具有profibus-dp通迅功能的軟起動器的製作方法

2023-10-30 03:06:07 1

專利名稱：具有profibus-dp通迅功能的軟起動器的製作方法
技術領域：
本實用新型公開了一種具有PR0FIBUS-DP通迅功能的軟起動器，屬於起動器技術領域。 背集技術
煤炭行業各礦井的主要輸送設備膠帶輸送機、刮板輸送機在起動過程中幾乎都存在重載 難起動、嚴重的動載衝擊及大電流電網衝擊等問題，它們是影響設備正常運行、增加設備故 障、增加備品備件及材料消耗、影響開機率、影響勞動工效、影響礦井經濟效益及安全生產 的關鍵問題。軟起動器則很好的解決了這些問題。早期軟起動器的控制主要是通過自耦變壓 器起動、星型——三角型起動，這些起動方式較為簡單，起動效果較差。現在比較流行通過 中央處理器和可控矽來調節電動機的供電電壓，以改善感應電動機的起動和制動過程，使電 動機平穩起動和制動，減少電動機起動對電網的衝擊，同時降低起動過程中對機械及電器設 備的損害。然而隨著礦井自動化程度的增高，越來越多的煤礦建立起了高效的PROFIBUS工業 監控網絡，要求能夠在地面監控電機及其控制設備的實時狀態及數據，甚至要求能夠在地面 對各種設備進行控制，從而實現礦井自動化、無人化、安全化的生產。因此，迫切需要研製 一種具有PROFIBUS-DP通迅功能的軟起動器。
實用新型內容
本實用新型針對已有技術存在的不足，所要解決的問題是提供一種能夠實現PROFIBUS-DP 通迅的軟起動器。
為解決上述的技術方案，本實用新型採用的技術方案為具有PROFIBUS-DP通迅功能的 軟起動器，包括隔離換向開關、電源變壓器、第一真空接觸器、可控矽組件、第二真空接觸 器、電流檢測裝置、脈衝觸發裝置、控制器、PLC和三相交流電機接口，其結構為隔離換 向開關、可控矽組件、第二真空接觸器、三相交流電機接口自上而下依次串聯，可控矽組件 的兩端並聯第一真空接觸器，在隔離換向開關和可控矽組件之間通過導線連接有電源變壓器， 電源變壓器的輸出端通過導線連接有控制器和PLC，脈衝觸發裝置的輸出端與可控矽組件相 連，脈衝觸發裝置的輸入端與控制器相連，控制器還連接有顯示器和PLC, PLC連接有操作盒 和遠程控制面板，PLC還與PROFIBUS-DP通迅模塊相連。
上述第二真空接觸器和三相交流電機接口之間設置有電流檢測裝置和漏電保護器，電流 檢測裝置的另一端與控制器相連，漏電保護器的還分別與PLC和大地相連。可控矽組件為三對反並聯晶閘管串聯於電動機的三相供電的電路上，在每個晶閘管中都並聯 一，個晶閘管過電壓保護器。
上述晶閘管過電壓保護器的結構為壓敏電阻並聯接在晶閘管的兩端，壓敏電阻的兩端 並聯有阻容吸收器。
本實用新型具有PROFIBUS-DP通迅功能的軟起動器與現有的軟起動器相比具有以下有益
效果
1、 自測負載、自動化程度高電流檢測裝置通過三組交流互感器連接在三相交流電機接 口處，並通過導線與控制器相連，通過電流檢測裝置檢測三根出線上的電流，如果超過設定 好的電流值時，立即斷開第二真空接觸器，給三相交流電動機斷電來保護電機；本實用新型 的控制部分採用控制器型號為STC89C52的單片機、PLC型號為CPU224的西門子可編程控制 器,和操作盒對全過程進行自動操作、控制。
2、 工作方式多樣化、使用方式多樣化由於本實用新型的電路採用三相電源輸入接口通 過三組導線依次與隔離換向開關和可控矽組件連接，可控矽組件通過第二真空接觸器連接在
三相交流電機接口上，可控矽組件的兩端並聯第一真空接觸器，可實現兩種起動方式軟起 動、硬起動。軟起動的工作過程為閉合真空接觸器，斷開旁路上真空接觸器，待三相交流 電動機進入額定運轉後，閉合第一真空接觸器；硬起動的工作過程為閉合第一真空接觸器
和第二真空接觸器，三相交流電動機進入額定運轉即可。由於在PLC上連接有遠程控制面板，
遠程控制面板中設置有遠程控制輸入，這樣可實現單臺三相交流電動機的控制，也可以實現 多臺三相異步電動機遠程控制。
3、 PR0FIBUS-DP通迅由於本實用新型在PLC上連接有PROFIBUS-DP通迅模塊，可以通 過PROFIBUS-DP通迅模塊連接到PROFIBUS-DP網絡進行網絡通信。PROFIBUS-DP通迅模塊既 可以將本軟起動器的狀態、參數及故障信息送往PROFIBUS-DP網絡的控制站，也可以接受控 制站的命令信息進行起動、停止及漏電試驗等操作。控制站可以與多臺軟起動器同時進行通 迅，並通過各臺軟起動器通迅模塊的網絡站址來進行識別，每臺軟起動器的站址都是唯一的， 可以在0到99之間進行設定。
