一種防晃電電動機智能管理器及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種防晃電電動機智能管理器，包括設(shè)于智能管理器內(nèi)部的處理器CPU和設(shè)于智能管理器外部的啟?；芈罚搯⑼；芈钒ń泳€端DO1、DO2和COM1，還包括設(shè)置于智能管理器內(nèi)的直流電源轉(zhuǎn)換單元AD、儲能單元DE、電流輸出控制單元DC、回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW。本發(fā)明還提供一種防晃電電動機智能管理方法，包括步驟1）電壓檢測；2）用電設(shè)備工作方式；3）故障判斷；4）控制過程。本發(fā)明可以在電源異常時根據(jù)電壓變化狀況，自動調(diào)整用電設(shè)備工作狀態(tài)，最大限度的保持交流接觸器KM不停止運行以保證生產(chǎn)工藝流程的正常運轉(zhuǎn)，又可以使已停止運行的交流接觸器在電壓恢復(fù)時自動重新工作，還可以區(qū)分故障類型，及時切除故障。
【專利說明】—種防晃電電動機智能管理器及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防晃電電動機智能管理器及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)控制回路中大量使用電動機，電動機的啟動和停止一般由電動機智能管理器(也稱馬達(dá)控制器)控制，當(dāng)電源異常時，會造成交流接觸器脫扣，影響控制回路的正常運行。
[0003]目前的防晃電方法，無論電動機智能管理器還是防晃電輔助電源模塊都因其控制方法的局限性而不能滿足工藝流程的防晃電要求。電動機智能管理器的防晃電功能只是在電源異常時，將控制回路保持接通，雖然控制回路接通，但交流接觸器因電源異常，仍然會釋放，造成電動機等用電設(shè)備退出運行，這種防晃電功能只是在電壓恢復(fù)正常時，可以使交流接觸器重新運行，并不能保持交流接觸器在電源異常正常工作，這種控制方式也只考慮了個體交流接觸器的工作狀況，沒有考慮交流接觸器對整個供電系統(tǒng)的影響，也沒有從生產(chǎn)工藝方面考慮如何最大限度的保障生產(chǎn)過程的正常運轉(zhuǎn)。
[0004]防晃電輔助電源模塊只考慮了電壓，而沒有區(qū)分晃電產(chǎn)生的原因，如因用電側(cè)(電動機)故障導(dǎo)致電源波動，這時防晃電輔助電源模塊仍然使交流接觸器保持工作，使故障不能及時切除，造成故障持續(xù)發(fā)生，使損失擴大并影響到整個供電系統(tǒng)的正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有電動機智能管理器的防晃電功能只保持控制回路接通，不能保持交流接觸器正常運行，不能根據(jù)電壓波動程度自動調(diào)整的缺點，以及防晃電輔助電源模塊不能區(qū)分故障類型的缺點，提供了一種防晃電電動機智能管理器，系統(tǒng)的解決電源異常對生產(chǎn)工藝的影響。
[0006]為此，本發(fā)明提供了一種防晃電電動機智能管理器，包括設(shè)置于智能管理器內(nèi)部的處理器CPU和設(shè)于智能管理器外部的啟停回路，該啟?；芈钒▎F、停SS控制開關(guān)及接線端D01、D02和C0M1，還包括設(shè)置于智能管理器內(nèi)的直流電源轉(zhuǎn)換單元AD、儲能單元DE、電流輸出控制單元DC、回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW ；
回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW為單刀雙擲開關(guān)，包括CW-1和CW-2兩個端口，CW-1和CW-2分別與接線端C0M1、D02和電流輸出控制單元DC的輸出端、接線端D02形成兩條用電回路；直流電源轉(zhuǎn)換單元AD的輸入端與交流電源L端電連接，該直流電源轉(zhuǎn)換單元AD輸出端同時與電流輸出控制單元DC的輸入端、儲能單元DE充電端電連接。
[0007]同時，本發(fā)明還提供了一種防晃電電動機智能管理方法，包括以下步驟:1)電壓檢測:處理器CPU對電壓進行測定；
