[实用新型]直流电机平滑起停的控制装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电动机控制及电力电子控制技术领域，涉及一种直流电机平滑起停的控制装置。

背景技术

在工业领域广泛使用各种直流电机，由于直流电机直接起动时，电流可达额定电流的10-20倍，对供电电源和电机冲击很大，极易损坏电机电枢和碳刷，还会引起直流系统上其他用电设备误动作。因此，大功率的直流电机不允许直接起动，传统方式是采用直流接触器分时切换功率限流电阻来改变起动电流。

在使用上述传统方式过程中存在以下几个问题：第一，起动电流仍然大于其额定电流数倍, 不能完全解决起动过程中电流冲击大的问题；第二，起动过程中，限流电阻要消耗电能，不利于节能，第三，切换电阻的直流接触器使用一段时间后，常发生触点粘连和碳化现象；另外，在停机过程中，电机的反压通过直流接触器断开时的电弧窜入直流系统，污染直流供电系统，对其他设备的正常工作造成极大威胁。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种在整个控制过程中无冲击电流、无电源污染的直流电机平滑起停的控制装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种直流电机平滑起停的控制装置，包括单片机、隔离单元、光电隔离驱动单元、IGBT模块驱动单元、IGBT模块、LC滤波器、励磁继电器、电压电流检测单元、彩色触控屏、指示灯、报警器及按键开关，其特别之处在于：所述彩色触控屏通过隔离单元接入单片机；指示灯、报警器和按键开关分别通过光电隔离驱动单元接入单片机；IGBT模块一端通过IGBT模块驱动单元接入单片机，另一端通过LC滤波器接入直流电机内的电枢绕组；励磁继电器一端通过光电隔离驱动单元接入单片机，其另一端接入直流电机的励磁绕组；直流电机内的电枢绕组和励磁绕组分别与电压电流检测单元连接，电压电流检测单元通过隔离单元接入单片机。

所述单片机为32位高性能ARM内核单片机，其型号为STM32F103V8T6；所述彩色触控屏连接的隔离单元为RS485隔离单元，其型号为T1100L；与电压电流检测单元连接的隔离单元为4-20mA隔离单元，其型号为TD301D485H。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：

1.                          本实用新型以一个32位高性能ARM内核单片机为中心构成控制系统，保证直流电机正常工作的同时，减小了本装置的体积和成本；

2.                          本实用新型的触控屏为彩色触控屏，能实时显示电机的励磁电压电流和电枢电压电流的数值，而且还显示当前的工作进程和工作状态，以及报警状态和故障类型，用户能够通过触控屏设置和调整系统的控制参数，使用快捷方便；

3.                          本实用新型的IGBT模块和电枢绕组中间设置平波电抗器和高压电容组成的LC滤波器，增加电枢电流的平滑性，减少IGBT模块的峰值电流，防止发生寄生振荡，直流电机无论起动还是停止，电流都是平滑变化，没有过冲和突变，在运行中实时监测电机的各种参数，大大提高了电机可靠性和电源系统的稳定性，节省大量的维护修理费用。

4.                          整个控制系统通过检测直流电机的电压和电流，及时反馈至高性能单片机，构成快速响应的闭环控制系统，有很好的控制精度和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型直流电机平滑起停控制装置的原理框图。

图中，1.单片机，2.光电隔离驱动单元，3. IGBT模块驱动单元，4. IGBT模块，5. LC滤波器，6. 励磁继电器，7. 电压电流检测单元，8. 彩色触控屏，9. 指示灯，10. 报警器，11. 按键开关，12. 电枢绕组，13. 励磁绕组，14. RS485隔离单元，15. 4-20mA隔离单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

一种直流电机平滑起停的控制装置，包括32位高性能ARM内核单片机1、隔离单元，光电隔离驱动单元2、IGBT模块驱动单元3、IGBT模块4、LC滤波器5、励磁继电器6、电压电流检测单元7、彩色触控屏8、指示灯9、报警器10及按键开关11；

彩色触控屏8通过RS485协议通讯，为防止干扰，采用专用的RS485隔离单元14接入单片机1。