4、 安全可靠、運行平穩在本實用新型中通過硬體和軟體相互作用，具有漏電閉鎖保護、 過載、過流保護、堵轉保護和過電壓保護；漏電閉鎖保護和堵轉保護功能通過漏電保護器和PLC
來實現；過載、過流保護功能通過電流檢測裝置和控制器來實現；過電壓保護通過並聯在晶 閘管兩端的壓敏電阻和阻容吸收器來實現，多種保護功能使起動過程安全可靠，運行平穩。


以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步詳細的說明 圖1為具有PROFIBUS-DP通迅功能的軟起動器的電路連接圖； 圖2為可控矽組件204的結構示意圖； 圖3為本實用新型在PROFIBUS-DP網絡通迅連接示意圖。
圖中1為三相電源輸入接口、 2為軟起動器、3為三相交流電動機、4為晶閘管、5為晶 閘管過電壓保護器、6為控制站、51為壓敏電阻、52為阻容吸收器、201為隔離換向開關、202 為電源變壓器、203為第一真空接觸器、204為可控矽組件、206為第二真空接觸器、207為 電流檢測裝置、208為脈衝觸發裝置、209為控制器、210為顯示器、211為PLC、 212為漏電 保護器、213為操作盒、214為遠程控制面板、215為三相交流電機接口、 216為PROFIBUS-DP 通迅模塊。
具體實施方式
圖l為具有PROFIBUS-DP通迅功能的軟起動器的電路連接圖，圖中，軟起動器2包括隔 離換向開關201、電源變壓器202、第一真空接觸器203、可控矽組件204、第二真空接觸器206、 電流檢測裝置207、脈衝觸發裝置208、控制器209、 PLC211和三相交流電機接口 215 ，其 結構為隔離換向開關201、可控矽組件204、第二真空接觸器206、三相交流電機接口215 自上而下依次串聯，可控矽組件204的兩端並聯第一真空接觸器203，在隔離換向開關201 和、控矽組件204之間通過導線連接有電源變壓器202，電源變壓器202的輸出端通過導線 連接有控制器209和PLC211,脈衝觸發裝置208的輸出端與可控矽組件204相連，脈衝觸發 裝置208的輸入端與控制器209相連，控制器209還連接有顯示器210和PLC211， PLC211連 接有操作盒213和遠程控制面板214，操作盒213設置有起動按鈕、停止按鈕、復位按鈕和 漏電試驗按鈕。遠程控制面板214上設置有連鎖上級按鈕、遠程按鈕、連鎖輸入按鈕和啟動 下級按鈕。PLC211還與PROFIBUS-DP通迅模塊216相連。第二真空接觸器206和三相交流電 機接口 215之間設置有電流檢測裝置207和漏電保護器212，電流檢測裝置207的另一端與 控制器209相連，漏電保護器212的還分別與PLC211和大地相連。
本實用新型軟起動器2的隔離換向開關201連接三相電源輸入接口 1，三相交流電機接 0215連接三相交流電動機3。
圖2為可控矽組件204的結構示意圖；圖中三對反並聯晶閘管41串聯於電動機的三相供 電的電路上，雙向可控矽具有雙向輪流導通、關斷的特性。在每個晶閘管4中都並聯一個晶 閘管過電壓保護器5。晶閘管過電壓保護器5的結構原理是壓敏電阻51並聯接在晶閘管4的 兩端，當過壓時壓敏電阻51擊穿,使前端空開或保險動作，壓敏電阻51的兩端並聯有阻容吸收器52，晶閘管4有的重要特性參數dv/dt，在晶閘管關斷時，如果陽極電壓上升速度太快， 會使晶閘管內的充電電流越大，造成門極在沒有觸發信號的情況下誤導通，即常說的硬開通。 因此為了確保晶閘管安全運行，常在晶閘管兩端並聯RC阻容吸收網絡，利用電容兩端電壓不 能"突變的特性來限制電壓上升率。
結合圖1和圖2，軟起動器2可實現兩種起動方式即軟起動、硬起動。軟起動的工作過 程為閉合第二真空接觸器206，斷開旁路上第一真空接觸器203，電流通過可控矽組件204 和第二真空接觸器206，起動三相交流電動機，待三相交流電動機進入額定運轉後，閉合第 一真空接觸器203。硬起動的工作過程為閉合第一真空接觸器203和第二真空接觸器206， 直到三相交流電動機進入額定運轉即可。
由於在PLC211上連接有遠程控制面板214，遠程控制面板214中設置有遠程控制輸入， 這樣可實現單臺三相交流電動機的遠程控制，也可以實現多臺並聯三相異步電動機遠程控制。
