專利名稱：用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種閉環(huán)控制系統(tǒng)，尤其是一種用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
背景技術：
目前，市場上出現(xiàn)的電機在使用中其各項性能指標容易受到電壓波動或負載變化 的影響。當電壓偏低或負載過高時，電機的各項性能指標容易比額定性能低；當電壓偏高或 負載偏低時，電機的各項性能指標容易比額定性能高，這就造成了電機在工作時性能與運 行狀態(tài)不穩(wěn)定，而電機為了保證其穩(wěn)定的運行狀態(tài)便需要大幅度提高能耗，其缺點是會嚴 重影響到電機的工作質量，另外還會降低電機本身的使用壽命。
實用新型內容針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種不但可以對電機起到降壓 節(jié)能效果，還可以使電機始終保持在最佳運行狀態(tài)的一種用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系 統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系統(tǒng)，三相 電源的輸出端分別與脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊以及觸發(fā)電路模塊的輸入端相連接，所述 脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊的輸出端分別與被控電機以及功率檢測裝置的輸入端相連接， 所述功率檢測裝置的輸出端依次與外部光源以及模糊控制裝置的輸入端相連接，所述模糊 控制裝置的輸出端依次與所述觸發(fā)電路模塊以及所述脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊的輸入 端相連接。所述三相電源將同步信號發(fā)送到所述觸發(fā)電路模塊內部。所述功率檢測裝置將功率因數(shù)發(fā)送到所述外部光源內部。所述脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊由電源、斬波器、電動機、電壓檢測模塊、電流檢 測模塊、脈沖觸發(fā)器、單片機、鍵盤以及顯示單元構成，所述電源的輸出端分別與所述斬波 器以及所述電壓檢測模塊的輸入端相連接，所述斬波器的輸出端分別與所述電動機以及所 述電流檢測模塊的輸入端相連接，所述電壓檢測模塊與所述電流檢測模塊的輸出端均與所 述單片機的輸入端相連接，所述鍵盤以及所述顯示單元的輸出端依次與所述單片機與所述 脈沖解發(fā)器的輸入端相連接。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點本實用新型提供的用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系統(tǒng)，三相電源的輸出端分別與 脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊以及觸發(fā)電路模塊的輸入端相連接，脈寬控制斬波觸發(fā)電路模 塊的輸出端分別與被控電機以及功率檢測裝置的輸入端相連接，功率檢測裝置的輸出端依 次與外部光源以及模糊控制裝置的輸入端相連接，模糊控制裝置的輸出端依次與觸發(fā)電路 模塊以及脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊的輸入端相連接，三相電源將同步信號發(fā)送到觸發(fā)電 路模塊內部，功率檢測裝置將功率因數(shù)發(fā)送到外部光源內部。本實用新型穩(wěn)定性能好，通過對電機的電壓與電流的過零點進行檢測，計算出異步電機的功率因數(shù)角，經(jīng)過模糊控制裝置進行處理，通過控制觸發(fā)脈沖來控制電機轉速以達到降壓節(jié)能的效果，還可以使電機始 終保持在最佳運行狀態(tài)。
圖1為本實用新型的結構框圖；圖2為圖1的實施例結構框圖；圖3為本實用新型脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊的結構框圖；圖4為圖3中電流檢測模塊的電路圖；圖5為圖3中電壓檢測模塊的電路圖；圖6為本實用新型功率檢測裝置的電路圖。主要元件符號說明如下1三相電源2脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊 3電機4觸發(fā)電路模塊 5功率檢測裝置6模糊控制裝置7光源8電源9斬波器10電動機11電壓檢測模塊12脈沖觸發(fā)器13電流檢測模塊 14單片機15鍵盤16液晶顯示單元 17同步信號18功率因數(shù)19給定值
具體實施方式
為了更清楚的表述本實用新型，
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。如圖1至圖3所示，本實用新型提供一種用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系統(tǒng)，三相 電源1的輸出端分別與脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊2以及觸發(fā)電路模塊4的輸入端相連 接，脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊2的輸出端分別與被控電機3以及功率檢測裝置5的輸入 端相連接，功率檢測裝置5的輸出端依次與光源7中的負極端以及模糊控制裝置6的輸入 端相連接，模糊控制裝置6的輸出端依次與觸發(fā)電路模塊4以及脈寬控制斬波觸發(fā)電路模 塊2的輸入端相連接。另外，光源7中正極端的輸入端還與給定值19的輸出端相連接。三 相電源1將同步信號17發(fā)送到觸發(fā)電路模塊4的內部，功率檢測裝置5將功率因數(shù)18發(fā) 送到光源中負極端的內部。脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊由電源8、斬波器9、電動機10、電壓檢測模塊11、電流 檢測模塊13、脈沖觸發(fā)器12、單片機14、鍵盤15以及液晶顯示單元16構成，其中，電源8的 輸出端分別與斬波器9以及電壓檢測模塊11的輸入端相連接，斬波器9的輸出端分別與電 動機10以及電流檢測模塊13的輸入端相連接，電壓檢測模塊11與電流檢測模塊13的輸 出端均與單片機14的輸入端相連接，鍵盤15以及液晶顯示單元16的輸出端依次與單片機 14與脈沖觸發(fā)器12的輸入端相連接。