CN201274459Y - 三相电机的驱动控制电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种三相电机的驱动控制电路，所述电路包括三相电源同步脉冲发生电路、高频脉冲发生电路、将高频脉冲耦合输出到整流电路的脉冲变压器、将耦合输出的脉冲信号转变为直流脉冲信号的整流电路，将380V交流电转换为0～380V可调的晶闸管电路和由两个含有常开、常闭触点的继电器组成的换向电路，其中继电器的两个公共触点与电机的两相连接，三相电源同步脉冲发生电路与高频脉冲发生电路连接，高频脉冲发生电路与电机之间依次连接有脉冲变压器、整流电路、晶闸管和继电器。本实用新型采用继电器换相，有体积小，成本低，可靠性高的优点，不仅可满足风机、水泵等驱动的要求，还可满足一般工业自动化控制的电动执行机构要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制电路，特别涉及一种三相电机的驱动控制电路。
背景技术
三相异步电动机简称三相电机，通常用作驱动源，如用于驱动机器和设备等，因此工业生产中广泛地采用三相电机。三相电机的旋转是通过一个旋转磁场，其中三相电机的定子绕组用来产生旋转磁场的。当相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相电机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度，这样，当在定子绕组中通入三相电源时，定子绕组就会产生一个旋转磁场。电流每变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。目前，三相电机的柔性驱动技术一般分为调压驱动和变频驱动。其中：调压驱动的功率器件由可控硅组成，有成本低廉的优点。由于换向采用的可控硅，当可控硅被击穿后，会使电源相间短路，严重损坏电路板，带来很大的安全隐患；变频驱动的功率器件一般由绝缘栅双极型功率管IGBT或智能功率模块IPM组成，有节能效果较好的优点，但由于外围辅助器件较多，成本高，可靠性较低。
发明内容
本实用新型的目的在于提供了一种三相电机的驱动控制电路，采用本实用新型的三相电机，可适用于大功率电机的驱动，换向可靠性好，体积小，成本低廉。
实现本实用新型的技术方案是：包括电机，其特征在于：还包括三相电源同步脉冲发生电路、高频脉冲发生电路、将高频脉冲耦合输出到整流电路的脉冲变压器、将耦合输出的脉冲信号转变为直流脉冲信号的整流电路，将380v交流电转换为0～380v可调的晶闸管电路和由两个含有常开、常闭触点的继电器组成的换向电路，其中继电器的两个公共触点与电机的两相连接，三相电源同步脉冲发生电路与高频脉冲发生电路连接，高频脉冲发生电路与电机之间依次连接有脉冲变压器、整流电路、晶闸管和继电器
本实用新型采用可控硅的控制导通角，电机的换向先由可控硅关断电源，再由继电器换向，可控硅再开启电源，启动电机，实现电机的柔性启动。继电器实际工作在无负载切换状态，在完成换向后，由于继电器的触点是闭合的，当电路中有大电流通过继电器，能承受很大的电流冲击。
本实用新型由可控硅和继电器以及可控硅触发电路组成的柔性电机驱动电路，即可用于水泵、风机等电机单向运转，又可用于三相电动执行机构等电机双向运转的三相电机，即使可控硅击穿也不会产生电源的相间短路。
与普通的交流接触器相比，本实用新型换相采用继电器，不需要外围的辅助器件，使得电路的体积大大缩小，成本大大降低，使用寿命长，其1千万次的机械寿命和10个重力加速度的抗振动性能是交流接触器无法比拟的。
附图说明
图1为本实用新型三相电源同步脉冲发生电路；
图2为本实用新型高频脉冲发生电路；
图3为本实用新型三相电机的驱动控制电路的框图。
具体实施方式
参见图3。三相电机的驱动控制电路包括三相电源同步脉冲发生电路2、高频脉冲发生电路1、将高频脉冲耦合输出到整流电路的脉冲变压器3、将耦合输出的脉冲信号转变为直流脉冲信号的整流电路4，将380v交流电转换为0～380v可调的晶闸管电路5和由两个含有常开、常闭触点的继电器组成的换向电路6。整流电路由6组电阻与二极管串接的电路组成；晶闸管电路的六个晶闸管Q1与Q2、Q3与Q4、Q5与Q6反向并联成三个双向可控硅，三相电源与可控硅的阳极或阴极连接。其中两个继电器的两个共触点1与电机输入端的两相连接。三相电源同步脉冲发生电路的3个输出端与高频脉冲发生电路的3个输入端5、13、18连接，用于提供与三相电源同步的基准。高频脉冲发生电路12个输出端分别与脉冲变压器的3组线圈的12个输入端连接，向脉冲变压器提供控制脉冲信号。脉冲变压器的3组线圈一个输出端4与三相交流电源连接，脉冲变压器的3组线圈另外两个输出端1、3与整流电路连接，将脉冲信号耦合到整流电路，以隔离强、弱电。脉冲变压器的3组线圈又一个输出端2与晶闸管的2脚连接，整流电路的6个输出端与晶闸管电路中的6个晶闸管的3脚连接，整流电路将六路高频脉冲信号整成直流脉冲信号，用于触发晶闸管电路。晶闸管中的两个反向并联晶闸管的1、2脚分别与脉冲变压器中的2组线圈的2脚连接后，作为继电器的常开触点和常闭触点，晶闸管中的第三个反向并联晶闸管的1、2脚与电机M连接，使晶闸管中的第三个反向并联晶闸管不需要进行换向而直接控制电机；晶闸管电路中的6个晶闸管另外的2、1脚分别与三相交流电的电源A、B、C连接。
