一种往复式潜油直线电机变频控制装置

摘要

本发明公开了一种往复式潜油直线电机变频控制装置，包括一个直线电机；一个主控板，所述主控板上设有CPU；一个IGBT模块，用于驱动直线电机运行；一个驱动板，驱动IGBT模块运行；一个整流延时单元，为IGBT模块提供直流电源且对IGBT模块进行保护；一个输入输出单元，由开关按键进行输入，通过显示屏输出；一个报警单元；用于发出警报；一个检测保护单元，对直线电机的上行过载、下行过载和过流进行检测和保护；一个温度检测单元，检测IGBT模块散热片的温度。本发明取得的有益效果是：(1)电路结构简单；(2)能对直线电机的多个参数进行控制，且控制精度高，各项保护做得全面，可以保证电机可靠运行。

主权项

一种往复式潜油直线电机变频控制装置，其特征在于：包括一个直线电机(1)；包括一个主控板(6)，所述主控板(6)上设有CPU；一个IGBT模块(2)，用于驱动直线电机(1)运行；一个驱动板(3)，驱动IGBT模块(2)运行；一个整流延时单元(7)，将交流电转化为直流电，为IGBT模块(2)提供直流电源，并降低启动时电流的波动，对IGBT模块(2)进行保护；一个输入输出单元(8)，由开关按键(801)进行输入，通过显示屏(802)输出；一个报警单元(4)；用于发出警报声音；一个检测保护单元(9)，对直线电机(1)的上行过载、下行过载和过流进行检测和保护；一个温度检测单元(5)，检测IGBT模块(2)的散热片的温度；所述驱动板(3)、整流延时单元(7)、输入输出单元(8)、报警单元(4)、检测保护单元(9)和温度检测单元(5)均与CPU之间为通讯连接；所述直线电机(1)包括第一线圈(101)、第二线圈(102)和第三线圈(103)，所述IGBT模块(2)包括IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、和IGBT6，所述IGBT1的门极与驱动板(3)相连，所述IGBT1的集电极与驱动板(3)之间反向串接有一个第一二极管D1，所述IGBT1的发射极与IGBT2的集电极相连，所述IGBT1的集电极与地线之间并联有第一电阻R1和第一电容C1，所述IGBT2的门极与驱动板(3)相连，所述IGBT2的发射极与地线相连，IGBT2的集电极与驱动板(3)之间反向串接有一个第二二极管D2，所述第一线圈(101)与IGBT1的发射极相连；所述IGBT3的门极与驱动板(3)相连，所述IGBT3的集电极与驱动板(3)之间反向串接有一个第三二极管D3，所述IGBT3的发射极与IGBT4的集电极相连，所述IGBT3的集电极与地线之间并联有第二电阻R2和第二电容C2，所述IGBT4的门极与驱动板(3)相连，所述IGBT4的发射极与地线相连，所述IGBT4的集电极与驱动板(3)之间反向串接有一个第四二极管D4，所述第二线圈(102)与IGBT3的发射极相连；所述IGBT5的门极与驱动板(3)相连，所述IGBT5的集电极与驱动板(3)之间反向串接有一个第五二极管D5，所述IGBT5的发射极与IGBT6的集电极相连，所述IGBT5的集电极与地线之间并联有第三电阻R3和第三电容C5，所述IGBT6的门极与驱动板(3)相连，所述IGBT6的发射极与地线相连，所述IGBT6的集电极与驱动板(3)之间反向串接有一个第六二极管D6，所述第三线圈(103)与IGBT5的发射极相连；所述整流延时单元(7)包括低压断路开关K2、一个三相交流电源、与三相交流电源相连的高压断路开关K1、与高压断路开关K1相连的整流电桥B以及IGBT模块(2)，所述整流电桥B的输出端串联有一个电阻R6、第一充电模块和第二充电模块，所述第一充电模块包括电容器C4和与电容器C4并联的电阻R4，所述第二充电模块包括电容器C5和与电容器C5相并联的电阻R5，所述低压断路开关K2与三相交流电源的任意两相相连，还包括一个延时继电模块和一个接触器模块，所述延时继电模块包括延时继电器线圈T、第一常开延时开关T1和第二常开延时开关T2，所述延时继电器线圈T与低压断路开关K2相串联，所述接触器模块包括接触器线圈KM、第一常开接触开关KM1和第二常开接触开关KM2，所述低压断路开关K2与延时继电器线圈T相串联，所述第一常开延时开关T1连接有一个触发开关K3，所述K3的输出端连接有一个光电耦合器B1，所述光电耦合器B1的输出端与CPU相连；所述第二常开延时开关T2与接触器线圈KM相串联，所述第一常开接触开关KM1与电阻R6相并联，所述第二常开接触开关KM2一端与整流电桥B的输出端相连，另外一端与IGBT模块(2)的输入端相连；所述检测保护单元(9)包括一个电流互感器(901)，采集直线电机(1)运行时的电流，并将该电流按200:1的比例缩小，通过电阻转换成电压信号；一个电压跟随器(902)，用于降低采集电压信号的输出阻抗；一个上行检测保护模块(903)，将直线电机(1)上行时电压跟随器(902)输出的电压信号通过比较器与上行门槛电压做比较，上行门槛电压由CPU通过DA转换器转换而来，CPU根据不同的上行频率输出不同的上行门槛电压，若电压跟随器(902)所输出的电压信号大于上行门槛电压，则比较器单元输出低电平给CPU，CPU则控制直线电机(1)降低上行频率，直至电压跟随器(902)所产生的电压信号小于给定的上行门槛电压为止；一个下行检测保护模块(905)，将直线电机(1)下行时电压跟随器(902)所输出的电压信号通过比较器与下行门槛电压做比较，此下行门槛电压是固定的，若电压跟随器(902)所输出的电压信号大于下行门槛电压，则比较器单元输出低电平给CPU,CPU则控制直线电机(1)降低下行频率，直至电压跟随器(902)所产生的电压信号小于下行门槛电压为止；一个过流检测保护模块(904)，将直线电机(1)运行的全部过程中的电压跟随器(902)所输出的电压信号通过比较器与过流时所产生的门槛电压信号做比较，若电压跟随器(902)所输出的电压信号大于过流时的门槛电压信号，则比较器单元输出低电平，CPU则关闭直线电机(1)，停止直线电机(1)运行；所述电压跟随器(902)包括一个比较器OP1，所述电流互感器的输出端与地之间串联有一个电阻R11，电阻R11的作用是将检测到的电流转换为电压，比较器OP1的正相输入端与电流互感器的输出端之间串联有一个电阻R10，所述比较器OP1的反相输入端与比较器OP1的输出端相连，所述比较器OP1的正相输入端与地线之间还串联有一个电容器C11，所述比较器OP1的输出端连接有一个电阻R12，所述下行检测保护模块(905)包括比较器OP2，所述比较器OP2的正相输入端连接有电阻R16，电阻R16的另外一端连接电阻R13、R14的一端，电阻R14的另一端与地相连，电阻R13的另一端连接5V电源，构成一个分压电路，为比较器OP2的正向输入提供一个下行门槛电压，所述直流5V电源与地线之间串联有电容器C13，电阻R16的一端与地之间串联有电容器C14，所述比较器OP2的反相输入端与R12之间串联有电阻R15，所述比较器OP2的输出端连接有一个电阻R17，所述电阻R17的另一端与CPU相连；所述过流检测保护模块(904)包括比较器OP3，所述比较器OP3的正相输入端串联有电阻R19和电阻R14，所述电阻R19和电阻R14之间的连线处与地线之间并联有一个电阻R15和电容器C15，此回路构成一个分压电路，为比较器OP3的正向输入提供一个过流门槛电压；所述比较器OP3的反相输入端与电阻R12之间串联有一个电阻R18，所述比较器OP3的输出端连接有电阻R20，所述电阻R20的另外一端与CPU相连；所述上行检测保护模块(903)包括比较器OP4，所述比较器OP4的正相输入端与R22相连，R22的另一端与DA转换器的第一脚相连，根据不同的频率，CPU提供给比较器正向输入端不同的上行门槛电压，DA转换器第一脚与地之间串联有一个电容器C16，所述比较器OP4的反相输入端与R12之间串联有电阻R21，所述比较器的输出端连接有一个电阻R23，所述电阻R23的另外一端与CPU相连；所述输入输出单元(8)包括若干组开关按键(801)和显示屏(802)，所述若干组开关按键(801)分别通过信号线与CPU相连，所述显示屏(802)也通过信号线与CPU相连；所述报警单元(4)包括光电耦合器B2，所述光电耦合器B2的输入端与主控板(6)相连，所述光电耦合器B2的输出端与CPU相连，还包括一个蜂鸣器(401)和三极管Q1，所述三极管Q1的基级与CPU相连，所述三极管Q1的发射极与地线相连，所述三极管Q1的集电极与蜂鸣器(401)的负极相连，所述蜂鸣器(401)的正极连接有5V直流电源；所述温度控制单元(5)，包括温度感应器(501)，所述温度感应器(501)的输出端与CPU相连。