[发明专利]一种数字化交流调压调速装置

权利要求书

1.一种数字化交流调压调速装置，其特征在于：所述装置包括电源电路输入信号接口电路、输出信号接口电路、脉冲触发电路、按键及菜单显示电路及单片机ATmega128和ATmega8，AC220V电源经过降压整流后，产生两路±24V电压分别给输入接口以及内部继电器供电，并通过A4、A5模块产生5V和±15V电压，分别给单片机和运算放大器模块供电，信号输入通道，模拟量的速度信号电压UA，通过运算放大器模块A1输入端经放大后，输入到单片机模块IC1经内部A/D转换成数字量，经过数据处理程序后，输出触发脉冲信号经达林顿模块A6放大后，经A9脉冲板触发可控硅模块U1，输出报闸控制逻辑，经功率驱动模块A11控制继电器K1动作，使机械报闸动作，输出转子回路切除电阻控制逻辑，经功率驱动模块A12控制继电器K2、K3动作，控制转子切电阻接触器闸动作，电流反馈信号通过电流互感器检测到电流信号，经AC/AC变换模块A7转换为电压信号，送到单片机IC1的输入端，经过内部A/D转换器转换成数字量信号，经过数据处理程序构成电流闭环系统，速度反馈信号共有三个通道：测速发电机反馈、脉冲编码器反馈、转子电压反馈，测速发电机反馈信号，通过DC/DC转换模块A10变换为0～±10V电压信号，送到单片机IC1的输入端，经过内部A/D转换器转换成数字量信号，经过数据处理程序构成速度闭环系统，脉冲编码器反馈脉冲信号，通过光耦模块A8隔离后，送到单片机IC2的输入端，经过数据处理程序产生速度实际值，通过单片机IC1和IC2之间的通讯，把信号传输到单片机IC2中，经过数据处理程序构成速度闭环系统，转子电压反馈信号，通过V/F变换转换成转子电压，送到单片机IC1的输入端，经过数据处理程序构成速度闭环系统。

2.根据权利要求1所述的数字化交流调压调速装置，其特征在于：所述电源回路采用两路独立的DC24V供电，起到外部输入接口和内部隔离作用，本控制系统的供电电源，主要分为外部开关量输入部分DC24V1，和内部DC24V2作为继电器和脉冲触发部分的工作电压，外围芯片和接口电路需要的±15V，和单片机的+5V工作电压，A1模块采用AC220V输入，通过变压器降压、整流、滤波、输出两路独立的直流电源P24和PV24两路24V直流电源；其中PV24经过DC/DC变换模块A4输出5伏电压P5给单片机供电；P24经过DC/DC变换器模块A5，输出正15V电源P15和负15伏电源N15，给外围芯片接口电路供电。

3.根据权利要求1所述的数字化交流调压调速装置，其特征在于：所述输入信号接口电路包括：开关量接口电路，模拟信号接口电路，ATmega128的模数转化电路，数字信号接口电路，所述开关量输入信号，主要有主令器给出的零位、停止、2个方向信号及3个速度档位信号，限位信号，过温、过载及抱闸的故障信号等接点信号；通过光电耦合模块A2，到微处理器模块IC1输入端进行信号处理，开关量输入的接点信号，通过X2∶1端子和发光二极管和限流电阻R9到光耦CNY17-2的输入端；当X2∶1端子为高电平时，发光二极管DS1点亮通过光电耦合三极管导通，发射极输出高电平作为单片机的输入信号；发光二极管DS1作为输入信号显示；由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力；又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力；所以它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比；在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性；光耦合器的主要优点是：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高，为了提高光耦传输比，电阻R9的选择应保证光耦输入电流在10mA以上；这里利用光耦的隔离作用，为单片机提供可靠的输入信号；此信号为+5V的高电平，或0V的低电平。

4.根据权利要求1所述的数字化交流调压调速装置，其特征在于：所述装置设计是采用速度闭环和电流闭环的双闭环调速系统，所述速度反馈方式采用脉冲编码器、测速发电机、转子频率反馈三种方式。

5.根据权利要求3所述的数字化交流调压调速装置，其特征在于：所述模拟信号接口电路中采用和操作手柄同轴的电位器作为速度给定，输入电压0～±10相对于速度0～100％的额定速度，模拟量速度给定信号由A1模块输入，通过运算送到单片机内部的A/D转换器把模拟量变成数字量，通过CPU处理控制。

6.根据权利要求1所述的数字化交流调压调速装置，其特征在于：所述按键及菜单显示电路中按键的键盘的实现方法是利用单片机I/O口读取口的电平高低来判断是否有键按下，按键的一端接地，另一端接一个I/O口，程序开始时将此I/O口置于高电平，平时无键按下时I/O口保持高电平，当有键按下时，此I/O口与地短路迫使I/O口为低电平，按键释放后，单片机内部的上拉电阻使I/O仍然保持高电平。