2)用電設(shè)備工作方式:用電設(shè)備運行時，有兩種工作方式，A交流工作方式，回路開關(guān)Cffl接通，CW2斷開，向用電設(shè)備提供交流電；B直流工作方式，回路開關(guān)CWl斷開，CW2接通，向用電設(shè)備提供直流電； 3)故障判斷:處理器CPU根據(jù)電壓和電流采樣值判斷電源故障原因，如果是電源側(cè)故障引起電壓波動，則通過步驟4)進行控制，如是用電側(cè)故障引起電壓波動，則按照步驟5)進行控制或直接斷開用電設(shè)備供電回路，使用電設(shè)備停止運行，或步驟5)與斷開用電設(shè)備供電回路同時執(zhí)行；
4)當(dāng)電源波動時需要用電設(shè)備交流接觸器KM繼續(xù)運行時，CPU控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的CW-2端導(dǎo)通，CW-1端不導(dǎo)通，由儲能單元DE供給電流輸出控制單元DC，由電流輸出控制單元DC向用電設(shè)備KM提供直流電；如工作方式為直流工作方式，此步驟可跳過；
5)當(dāng)用電側(cè)故障引起電壓源波動，或電壓波動超過電壓或時間范圍，或檢測到外部停止運行信號，CPU控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW-1導(dǎo)通，CW-2斷開，也可以同時斷開CW與D02之間的開關(guān)，使交流接觸器KM停止運行。
[0008]所述步驟2)用電設(shè)備運行方式，當(dāng)電壓正常時，按照如下過程進行控制:當(dāng)用電設(shè)備正常工作時，交流接觸器KM吸合，回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的CW-1端導(dǎo)通，CW-2端不導(dǎo)通，低壓交流電通過啟?；芈?I)、接線端C0M1、回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的CW-1端、防晃電電動機智能管理器的D02，向用電設(shè)備KM提供交流電；CPU也可以控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的CW-1端斷開，CW-2端導(dǎo)通，通過直流電源轉(zhuǎn)換單元AD將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，供給電流輸出控制單元DC，由電流輸出控制單元DC向用電設(shè)備KM提供直流電；同時低壓交流電經(jīng)直流電源轉(zhuǎn)換單元AD將交流電轉(zhuǎn)換成直流電向儲能單元DE充電。
[0009]所述步驟5)中當(dāng)交流接觸器KM因電源側(cè)故障引起電壓波動而停止運行時，如果電壓在設(shè)定的時間內(nèi)恢復(fù)正常，防晃電電動機智能管理器按設(shè)定的延時時間閉合DOl與COMl之間的開關(guān)，使交流接觸器KM運行。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點是:可以在電源異常時根據(jù)電壓變化狀況，自動調(diào)整用電設(shè)備工作狀態(tài)，最大限度的保持交流接觸器KM不停止運行以保證生產(chǎn)工藝流程的正常運轉(zhuǎn)和對系統(tǒng)的沖擊在允許范圍內(nèi)，又可以使已停止運行的交流接觸器在電壓恢復(fù)時自動重新工作，還可以區(qū)分故障類型，及時切除故障。
[0011]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的防晃電電動機智能管理器示意圖；
圖2是電流轉(zhuǎn)換單元AD電路示意圖；
圖3是處理器CPU控制示意圖。
[0013]附圖標(biāo)記說明:1、啟?；芈?；L、N:交流電源；SS:停止按鈕；SF:啟動按鈕；AD:直流電源轉(zhuǎn)換單元；DE:儲能單元；DC:電流輸出控制單元；CW:回路轉(zhuǎn)換開關(guān)；CW-1、CW-2:回路轉(zhuǎn)換開關(guān)Cff的兩端；KM:交流接觸器;D01、D02、COMl:接線端；R64、R65、R66、R67、R68、R78:電阻;D12、D13、D21、D33、D34、D35:二極管；E5、E6、E7、E9:電解電容；L2:電感；VCC:輸出電源；VDD:輸出電源；V1:集成模塊；Vin:V1輸入端；Vout:V1輸出端；GND:接地端；U4:集成電路；C3:電容。
【具體實施方式】
