由于軟起動(dòng)器的廣泛應(yīng)用，有的廠家或單位還采用專用芯片，生產(chǎn)系列軟起動(dòng)控制板，只需配備簡單的外圍線路，使能完成對三相交流電機(jī)的軟起動(dòng)控制。本文以TCZ8.5三相軟起動(dòng)控制板為例，簡要介紹其專用觸發(fā)芯片的應(yīng)用和軟起動(dòng)控制板的電路原理。
TCZ8.5三相軟起動(dòng)控制板，主電路采用西安廣角電力電子開發(fā)部研發(fā)的TC790AP專用數(shù)字移相觸發(fā)芯片，外圍電路簡單，工作可靠。用于三相交流電機(jī)軟起動(dòng)反并聯(lián)晶閘管的觸發(fā)控制。
1、TC797AP數(shù)字相位控制芯片引腳功能及電路原理：
圖3-1 TC797AP數(shù)字相位控制芯片引腳功能及內(nèi)部功能框圖
芯片18腳為同步信號(hào)輸入端，取三相電源的其中一相經(jīng)380V或220V變壓器降壓后，作為A相同步電壓，也可以由光耦器件或運(yùn)放電路引入方波信號(hào)，信號(hào)峰值不大于電源電壓，輸入同步電壓經(jīng)過**性判別電路檢測正**性，高于電源電壓的1/2認(rèn)為是正半周，并在17腳的電容上形成8V左右的鋸齒波電壓。
頻率基準(zhǔn)（電路）在15、16腳的晶振與阻容元件上形成振蕩，經(jīng)過分頻作為時(shí)基信號(hào)。17上的鋸齒波和1腳輸入的速度給定電壓通過比較器后在正半周給出+A相的移相觸發(fā)脈沖，芯片內(nèi)部電路通過5次60°分頻計(jì)數(shù)，給出-C、+B、-A、+C、-B等六路移相觸發(fā)脈沖，每相移相點(diǎn)有30°計(jì)數(shù)，決定的觸發(fā)脈沖的寬度。輸出為調(diào)制脈沖還是占空比脈沖，可由2腳懸空（或接高電平）或接地，來選擇。
芯片3腳為禁止端，觸發(fā)門限為1/2電源電壓，即高于7.5V時(shí)輸出被禁止。4腳為復(fù)位端，根據(jù)4腳外電路的接法有兩種情況：a、鎖定方式：當(dāng)4腳懸空或接高電平時(shí)，3腳同時(shí)為高電平，輸出禁止并處于鎖定狀態(tài)——3腳再變?yōu)榈碗娖胶螅敵霾⒉换謴?fù)，必須4腳輸入一個(gè)低電平脈沖，輸出才能恢復(fù)，因而4腳須接有一個(gè)能瞬時(shí)接通的按鈕，用作復(fù)位操作；b、非鎖定方式：4腳接低電平，3腳高電平，輸出禁止。3腳成為低電平，輸出恢復(fù)。如上圖4-21的接法，3腳可接一只單刀單擲的開關(guān)，進(jìn)行手動(dòng)起、�？刂�，也可引入繼電器觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)（自動(dòng)）起、停控制。
芯片5腳為單比脈沖輸出選擇端，5腳懸空或接入高電平時(shí)，輸出為雙脈沖方式，這時(shí)輸出腳從12~7腳（順相序時(shí)）為+A、-C，-C、+B，+B、-A，-A，+C，+C、-A，-A、+B，+B、-C，-C、+A，適應(yīng)全控橋整流電路，實(shí)際上每個(gè)輸出端的輸出兩個(gè)脈沖信號(hào)中，后一個(gè)脈沖信號(hào)為另一相相對應(yīng)的補(bǔ)脈沖，以形成全控下的電流通路。