参见图1，三相电源同步脉冲发生电路由3个脉冲发生电路组成，三个脉冲发生电路的结构完全一样，在此仅以一个脉冲发生电路结构进行说明。脉冲发生电路的二极管D3的正极1脚和光电耦合器负极2脚并联后与其它2个同样的脉冲发生电路星形连接，二极管D3的负极2脚和光电耦合器的正极1脚并联后通过限流电阻R3与三相交流电源A连接；光电耦合器一个输出4脚为集电极开路输出，光电耦合器另一个输出脚3脚接地。
参见图2，高频脉冲发生电路由3个高频脉冲电路组成，三个高频脉冲电路的结构完全一样，在此仅以一个高频脉冲电路结构进行说明。所述高频脉冲电路由电阻、三极管、二极管和变压器组成，电阻R2的一端与电源连接，另一端与电阻R3串接后接地；三极管Q7的基极与电阻R1的一端连接，R1的另一端连接三路控制脉冲信号PA、PB、PC中的任意一个；二极管D1的负极与电阻R1的一端和三极管Q7基极连接，二极管D1的正极与三极管T1发射极串接后接地；三极管Q7的集电极与三极管Q8的基极连接，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的集电极与二极管D2的正极串接后与变压器T1连接，变压器的输出端连接脉冲变压器；二极管D2的负极与变压器之间并联有电阻R4和稳压二极管D3。
三路控制单脉冲信号由高频脉冲发生电路调制成10kHz的高频脉冲信号，再由脉冲变压器隔离输出成六路脉冲信号，由整流二极管将六路高频脉冲信号整成直流脉冲信号，该信号施加在晶闸管(SCR)的门极和阴极之间来触发SCR。通过调整控制脉冲信号与三相电源同步脉冲的相位，可实现SCR导通角的控制。控制脉冲信号的触发时间离同步脉冲越近，SCR的导通角越大，SCR的输出电压也越高；反之，同步脉冲信号的触发时间离同步脉冲越远，SCR的导通角越小，SCR的输出电压也越高，实现了电源调压。有了调压功能，将380v的交流电源由0v在一定的时间内升压至额定电压，输出到电机，实现柔性起动。
将一个继电器的常开触点和另一个继电器的常闭触点6连接，接SCR的两路输出，然后由继电器的公共触点输出到电机，另外一路SCR输出直接接电机。两个换向继电器的控制端并联在一起，由一个控制信号控制，实现触点的同步动作。当一个继电器失效时，电机电源将缺相，不会造成电源短路。
换向时，可控硅先关断三相电源，由继电器接收到控制信号，两个继电器同时动作，由常闭触点切换到常开触点或由常开触点切换到常闭触点，SCR的两个输出的引脚交换，使电源换相，由SCR实现调压起动，电机向反方向柔性起动。
Claims (4)
1.一种三相电机的驱动控制电路，包括电机，其特征在于：还包括三相电源同步脉冲发生电路、高频脉冲发生电路、将高频脉冲耦合输出到整流电路的脉冲变压器、将耦合输出的脉冲信号转变为直流脉冲信号的整流电路，将380v交流电转换为0～380v可调的晶闸管电路和由两个含有常开、常闭触点的继电器组成的换向电路，其中继电器的两个公共触点与电机的两相连接，三相电源同步脉冲发生电路与高频脉冲发生电路连接，高频脉冲发生电路与电机之间依次连接有脉冲变压器、整流电路、晶闸管和继电器。
2.根据权利要求1所述的三相电机的驱动控制电路，其特征在于：三相电源同步脉冲发生电路由3个脉冲发生电路组成，脉冲发生电路的二极管的正极和光电耦合器负极并联后与其它2个同样的脉冲发生电路星形连接，二极管的负极和光电耦合器的正极并联后通过限流电阻与三相交流电源连接；光电耦合器一个输出为集电极开路输出，光电耦合器另一个输出脚接地。
3.根据权利要求1所述的三相电机的驱动控制电路，其特征在于：所述高频脉冲电路由电阻、三极管、二极管和变压器组成，电阻R2的一端与电源连接，另一端与电阻R3串接后接地；三极管Q7的基极与电阻R1的一端连接，R1的另一端连接控制脉冲信号；二极管D1的负极与电阻R1的一端和三极管Q7基极连接，二极管D1的正极与三极管T1发射极串接后接地；三极管Q7的集电极与三极管Q8的基极连接，三极管Q8的发射极接地，三极管Q8的集电极与二极管D2的正极串接后与变压器T1连接，变压器的输出端连接脉冲变压器；二极管D2的负极与变压器之间并联有电阻R4和稳压二极管D3。
4.根据权利要求1所述的三相电机的驱动控制电路，其特征在于：所述整流电路由6组电阻与二极管串接的电路组成；晶闸管电路的六个晶闸管反向并联成三个双向可控硅，三相电源与可控硅的阳极或阴极连接。
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