[0014]為了解決現(xiàn)有防晃電電動機智能管理器不能根據(jù)電壓波動程度自動調(diào)整的缺點，本實施例提供了一種如圖1所示的防晃電電動機智能管理器，包括設(shè)置于智能管理器內(nèi)部的處理器CPU和設(shè)于智能管理器外部的啟?；芈?，該啟?；芈稩包括啟SF、停SS控制開關(guān)及接線端D01、D02和C0M1，還包括設(shè)置于智能管理器內(nèi)的直流電源轉(zhuǎn)換單元AD、儲能單元DE、電流輸出控制單元DC、回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW ；
回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW為單刀雙擲開關(guān)，包括CW-1和CW-2兩個端口，CW-1和CW-2分別與接線端COMl、D02和電流輸出控制單元DC的輸出端、接線端D02形成兩條用電回路；回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW與電流輸出控制單元DC輸出端電聯(lián)接，電流轉(zhuǎn)換單元AD與處理器CPU電聯(lián)接，處理器CPU根據(jù)電壓、電流采樣值及時間采樣值輸出信號給回路轉(zhuǎn)換開關(guān)，控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW-1與CW-2的接通與斷開；
直流電源轉(zhuǎn)換單元AD的輸入端與交流電源L端電連接，該直流電源轉(zhuǎn)換單元AD輸出端同時與電流輸出控制單元DC的輸入端、儲能單元DE充電端電連接。
[0015]如圖2所示，交流電源L端通過R78依次與D21、R64、R66串接在U4的管腳1，D21的輸出端通過R65分別與U4的管腳7、管腳8連接，交流電源的另一端通過D33分別與U4的管腳5、管腳6連接，E7接在D21的輸出端與D33的輸入端之間，D33的輸出端依次與R67、L2與Vl的Vin端串接，U4的管腳2通過D34、D35與L2的輸出端連接，其中D35反接；Vin與VDD連接，E6和R68并接在VDD與接地端之間，D33的輸入端與接地端連接，Vl的Vout端依次與D13、VCC串接，Vl的GND端與D12串接在接地端，C3接在D13的輸入端與接地端之間，E9串接在VCC與接地端之間。
[0016]儲能單元DE可用電流轉(zhuǎn)換單元AD中的E7電容容量加大代替，也可單獨使用560 μ /400V電解電容并接在Ε7兩端，或4700 μ /25V電解電容并接在Ε6的兩端，VCC輸出電源為5V，VDD輸出端為12?15V。
[0017]本實施例中U4為一顆高性能電壓模式的智能開關(guān)控制器集成電路，型號為CP8030, Vl的型號為78L05，是一種三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器，電流輸出控制單元DC為3W可調(diào)電阻或定值電阻(5?100歐)，回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW使用帶一組轉(zhuǎn)換接點的繼電器，如宏發(fā)的HF33 — Z型繼電器。
[0018]電源正常時，啟動按鈕SF閉合，交流電源通過SS、SF、C0M1、CW-1、D02進入到交流接觸器KM，KM吸合，用電設(shè)備開始工作，這時回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW-1接通，CW-2斷開，提供給交流接觸器KM交流電，同時，低壓交流經(jīng)直流電源轉(zhuǎn)換單元AD通過L與電連接，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電向儲能單元DE和電流輸出控制單元DC供電。交流接觸器KM正常工作時，也可以由防晃電電動機智能管理器控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的CW-2回路導(dǎo)通，Cff-1回路斷開，低壓交流通過直流電源轉(zhuǎn)換單元AD將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，供給電流輸出控制單元DC，由電流輸出控制單元DC向用電設(shè)備KM供直流電。
[0019]如圖3所示，通過處理器CPU對電壓、電流和時間進行設(shè)定，并對電壓、電流進行實時檢測，處理器CPU根據(jù)實時檢測結(jié)果輸出信號給回路轉(zhuǎn)換開關(guān)，控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW-1與CW-2的接通與斷開(以下的電壓定值V1、V2、V3和時間定值Tl、T2、T3均為設(shè)定值):
