[实用新型]直流电机起动保护与运行监护控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业控制领域，尤其涉及一种提供直流电机起动保护和运行监护的控制器。

背景技术

在直流电机起动过程中，电机起动瞬间接通电源，电枢仍在静止状态，转速没有变化，而电枢绕组电阻很小，如果把额定电压直接施加在电枢两端，则起动电流可达到额定电流的10~20倍。常用的起动方法：①直接起动，只适合容量小的直流电机；②电枢回路中串电阻，只能将起动电流限制在2-2.5倍额定电流的范围内；③降压起动，降压设备投资大。

对直流电机运行保护，如过流、过压欠压、过载、过热等保护电路在直流电机的运用中随处可见；直流电机控制器也有很多，部分控制器还提供了对电机运行的保护，但是没有融入起动保护。

因此，本实用新型提出一种控制器既可以实现起动保护，也可以完成运行保护，还能对电机进行控制的直流电机起动保护与运行监护控制器。

发明内容

本实用新型目的在于提出一种直流电机起动保护与运行监护控制器，该控制器可以使电机起动电流趋于平滑上升，在起动过程中不会出现大电流；完成起动后自动对电机进行保护；还能根据外部控制信号控制电机。

为了实现上述目的，本实用新型提出的直流电机起动保护与运行监护控制器，包括电流采集模块、电压采集模块、微控制器、电机驱动模块、显示模块、外部控制接口、键盘以及通讯模块。

所述的直流电机起动保护与运行监护控制器，电流采集模块的霍尔电流传感器与微控制器的ADC端口相连；电压采集模块的电压变换器与微控制器的ADC端口相连。

所述的直流电机起动保护与运行监护控制器，具有控制通路；包括外部控制接口、电机驱动模块，外部控制接口通过微控制器与电机驱动模块相连。

所述的直流电机起动保护与运行监护控制器，具有附加模块；包括显示模块、键盘、通讯模块，显示模块与键盘连接在微控制器GPIO口；通讯模块与微控制器具有通讯功能的CAN、USART端口相连。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点。

①该控制器可以使电机起动电流趋于平滑上升，在起动过程中不会出现大电流；完成起动后自动对电机进行保护；还能根据外部控制信号控制电机。

②该控制器集成了起动保护、运行保护、运行控制三种功能于一体，通过该控制器，无需添加其他器件就可以对电机进行保护和控制。

③该控制器可以使电机在起动过程中电流平滑上升至额定值，可减小因电流冲击造成直流电机温度升高和机械可靠性降低，延长电机的使用寿命。

④采用脉宽调制技术对电机起动和运行进行控制，克服了常用的起动方法受到应用场合和电机类型限制的缺陷。

⑤控制器具有可移植性，电机在使用前，用户只需输入该电机的额定电流、额定电压，控制器就可以自行运算出对该电机保护的各项参数，自动完成电机进行保护。

附图说明

图1是本实用新型直流电机起动保护与运行监护控制器原理框图。

图2是本实用新型直流电机起动保护与运行监护控制器电机驱动原理框图。

图3是本实用新型直流电机起动保护与运行监护控制器键盘。

具体实施方式

作为一种优选方案，本实用新型所述的微控制器选用STM32，该芯片内部集成了ADC采集、CAN总线、USART通讯等模块；显示模块选用LCD显示屏；电机驱动模块中驱动芯片选用IR2110，场效应管选用IRF540。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型提供的直流电机起动保护与运行监护控制器的原理框图，包括电流采集模块、电压采集模块、微控制器、电机驱动模块、显示模块、外部控制接口、键盘以及通讯模块。所述电流采集模块主要由霍尔电流传感器和STM32芯片内部集成的ADC采集功能块组成；电压采集模块主要由电压变换器和STM32芯片内部集成的ADC采集功能块组成；电机驱动模块由电机驱动芯片IR2110和由场效应晶体管IRF540搭建的桥式驱动电路构成，如图2所示；显示模块LCD实时显示电机运行的各项参数；外部控制接口由光电隔离电路和微控制器的I/O端口组成；键盘为普通数字键盘及一些功能键组成，如图3所示；通讯模块用于向其他节点或上位机传输电机运行参数或进行写参数操作。

所述直流电机起动保护与运行监护控制器，具体实施步骤如下：