[发明专利]可控硅交流调速装置

说明书

本发明属于电机控制调节技术领域，是关于一种可控硅交流调速装置。

现有的可控硅交流调速装置，如《交流调速技术》中所公开的（参见图1），其目的是随着△W（△W＜△Wmax）变化调节交流电动机定子电流I₁，以维持磁通φ即I_m为恒定，使转矩与I₂、△W成正比，从而实现一种可控硅交流调速装置。但是，它存在以上不足之处，①、由于它的数学模型是一个非线性方程，对这种非线性环节无法写出精确传递函数，因此保证不了控制精度;②、它是按模拟电路给出的数据，在测速发电机，W_m+W_S计算，电压频率转换。函数发生器中均会产生较大误差，并受电源电压的影响，控制精度大于1%，③、由于滑差频率很小（△W＜S%W₁），如W₁产生1%的误差，△W就会产生20%的误差，使得该装置很难满足滑差频率控制精度的要求，④、该装置成本较高。

本发明的目的是研制一种成本较低、控制精度较高的可控硅交流调速装置，克服现有技术的不足之处，较理想地控制交流电动机的电流和频率，从而实现对交流电动机调速的目的。

本发明的主要技术措施是采用中央微处理器、可控硅整流器、逆变器和光盘，完成对速度处理、变频频率控制和电流负反馈控制。

结合附图和实例具体描述本发明可控硅交流调速装置的具体结构特征。

图1表示现有的可控硅交流调速装置硬件结构框图;

图2表示本发明的可控硅交流调速装置控制原理框图;

图3表示本发明的可控硅交流调速装置的一种硬件结构框图;

图4表示本发明的可控硅交流调速装置的另一种硬件结构框图;

图5表示本发明的一种实施例结构示意图。

参见图3，本发明的可控硅交流调速装置由中央处理器、存貯器、定时器、输入输出接口、中断输入器、模/数转换器、驱动电路。整流器、逆变器、光盘、互感器、电源组成。

中央处理器CPU可由Z80或MCS-51或其他八位微处理器构成，完成对存貯器、定时器、输入输出接口、中断输入、模/数转换器的信号的控制和运算，从而实现对电动机速度信号处理，频率和电流负反馈的控制;反过来，存貯器、定时器、输入输出接口、中断输入、模/数转换器也对中央处理器的工作过程进行控制。存貯器可由4KEPROM八位只读存貯器和32字节RAM存貯器构成，它作为本发明的应用程序、I₂-I₁表、W-T表、T-W表、变量、参数的存貯单元，也可作为用户的应用程序的存貯单元。定时器可由六个独立的定时/计数器构成，分别完成本发明装置的计时、同步、变频、触发角四种定时功能，除1个计时的定时/计数器外，其余5个均在中断状态工作。

中断输入器，可由中央处理器或其它的输入输出电路构成，完成对各种中断的输入判断和排队。输入输出接口，可用Z80-PIO或8755构成，它主要完成可控硅触发信号的输出，〔在控制精度和性能要求较高的场合（参见图4），可作为电流指令值从CPU₁传入CPU₂的数据通道）。驱动电路，可由三极管和脉冲变压器等元件构成，其作用是将输出接口输出的微弱信号放大，以达到能驱动整流器、逆变器的目的。整流器，由三相可控硅全控桥构成，完成对电动机电流的控制。逆变器，由三相可控硅无源逆变桥构成。完成对电动机定子电源的频率的控制。光盘，装在电动机输出轴上，通过中断输入器将电动机转速反馈到中央处理器，供处理速度使用。互感器HL，将电机电流通过模/数转换器反馈到中央处理器，作电流负反馈控制。电源，与同步定时器的同步，是在电源A相过零时，产生中断来实现的。

参见图4，为了进一步提高本发明装置的精度和性能，可采取由中央处理器CPU₁通过存貯器1、定时器1、中断输入、输入输出接口1完成对电动机速度信号的处理和频率的控制，由CPU₂通过存貯器2、定时器2、模/数转换器。中断输入、输入输出接口2完成对电机电流负反馈的控制的措施方案。

总之，本发明可根据不同的精度要求，采取由一个中央处理器完成对速度、频率、电流的处理和控制，或采用由二个中央处理器分别完成对速度、频率以及对电流的处理和控制，或采用三个中央处理器分别完成对速度、对频率、对电流的处理和控制。随着中央处理器个数的最佳增加，本发明装置的调速性能和精度将得到进一步提高。

参见图2，本发明装置的控制处理原理过程简述如下。