如圖4所示，通過互感器Ll輸出0_5mA的交流電，當電流突然增大時，電流互感器 輸出電流也隨之增大，經(jīng)過全橋整流、電流一電壓轉換、低通濾波，得到直流電壓信號。這樣 在過零點時，ZD端輸出一個高電平，使主控制芯片觸發(fā)一個中斷，即檢測到電流過零信號。[0028]如圖5所示，過零檢測電路首先檢測到AC220V的過零點，產(chǎn)生過零中斷；然后，在 中斷處理子程序中，打開定時器功能，然后由CPU產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖。此時可以進行算法的 設計，這樣，通過定時器的定時長度的改變可以控制AC220V在每半個周期內的導通時間， 從而控制電動機。如圖6所示，功率因數(shù)檢測裝置主要是對電機相電壓和相電流的過零點進行檢 測，節(jié)能控制中，對功率因數(shù)角的檢測是實現(xiàn)調壓節(jié)能的關鍵，通過判斷功率因數(shù)角的大 小，可以通過控制電壓來實現(xiàn)斬波器脈沖寬度的調節(jié)。因異步電動機為感性負載，當電壓過 零后尚需一個延遲角電流才過零，其夾角即為功率因數(shù)角。電壓過零檢測就是把輸入電壓 轉換成同相位的矩形波，送入CPU的高速輸入端，此矩形波的下降沿既是觸發(fā)脈沖的基準 信號，又可作為微處理器軟件定時器的開始信號。電流過零檢測是把由電流信號由互感器 采集處理后轉換成矩形波，然后送入微處理器的高速輸入端，并由記錄的電壓和電流過零 時間得到一個功率因數(shù)角。電壓和電流采樣電路如下圖電壓、電流過零檢測電路圖所示，以 A相為例，對A相電壓采樣，相電壓通過Vl、V2穩(wěn)壓，進入比較器與地進行比較.若是在波形 的正半周，則比較器輸出高電平1 ；若是在負半周，則輸出比較器為低電平0。在輸出信號為 高時，使光偶導通，進入CPU高速輸入1的信號就為高電平，這樣實現(xiàn)電壓過零點檢測.對 電流信號 的檢測是對斬波器兩端電流信號的檢測，通過一個電流互感器對電流信號進行采 樣，通過比較器把電流過零點的相位信息轉換成方波信號后，送入CPU高速輸入2，實現(xiàn)電 流過零檢測。本實用新型通過檢測同步信號，在過零點時產(chǎn)生中斷信號，計時開始；功率檢測裝 置記下電壓電流的過零點，得到電機的功率因數(shù)角，同時計算出功率因數(shù)角的變化率，傳遞 給模糊控制裝置，模糊控制裝置進行模糊運算得到觸發(fā)角，計時結束，得到一個時間偏差， 即觸發(fā)時間，然后通過觸發(fā)電路模塊觸發(fā)斬波器，利用先進的脈寬調制技術對工頻電源進 行逆變后，調節(jié)供電頻率，直接驅動電機并進行調速，以最適宜的轉速轉矩給流體設備提供 動力?？刂七^程中，通過對異步電機相電壓與相電流的過零點進行檢測，計算出異步電機的 功率因數(shù)角，經(jīng)過模糊控制器進行處理，通過脈寬調制技術調節(jié)供電頻率來控制電機轉速 以達到降壓節(jié)能的目的。以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實例，但是，本實用新型并非局限于此，任 何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護范圍。
權利要求一種用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，三相電源的輸出端分別與脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊以及觸發(fā)電路模塊的輸入端相連接，所述脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊的輸出端分別與被控電機以及功率檢測裝置的輸入端相連接，所述功率檢測裝置的輸出端依次與外部光源以及模糊控制裝置的輸入端相連接，所述模糊控制裝置的輸出端依次與所述觸發(fā)電路模塊以及所述脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊的輸入端相連接。
2.如權利要求1所述的一種用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述三 相電源將同步信號發(fā)送到所述觸發(fā)電路模塊內部。
3.如權利要求1所述的一種用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述功 率檢測裝置將功率因數(shù)發(fā)送到所述外部光源內部。
4.如權利要求1或3所述的一種用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述 脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊由電源、斬波器、電動機、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、脈沖觸 發(fā)器、單片機、鍵盤以及顯示單元構成，所述電源的輸出端分別與所述斬波器以及所述電壓 檢測模塊的輸入端相連接，所述斬波器的輸出端分別與所述電動機以及所述電流檢測模塊 的輸入端相連接，所述電壓檢測模塊與所述電流檢測模塊的輸出端均與所述單片機的輸入 端相連接，所述鍵盤以及所述顯示單元的輸出端依次與所述單片機與所述脈沖解發(fā)器的輸 入端相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種用于調節(jié)電機功率的閉環(huán)控制系統(tǒng)，三相電源的分別與脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊以及觸發(fā)電路模塊的相連接，脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊的分別與被控電機以及功率檢測裝置的相連接，功率檢測裝置的依次與外部光源以及模糊控制裝置的相連接，模糊控制裝置的依次與觸發(fā)電路模塊以及脈寬控制斬波觸發(fā)電路模塊的相連接，三相電源將同步信號發(fā)送到觸發(fā)電路模塊內部，功率檢測裝置將功率因數(shù)發(fā)送到外部光源內部。本實用新型通過對電機的電壓與電流的過零點進行檢測，計算出異步電機的供電頻率，經(jīng)過模糊控制裝置進行處理，通過控制觸發(fā)脈沖來控制電機轉速以達到降壓節(jié)能的目的，使電機中的各性能指標始終保持穩(wěn)定。
文檔編號H02P27/08GK201656913SQ20102018728
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權日2010年5月12日
發(fā)明者劉躍兵, 方維 申請人:劉躍兵