[实用新型]具有波形分析功能的软起动器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机的软起、软停控制装置，特别是一种具有波形分析功能的软起动器，主要应用于三相异步电动机，属于电力电气领域。 

背景技术

三相异步电动机因其结构简单、成本低廉、使用维护方便，因此成为应用最为广泛的电动机。但交流电机全压起动时，起动电流将达到额定电流的6～8倍，造成电网冲击和机械应力冲击。为减小电动机的起动电流，传统的方法是采用Y/△起动或自耦降压起动器来实现电机的降压起动，但这些方式在电压切换过程中，依然存在“二次冲击”的问题。电动机软起动器是一种通过控制可控硅的导通角来使输出电压逐渐增加以降低起动电流的设备，近年来在各行各业得到广泛的应用。但是由于电机原理的特殊性，不同功率，不同负载，起停过程中的电流曲线都是不一样的，很难用一个或几个数学模型来实现自动控制。目前通常的软起动器制造厂家，为了使自己的产品在现场能达到比较好的起动效果，一般都需要提供专门的技术调试人员到现场根据电机的参数和负载类型进行技术调试工作，并且需要根据电机的起动情况，不断的修改参数，才能获得较好的起动过程。这样，就对制造厂家而言开销大、培训难、资源得不到合理优化等问题。当调试好的设备运行方式发生改变时，还需重新设置参数。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，具有波形分析功能的软起动器，它能录取电机起动过程中的电流波形，自学习优化参数设置，达到自动适应不同负载，简化产品现场调试环节。 

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种具有波形分析功能的软起动器，其特征在于：它的硬件结构包括电机、信号采集模块、信号处理模块、中央控制处理单元、晶闸管触发控制电路、晶闸管模块及接触器、LCD显示模块、闪存存贮器及USB接口驱动模块、通讯模块、输入/输出模块和晶闸管阻容吸收保护模块；所述的电机与信号采集模块连接，信号处理模块与信号采集模块连接，中央控制处理单元分别与信号处理模块、晶闸管触发控制电路、LCD显示模块、闪存存贮器及USB接口驱动模块、通讯模块、输入/输出模块连接，晶闸管阻容吸收保护模块与晶闸管模块及接触器连接；工作原理为：信号采集模块从电机处采集信号，经由信号处理模块处理后发送到中央控制处理单元，中央控制处理单元处理完的信号发送到晶闸管触发控制电路，形成触发控制信号，并控制晶闸管模块及接触器，从而控制主回路中加在电机上的电压，达到软起动的目的。 

本实用新型的软件结构包括数据采集模块、模糊自学习整定模块、多种电机数学模型库、人机接口程序模块、通讯程序模块、故障诊断模块、系统综合配置模块和波形分析数据存贮及USB接口驱动模块；在各个模块之间，采用消息机制的方式进行相互触发、协调。 

本实用新型所述的中央控制处理单元采用C8051F120单片机，该芯片是完全集成的混合信号系统（SOC），具有与8051兼容的高速CIP-51内核，速度是普通51单片机的12倍，片内集成了8路12位AD转换器，2路12位DA转换器，有128K字节的Flash ROM,4K字节的RAM和2个UART，芯片自带硬件Watchdog，这些丰富的硬件资源对于简化系统的软硬件设计提供了较好的硬件支撑。 

本实用新型所述的信号采集模块和信号处理模块，采用三组小的电流互感器对一次电流进行采样，并可靠的与主回路进行隔离，该电路与国内常用的其它电路相比，最终的信号还是交流量，避免了波形的失真，为后面录取起动波形的真实度提供了保障。 

本实用新型所述的晶闸管触发控制电路，采用三个脉冲变压器来控制晶闸管的可靠触发，该电路具有功耗小、功率大、输入阻抗高、抗干扰性能好、外接元件小等优点。 

本实用新型所述的闪存存贮器及USB接口驱动模块，采用具有I2C接口的铁电芯片FM24C256，主要用于记录起动过程中的电流波形和故障报警数据，掉电后不丢失。 

本实用新型所述的通讯模块采用RS485现场总线通讯，使用Modbus协议，实现全面的上位机远程控制和监测。Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言，通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。 

本实用新型所述的LCD显示模块，用于实时指示系统的各运行状态，如软起中、软停中，故障报警等，使系统信息一目了然。 

本实用新型所述的输入/输出模块，用于控制本装置起停指令的输入及故障报警的输出。 

本实用新型所述的晶闸管阻容吸收保护模块，用于减小和避免感应电压di/dt对晶闸管器件的损坏。