如12腳為+A輸出端，在A相正半波期間，輸出一個(gè)A相正半波的觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)11腳-C輸出端，也在同一時(shí)刻發(fā)送一個(gè)觸發(fā)信號(hào)（并非等到C相移相信號(hào)到來，C相負(fù)半波整流電路才被觸發(fā)），在-C輸出端同時(shí)出現(xiàn)的這個(gè)觸發(fā)信號(hào)，稱為A相信號(hào)的補(bǔ)脈沖，在這兩個(gè)觸發(fā)信號(hào)同時(shí)作用下，才能形成由A相正半周到C相負(fù)半周的整流電路通路。同理，+A相輸出端12腳，在-C信號(hào)輸出端11腳發(fā)送-C觸發(fā)脈沖時(shí)，+A相脈沖輸出端12腳，也同時(shí)發(fā)送一個(gè)-C的補(bǔ)脈沖，以形成由C~A的電流通路。這樣，每個(gè)輸出端在一個(gè)周期內(nèi)總是要輸出兩個(gè)觸發(fā)脈沖。
當(dāng)芯片5腳接低電平時(shí)，輸出為單脈沖方式，這時(shí)輸出腳從12~7腳（順相序時(shí)）為+A，-B，+C，-A，+B，-C。適用于半控橋整流電路，實(shí)際電路中據(jù)共陰**（或共陽**）接法，只需輸出三路+A、+B、+C（或-A、-B、-C）脈沖信號(hào)。由于三相半控橋總是有三只二**管處于“直通”狀態(tài)，三只晶閘管被觸發(fā)后，能形成電流通路，故無需補(bǔ)脈沖的輸出了。脈沖輸出腳有15mA左右的輸出能力，驅(qū)動(dòng)大功率晶閘管元件，一般須加驅(qū)動(dòng)管放大輸出。
芯片輸出的六路移相觸發(fā)脈沖，不再像常規(guī)移相觸發(fā)電路一樣是根據(jù)六路同步信號(hào)經(jīng)移相控制后輸出的，而是僅取用電網(wǎng)中某一相的同步信號(hào)，依據(jù)三相電的固定電角度關(guān)系，推算出其它五路脈沖的出現(xiàn)時(shí)刻，并依序輸出，在輸出相序與電源輸入相序不對應(yīng)時(shí)，可通過S1開關(guān)位置調(diào)整輸出相序使之與輸入相對應(yīng)。
下圖3-2為TC797AP數(shù)字相位控制芯片各引腳的信號(hào)波形圖。
圖3-2為TC797AP數(shù)字相位控制芯片各引腳的信號(hào)波形圖
2、TCZ8.5三相軟起動(dòng)控制板
TCZ8.5三相軟起動(dòng)控制板，電路特點(diǎn)如下：
1）單同步輸入，數(shù)字化生成三相觸發(fā)脈沖（含補(bǔ)脈沖的六路脈沖），有較好的均衡性和一致性；
2）同步信號(hào)可（從主電路）單輸入，也可同控制電源（變壓器）一同輸入，同時(shí)配有30°相移調(diào)節(jié)電路；
3）具有相序選擇功能，對ABC相序輸入或ACB相序輸入，可通過S1開關(guān)切換；
4）在開電源和保護(hù)時(shí)復(fù)位后，均有軟起動(dòng)功能；
5）起始工作電壓和軟起動(dòng)速度可調(diào)；
6）板上有整流穩(wěn)壓電源，用戶只需外接雙AC18V的電源（變壓器）即可使控制板投入工作。±15V的雙穩(wěn)壓電源和+24V觸發(fā)（脈沖變壓器）電源可從控制板上引出。
圖5-21 TCZ8.5三相軟起動(dòng)控制板
軟起動(dòng)板工作原理簡述：
同步信號(hào)從電源地和VA點(diǎn)輸入，經(jīng)RC移相，輸入IC1（TC797AP）的18腳，在17腳外接C2上形成鋸齒波，與1腳輸入的控制電路進(jìn)行比較，確實(shí)移相觸沖出現(xiàn)的時(shí)刻，從而控制晶閘管導(dǎo)通角的大小。