電流檢測裝置207通過三組交流互感器連接三相交流電機接口處，並通過導線與控制器 209相連，通過電流檢測裝置207檢測三根出線上的電流，如果超過設定好的電流值時，立 即斷開第二真空接觸器206,給三相交流電動機斷電來保護電機。另外，本實用新型中通過 硬體和軟體相互作用，具有漏電閉鎖保護、過載、過流保護、堵轉保護和過電壓保護漏電 閉鎖保護和堵轉保護功能通過漏電保護器212和PLC211來實現；過載、過流保護功能通過電 流檢測裝置207和控制器209來實現；過電壓保護通過並聯在晶閘管4兩端的壓敏電阻51和 阻容吸收器52來實現，多種保護功能使起動過程安全可靠，運行平穩。
上述控制器209的型號為STC89C52， PLC211型號為西門子可編程控制器CPU224,上述 可控矽組件204的型號為1250A/4200V，壓敏電阻51的型號為MYS2200/10,阻容吸收器52 的型號為250A/1140V。
圖3為本實用新型在PROFIBUS-DP網絡通迅連接示意圖，由於本實用新型在PLC211上連 接有PROFIBUS-DP通迅模塊216，可以通過PROFIBUS-DP通迅模塊216連接到PROFIBUS-DP 網絡進行網絡通信。PROFIBUS-DP通迅模塊216既可以將本軟起動器2的狀態、參數及故障 信息傳往PROFIBUS-DP網絡的控制站6，也可以接受控制站的命令信息進行起動、停止及漏 電試驗等操作。控制站6可以與多臺軟起動器2同時進行通迅，並通過各臺軟起動器2通迅 模塊的網絡站址來進行識別，每臺軟起動器2的站址都是唯一的，可以在0到99之間進行設 定。PROFIBUS-DP通迅模塊216的型號為西門子的PROFIBUS-DP從站模塊EM277。
權利要求1、具有PROFIBUS-DP通迅功能的軟起動器，包括隔離換向開關(201)、電源變壓器(202)、第一真空接觸器(203)、可控矽組件(204)、第二真空接觸器(206)、電流檢測裝置(207)、脈衝觸發裝置(208)、控制器(209)、PLC(211)和三相交流電機接口(215)，其結構為隔離換向開關(201)、可控矽組件(204)、第二真空接觸器(206)、三相交流電機接口(215)自上而下依次串聯，可控矽組件(204)的兩端並聯第一真空接觸器(203)，在隔離換向開關(201)和可控矽組件(204)之間通過導線連接有電源變壓器(202)，電源變壓器(202)的輸出端通過導線連接有控制器(209)和PLC(211)，脈衝觸發裝置(208)的輸出端與可控矽組件(204)相連，脈衝觸發裝置(208)的輸入端與控制器(209)相連，控制器(209)還連接有顯示器(210)和PLC(211)，PLC(211)連接有操作盒(213)和遠程控制面板(214)，其特徵在於PLC(211)還與PROFIBUS-DP通迅模塊(216)相連。
2、 根據權利要求1所述的具有PR0FIBUS-DP通迅功能的軟起動器，其特徵在於第二真 空接觸器(206)和三相交流電機接口(215)之間設置有電流檢測裝置(207)和漏電保護器 (212)，電流檢測裝置(207)的另一端與控制器(209)相連，漏電保護器(212)的還分別與PLC(211)和大地相連。
3、 根據權利要求1或2所述的具有PROFIBUS-DP通迅功能的軟起動器，其特徵在於可 控矽組件(204)為三對反並聯晶閘管(4)串聯於電動機的三相供電的電路上，在每個晶閘 管(4)中都並聯一個晶閘管過電壓保護器(5)。
4、根據權利要求3所述的具有PR0FIBUS-DP通迅功能的軟起動器，其特徵在於晶閘管 過電壓保護器(5)的結構為壓敏電阻(51)並聯接在晶閘管(4)的兩端，壓敏電阻(51) 的兩端端並聯有阻容吸收器(52)。
專利摘要本實用新型公開了一種具有PROFIBUS-DP通迅功能的軟起動器，屬於起動器技術領域；所要解決的問題是提供一種能夠實現PROFIBUS-DP通迅的軟起動器，採用的方案為隔離換向開關、可控矽組件、第二真空接觸器、三相交流電機接口自上而下依次串聯，可控矽組件的兩端並聯第一真空接觸器，在隔離換向開關和可控矽組件之間通過導線連接有電源變壓器，電源變壓器的輸出端通過導線連接有控制器和PLC，脈衝觸發裝置的輸出端與可控矽組件相連，脈衝觸發裝置的輸入端與控制器相連，控制器還連接有顯示器和PLC，PLC連接有操作盒和遠程控制面板，PLC還與PROFIBUS-DP通迅模塊相連；本實用新型可廣泛應用到電力、冶金、能源等行業中。
文檔編號H02P1/26GK201422090SQ20092010295
公開日2010年3月10日 申請日期2009年5月26日 優先權日2009年5月26日
發明者王建華, 新 高 申請人:太原惠特科技有限公司