亮P0＝X3按停止按鈕時進入P0過程P4＝X4工件到感應器時進入P4過程P4SP＝40.0 設置電機速度為40HZC1＝720 設置角度控制器角度為720度CS1＝1先設置後工作Y1＝1 Y1電輸出運轉指示燈亮
J1＝1計數器數據加1DP＝J1 把計數器數據送到用戶顯示器上P0＝X3 按停止按鈕時進入P0過程P1＝C1 角度到時進入P0過程P5SP＝30 設置電機速度為30HZY1＝1Y1電輸出運轉指示燈亮P0＝X3 按停止按鈕時進入P0過程DP＝SP 把電機轉速送到用戶顯示器上P6SP＝5.0 設置電機速度為5.0HZP0＝X4 放開點動按鈕時進入P0過程Y1＝1Y1電輸出運轉指示燈亮以上程序通過外部鍵盤輸入，通過輸入程控解碼器進入用戶程序處理器，經過程序處理器的處理，輸出到輸出程控解碼器內，然後通過輸出埠輸出。
本發明的結構合理緊湊，在實現相同的功能的情況下，減小了整體體積，能夠根據用戶的要求自己編程，控制更為靈活，變頻調速器將原有的變頻功能與程控部分結合起來，降低了成本，安裝使用也很方便。
權利要求
1.一種程控變頻器，包括過電壓保護電路，與其相連的整流濾波電路，然後連接有驅動和功率輸出電路，其輸出連接有信號處理電路和過流過載檢測電路，然後與電機的三相變頻輸出埠相連，其特徵在於所述的整流濾波電路連接有低壓開關電源電路，其輸出電源聯接在信號處理電路上，信號處理電路上聯接有輸入、輸出埠，信號處理電路包括變頻調速控制器、程控處理器和用戶程序存儲器，用戶自定義的程序通過用戶程序存儲器輸入到用戶程序處理器中，經過程序處理器處理後的信號與過流過載檢測電路中的信號作為變頻調速控制器的輸入信號，其輸出信號聯接到驅動和功率輸出電路中。
2.根據權利要求1所述的程控變頻器，其特徵在於所述的信號處理電路內包含有若干個定時器、計數器和角度控制器，可以選擇其中的一種與用戶程序處理器相連，也可以選擇其中兩種或者三種與用戶程序處理器並聯。
3.根據權利要求1或2所述的程控變頻器，其特徵在於所述的輸入、輸出埠為多功能的輸入、輸出埠。
4.根據權利要求1或2所述的程控變頻器，其特徵在於用戶程序處理器連接有控制外部信號的輸入、輸出的解碼器。
5.根據權利要求3所述的程控變頻器，其特徵在於用戶程序處理器連接有控制外部信號的輸入、輸出的解碼器。
6.根據權利要求1或2所述的程控變頻器，其特徵在於用戶程序處理器外聯接有顯示器和鍵盤埠。
7.根據權利要求5所述的程控變頻器，其特徵在於用戶程序處理器外聯接有顯示器和鍵盤埠。
8.根據權利要求1或2所述的程控變頻器，其特徵在於低壓開關電源電路上設有若干個供外電路使用的低壓電源埠。
9.根據權利要求7所述的程控變頻器，其特徵在於低壓開關電源電路上設有若干個供外電路使用的低壓電源埠。
10.根據權利要求7所述的程控變頻器，其特徵在於低壓開關電源電路上聯接有電源保護電路。
全文摘要
本發明涉及一種用戶根據自己的需要對電機進行控制的程控變頻器。其包括過電壓保護電路、整流濾波電路、低壓開關電源電路、驅動和功率輸出電路、信號處理電路和過流過載檢測電路，控制電機的三相變頻輸出。信號處理電路包括變頻調速控制器、程控處理器和用戶程序存儲器，用戶自定義的程序通過用戶程序存儲器輸入到用戶程序處理器中，經過程序處理器處理後的信號與過流過載檢測電路中的信號作為變頻調速控制器的輸入信號，其輸出信號聯接到驅動和功率輸出電路中。本發明主要是提供一種可以根據用戶自己的需求對電機及其外部的機械系統進行控制，具有通用性的電機的變頻器；解決現有技術所存在的由於變頻器的程式固定不可變化，工作單一的技術問題。
文檔編號H02P27/06GK1812251SQ20051004921
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月26日 優先權日2005年1月26日
發明者李邦慶 申請人:李邦慶