A、電壓L大于第一電壓設(shè)定點Vl，電源是正常工作電壓，用電設(shè)備KM正常工作時，通過回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的一路CW-1接在啟停回路接線端COMl與D02之間，使低壓交流電壓加載在交流接觸器KM的兩端，交流接觸器KM吸合，保持工作狀態(tài)不變；
B、電壓小于第一電壓設(shè)定點Vl而大于第二電壓設(shè)定點V2，電壓異常。如電壓異常是由電源側(cè)故障引起，控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW-2接通(CW-1斷開)，CW-2 —端接在電流輸出控制單元DC與啟停回路接線端D02之間，使儲能單元DE通過電流輸出控制單元DC向用交流接觸器KM提供直流電；
C、電壓小于第二電壓設(shè)定點V2，或雖然電壓沒有小于V2但時間超過設(shè)定時間Tl，或接到停止運行信號，回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的CW-1接通，CW - 2斷開，也可同時斷開回路轉(zhuǎn)換開關(guān)Cff與D02之間的開關(guān)，使交流接觸器停止運行；
D、交流接觸器因電壓小于V2或時間超過Tl而停止運行，如電壓在設(shè)定時間T2內(nèi)恢復(fù)正常時(大于V3)，經(jīng)延時設(shè)定時間T3后，閉合DOl與COMl之間的開關(guān)，啟動交流接觸器重新運行。
[0020]當(dāng)電源測故障引起電壓波動且在供電系統(tǒng)可承受的電壓和時間范圍內(nèi)，由儲能單元DE繼續(xù)供電；如果故障由用電側(cè)(電動機)引起，或電壓波動超出系統(tǒng)可承受電壓和時間范圍，或接到停止運行信號時，由回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW斷開直流供電回路CW-2 (接通CW-1 )，也可同時斷開CW與D02之間的開關(guān)，使交流接觸器停止運行；如果交流接觸器因電源側(cè)故障電壓波動而停止運行后，在設(shè)定的時間內(nèi)電壓又恢復(fù)正常，防晃電電動機智能管理器根據(jù)設(shè)定的延時時間后控制DOl與COMl之間的開關(guān)閉合，啟動交流接觸器工作。
[0021]綜上所述，本發(fā)明提供的這種防晃電電動機智能管理器，可以在電源異常時根據(jù)電壓變化狀況，自動調(diào)整用電設(shè)備工作狀態(tài)，最大限度的保持交流接觸器KM不停止運行以保證生產(chǎn)工藝流程的正常運轉(zhuǎn)和對系統(tǒng)的沖擊在允許范圍內(nèi)，又可以使已停止運行的交流接觸器在電壓恢復(fù)時自動重新工作，還可以區(qū)分故障類型，及時切除故障。
[0022]以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種防晃電電動機智能管理器，包括設(shè)置于智能管理器內(nèi)部的處理器CPU和設(shè)于智能管理器外部的啟?；芈?I)，該啟?；芈?I)包括接線端口 DOl、D02和COMl，其特征在于:還包括設(shè)置于智能管理器內(nèi)的直流電源轉(zhuǎn)換單元AD、儲能單元DE、電流輸出控制單元DC、回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW ； 回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW為單刀雙擲開關(guān)，包括CW-1和CW-2兩個端口，CW-1和CW-2分別與接線端COMl、D02和電流輸出控制單元DC的輸出端、接線端D02形成兩條用電回路；回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW與電流輸出控制單元DC輸出端電聯(lián)接，電流轉(zhuǎn)換單元AD與處理器CPU電聯(lián)接，處理器CPU根據(jù)電壓采樣值及時間采樣值輸出信號給回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW，以控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW-1與CW-2的接通與斷開； 直流電源轉(zhuǎn)換單元AD的輸入端與交流電源L端電連接，該直流電源轉(zhuǎn)換單元AD輸出端同時與電流輸出控制單元DC的輸入端、儲能單元DE充電端電連接。
