[发明专利]交流电机反正转软起动制动控制器

说明书

技术领域：

本发明涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种利用电子电力技术和微机控制技术来实现对交流电机的反正转、软起动及制动的装置。

背景技术：

交流电机以其低成本、高可靠性和易维护等特点，被广泛应用在各个行业。特别是机床设备中，它作为一种主要的动力设备，常常用来拖动主轴、工作台、冷却泵、油泵等装置。但是它在直接起动时，由于起动电流高达额定电流的5～7倍，所以会对电网及负载造成很大的冲击，影响周边电器的工作，增加机械传动部件的磨损，降低设备的使用寿命。

机床设备在机加过程中，不允许电机有惯性旋转，以保证机床加工精度及数控机床的时效。在传统的机床上多采用液压摩擦制动或电磁摩擦制动等机械制动，都存在体积大，机械结构复杂的弊端，而且摩擦片易磨损，维护工作量大。

电机反正转，传统方法是接触器控制。因接触器触点易烧蚀，机械动作复杂，造成机械及电气寿命短，且配线复杂，造价高。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种交流电机反正转软起动制动控制器，它整合了电机反正转、电子式软起动器和电子制动器功能、优点于一身，并且体积小，配线简单，造价低，使用寿命长。

上述目的是这样实现的：它包括外壳，外壳内有带有电源输入端子、接入电机输出端子及控制端子的电路板，电路板内包括做为中枢的微控制器、两只双向晶闸管或四只反并联单向晶闸管、整流桥、移相触发电路、数码管显示电路、电流检测电路、指令输入隔离电路、电源电路、微型大电流继电器及继电器驱动芯片；电路板内移相触发电路受微控制器控制并与晶闸管触发极连接，晶闸管阴阳极分别与电源输入端子和微型大电流继电器触头及整流桥连接；电路板内继电器驱动芯片受微控制器控制并与微型大电流继电器线圈连接，微型大电流继电器触头分别与晶闸管或整流桥及输出端子连接；电路板内做为中枢的微控制器分别与数码管显示电路、电流检测电路及与控制端子相连的指令输入隔离电路连接。

本发明的优点是：整合了电机反正转、电子式软起动器和电子制动器功能、优点于一身，增加了控制功能，不增加硬件成本。数控CNC系统输出点直接接入本控制器输入点，且本控制器输入点与本控制器内部电路隔离，增加稳定性及抗干扰性。

反正转及制动控制时，利用大电流微型继电器触头转换。省去了原反正转、制动控制的接触器及中间继电器，简化电路，减少配线，增加可靠性，降低成本。

起动时，从本质上改善交流电机的起动特性，可以根据用户要求，设置不同的起动时间。而且具有过载保护、缺相保护等功能。

制动时，利用直流能耗制动原理，也可以根据用户要求，设置不同的制动电流及制动时间。无机械磨损，不需维修，体积小，占用空间小，可安装在机床配电箱内。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的电路方框图。

图3是晶闸管控制直流能耗制动原理图。

图4是继电器触点转换电机换相原理图。

具体实施方式：

参照图1-4，它包括外壳1，外壳内有带有电源输入端子、接入电机输出端子及控制端子的电路板2，电路板内包括做为中枢的微控制器、两只双向晶闸管或四只反并联单向晶闸管、整流桥、移相触发电路、数码管显示电路、电流检测电路、指令输入隔离电路、电源电路、微型大电流继电器及继电器驱动芯片；电路板内移相触发电路受微控制器控制并与晶闸管触发极连接，晶闸管阴阳极分别与电源输入端子和微型大电流继电器触头及整流桥连接；电路板内继电器驱动芯片受微控制器控制并与微型大电流继电器线圈连接，微型大电流继电器触头分别与晶闸管或整流桥及输出端子连接；电路板内做为中枢的微控制器分别与数码管显示电路、电流检测电路及与控制端子相连的指令输入隔离电路连接。

工作原理：使用时，数控CNC系统输出点直接接入本控制器输入点，本控制器输出端子直接接入交流电机进线。

本控制器应用嵌入式微控制器技术，利用微控制器程序控制串联在交流电机回路的双向晶闸管或反并联单向晶闸管触发相位角度。

起动时，在设定时间内，使晶闸管触发相位角度逐渐减小，则晶闸管在交流电半周波内导通时间逐渐加长，加在电机绕组上的交流电压有效值逐渐增大，实现交流电机软起动。

制动时，在设定时间内，使晶闸管在设定触发相位角度下导通(即输出设定的电压)。这样，加在单相整流桥上的是低压交流电压，经微控制器控制的继电器触头转换，再经过整流桥整流输出的直流低电压接入交流电机任意两端子，实现交流电机直流能耗制动。

反正转控制也是经微控制器控制的继电器触头转换。通电时，继电器先动作，晶闸管后导通、断电时晶闸管先关断，继电器后释放。故继电器触点无电弧、无烧蚀，可以利用大电流微型继电器触头转换，代替接触器，提高机床系统寿命、可靠性及降低成本。