運(yùn)算放大器IC2d用于將速度給定電壓轉(zhuǎn)換**性后輸入IC1的1腳，W3用于調(diào)整電壓轉(zhuǎn)折點(diǎn)。給定電壓由兩部分組成：一是起動(dòng)預(yù)定電壓設(shè)定，用以克服電機(jī)的靜摩擦。換言之，起始起動(dòng)電壓并非從0V開始，而是按預(yù)設(shè)值（如60V）線性上升**全壓。起動(dòng)初始電壓值由W4設(shè)定。設(shè)定W4時(shí)，應(yīng)使S2的1、2短接（屏蔽軟起動(dòng)電路的延時(shí)作用），此時(shí)調(diào)整W4使電機(jī)剛好能起動(dòng)即可。
W6為軟起動(dòng)時(shí)間調(diào)節(jié)，積分電容是E5，積分時(shí)間調(diào)節(jié)范圍為3~15s。晶體管P1、P2接成恒流源電路，P2的IC大小取決于W6的阻值調(diào)節(jié)，并進(jìn)而決定電容E5的充電時(shí)間，為E5提供恒流充電的目的，是提高E5上充電電壓的線性度。在軟起板上電后，E5是一個(gè)0~14VA左右的線性上升電壓，經(jīng)IC2c電壓跟隨器輸入IC2d的反相輸入端。當(dāng)此電壓高于W4活動(dòng)臂分壓值時(shí)，晶閘管主電路輸出電壓由起動(dòng)初始電壓值開始上升，直**接近380V全電壓。
本電路則由IC2d、IC2c等元件構(gòu)成的軟起控制電路，給出一個(gè)從起始速度給定值往上隨時(shí)間變化的自動(dòng)速度給定電壓。這也正是軟起動(dòng)電路的一個(gè)特點(diǎn)，電機(jī)起動(dòng)過程往往是據(jù)預(yù)設(shè)值自動(dòng)完成的。
當(dāng)三相輸出已為全壓，電機(jī)轉(zhuǎn)速已接近或等于全速后，操作人員發(fā)出旁路接觸器閉合指令（二次控制線路省略未畫），旁路接觸器動(dòng)作后，其輔助常開觸點(diǎn)接通，使IC2b電壓比較器同相端電壓高于反相端電壓，7腳變?yōu)楦唠娖捷斎隝C1的3腳（輸出禁止控制端），觸發(fā)脈沖停止輸出，改由旁路接觸器為電機(jī)提供運(yùn)行電源。
當(dāng)需要保護(hù)停機(jī)時(shí)，如發(fā)生過載、過電壓、欠電壓等故障，也可由外電路向IC1的3腳輸入高電平禁止信號(hào)，實(shí)施故障停機(jī)保護(hù)。IC1的3腳一旦輸入停機(jī)或故障信號(hào)，IC1即處于禁止輸出的鎖定狀態(tài)。若需重新啟動(dòng)或故障復(fù)位時(shí)，可操作本地按鈕B或外部按鈕B1，實(shí)施故障復(fù)位。當(dāng)按下按鈕B或B1時(shí)，晶體管P3經(jīng)R15和按鈕產(chǎn)生基**偏流而導(dǎo)通，P3驅(qū)動(dòng)晶體管N7導(dǎo)通，將電容E5上所充電荷快速泄放掉，為下一次的軟起動(dòng)作好準(zhǔn)備（準(zhǔn)備重新充電）�？梢奝3、N7為電容E5的放電電路。
軟起動(dòng)板本身只能實(shí)現(xiàn)斜坡升壓軟起動(dòng)，若欲實(shí)現(xiàn)其它更為復(fù)雜的軟起或軟停模式，須增設(shè)外部控制電路，改變IC1的1腳電壓變化模式來實(shí)現(xiàn)。
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