2.一種防晃電電動機智能管理方法，其特征在于:包括以下步驟: O電壓檢測:處理器CPU對電壓進行測定； 2)用電設(shè)備工作方式:用電設(shè)備運行時，有兩種工作方式:A交流工作方式，回路開關(guān)Cffl接通，CW2斷開，向用電設(shè)備提供交流電；B直流工作方式，回路開關(guān)CWl斷開，CW2接通，向用電設(shè)備提供直流電； 3)故障判斷:處理器CPU根據(jù)電壓和電流采樣值判斷電源故障是否發(fā)生及原因，如果是電源側(cè)故障引起電壓波動，需要用電設(shè)備在電源波動時繼續(xù)運行，則通過步驟4)進行控制；如是用電側(cè)故障引起電壓波動，不需要用電設(shè)備在電源波動時繼續(xù)運行，則按照步驟5)進行控制或直接斷開供電回路，使用設(shè)備停止運行，或步驟5)與斷開供電回路同時執(zhí)行；如果電動機智能管理器的電流判斷速度慢，或即使在步驟4)工作時，也可以斷開用電設(shè)備的供電回路或有其它原因，此步驟可只判斷電源是否發(fā)生故障，只要故障發(fā)生就通過步驟4)控制，不用區(qū)分故障是電源側(cè)故障還是用電側(cè)故障； 4)根據(jù)步驟3)的判斷，需要用電設(shè)備在電源波動時繼續(xù)運行，如工作方式為交流工作方式時，CPU控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的CW-2端導(dǎo)通，CW-1端不導(dǎo)通，由儲能單元DE供給電流輸出控制單元DC，由電流輸出控制單元DC向用電設(shè)備KM提供直流電；如工作方式為直流工作方式時，此項可跳過； 5)當(dāng)符合下列條件之一時，A用電側(cè)故障引起電壓波動，B電壓波動超過設(shè)定的電壓(或)和時間范圍，C檢測到停止運行信號，CPU控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW-1端導(dǎo)通、CW-2端不導(dǎo)通，CPU也可同時控制CW與D02之間的開關(guān)斷開，使交流接觸器KM停止運行，上述條件可根據(jù)實際情況選擇，選擇其中一項或多項。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種防晃電電動機智能管理方法，其特征在于:所述步驟2)用電設(shè)備工作方式:當(dāng)用電設(shè)備正常工作時，交流接觸器KM吸合，有兩種工作方式:A交流工作方式CPU控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的CW-1端導(dǎo)通，CW-2端不導(dǎo)通，低壓交流電通過啟?；芈贰⒔泳€端COMl、回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的CW-1端、防晃電電動機智能管理器的D02，向用電設(shè)備KM提供交流電；B直流工作方式，CPU控制回路轉(zhuǎn)換開關(guān)CW的CW-1端不導(dǎo)通，CW-2端導(dǎo)通，通過直流電源轉(zhuǎn)換單元AD將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，供給電流輸出控制單元DC，由電流輸出控制單元DC向用電設(shè)備KM提供直流電；同時低壓交流電經(jīng)直流電源轉(zhuǎn)換單元AD將交流電轉(zhuǎn)換成直流電向儲能單元DE充電；這兩種工作方式可固定選其中一種，或讓用戶根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種防晃電電動機智能管理方法，其特征在于:所述步驟4)對于交流工作方式，當(dāng)電源波動需要交流接觸器繼續(xù)運行時，CPU控制回路開關(guān)的CW-1斷開，CW-2導(dǎo)通，由儲能單元DE通過電流輸出控制單元DC繼續(xù)向交流接觸器KM提供直流電，維持交流接觸 器KM的運行。
【文檔編號】H02P29/00GK103904984SQ201410127896
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】張勇 申請人:西安潤輝科技發(fā)展有限公司