[實(shí)用新型]電機(jī)節(jié)能裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920065640.5
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN201467067U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田炅鑫;田圣和
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南擎云電氣技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02P23/00;H02P1/36;F04B49/06
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電子技術(shù)與自動控制領(lǐng)域，涉及一種電機(jī)節(jié)能裝置。

背景技術(shù)

水泵運(yùn)行時，經(jīng)常需要調(diào)節(jié)流量。傳統(tǒng)的做法是通過改變閥門的開度來調(diào)節(jié)流量，隨著閥門開度的關(guān)小，使水泵運(yùn)行的效率降低。見圖1，S1是額定運(yùn)行水泵的揚(yáng)程-流量特性，【揚(yáng)程即水泵能夠揚(yáng)水的高度】，R1是閥門最大開度時的阻力特性，M1是額定運(yùn)行點(diǎn)，對應(yīng)的揚(yáng)程為H1，流量為Q1，電動機(jī)的消耗功率正比于H?Q的乘積：P1＝K?H1Q1，K為比例系數(shù)，若用關(guān)小閥門以減小流量到Q2，此時，管網(wǎng)阻力特性是R2，水泵的運(yùn)行點(diǎn)為M3，此時揚(yáng)程反而增加了，電動機(jī)消耗功率略有減少：P2＝K?H3?Q2，比例系數(shù)為K，若用降低轉(zhuǎn)速，揚(yáng)程-流量特性變?yōu)镾2，而管網(wǎng)阻力特性仍為R1，水泵運(yùn)行點(diǎn)變?yōu)镸2，此時揚(yáng)程降低很多，電動機(jī)消耗功率大為減少，為P3＝K?H2?Q2，K為比例系數(shù)，從圖1可以清楚看出，在同樣的流量Q2時，降低轉(zhuǎn)速時的揚(yáng)程H2比關(guān)小閥門時的揚(yáng)程H3小很多，因而電動機(jī)消耗功率大為減少。這就是水泵調(diào)速節(jié)能的簡單原理。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的所要解決的技術(shù)問題是提供一種電機(jī)節(jié)能裝置，本裝置通過應(yīng)用整流、斬波和逆變的原理實(shí)現(xiàn)電機(jī)變頻調(diào)速從而有效實(shí)現(xiàn)電機(jī)的節(jié)能。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種電機(jī)節(jié)能裝置，其特征在于，包括整流器、斬波器和逆變器；所述的整流器、斬波器和逆變器依次串接，所述的整流器的輸入端接三相電源，所述的逆變器的輸出端接電機(jī)的電樞；所述的斬波器具有調(diào)速信號輸入接口。

在所述的三相電源和整流器之間還串接有軟啟動器。

實(shí)用新型的有益效果：

水泵或風(fēng)機(jī)節(jié)能多少取決于運(yùn)行工況的峰值變化所決定，采用本實(shí)用新型的電機(jī)節(jié)能裝置，平均最低節(jié)電率在41％以上，因此，本裝置是一種投資少、見效快的節(jié)能調(diào)速裝置。

離心式水泵(或風(fēng)機(jī))的出口壓力隨轉(zhuǎn)速的二次方降低，此時電機(jī)的輸出功率隨轉(zhuǎn)速的三次方降低，因此，采用調(diào)速方法具有很大的節(jié)能潛力。

繞線式電動機(jī)的轉(zhuǎn)差功率為軸功率的30％左右，只要控制這部分功率就能完成電動機(jī)的調(diào)速，由于控制裝置的容量小，無功和諧波問題容易解決；

繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓是低壓，這就給電力電子元件的工作創(chuàng)造了有利條件，在200KW-4000KW功率范圍內(nèi)，電機(jī)轉(zhuǎn)子電流不太大，一般采用器件并聯(lián)就能解決；

控制裝置故障時，可以保證電動機(jī)繼續(xù)全速運(yùn)行是這種調(diào)速裝置的一大特點(diǎn)，甚至還能保證電動機(jī)的軟啟動功能；

節(jié)能效率高，安全性與可靠性高，維護(hù)簡單，價格低，投資少。

附圖說明

圖1為揚(yáng)程-流量曲線；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1的原理框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1：

如圖2所示，YRNT型電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)是由液態(tài)軟啟動器，整流器，斬波器和逆變器組成的。此外，裝置內(nèi)還有旁路開關(guān)及輸入濾波器，輸出濾波器和功率因數(shù)電容補(bǔ)償。YRNT型電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)中整流器、斬波器、逆變器均采用模塊結(jié)構(gòu)，而且斬波器和逆變器都采用IGBT元件。下面對調(diào)速原理作簡單分析。

轉(zhuǎn)子電流經(jīng)整流器整流后，變換成脈動直流電流后，再經(jīng)過限流電抗器L送到斬波器，斬波器是由IGBT元件和二極管，電容器等組成的，其中IGBT作周期性導(dǎo)通和關(guān)斷動作：當(dāng)IGBT導(dǎo)通時，電動機(jī)轉(zhuǎn)子電流被IGBT經(jīng)由限流電抗器L短路(電抗器串聯(lián)在整流器的輸出端)，其回路電流隨時間上升，此時電機(jī)的轉(zhuǎn)速也趨向于上升。當(dāng)IGBT關(guān)斷時，儲藏在電抗器中的能量使IGBT兩端的電壓升高并經(jīng)過二極管使電容器充電。由于斬波器后邊的阻抗較大，所以轉(zhuǎn)子電流將隨時間下降，此時電機(jī)的轉(zhuǎn)速也趨向于下降。電容器上的能量加到由6只IGBT組成的有源逆變器，將電流重新變換成交流電并經(jīng)過LC濾波器濾波后反饋到電動機(jī)定子的附加繞組。當(dāng)IGBT不斷地導(dǎo)通和關(guān)斷時，設(shè)T1時期內(nèi)IGBT關(guān)斷，轉(zhuǎn)子電流平均值為ICP1，由此確定了電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為N1。

當(dāng)改變IGBT的關(guān)斷時間為t2時，轉(zhuǎn)子電流的平均值達(dá)到ICP2，電動機(jī)的對應(yīng)轉(zhuǎn)速為N2。將IGBT導(dǎo)通時間與導(dǎo)通關(guān)斷周期時間的比用K來表示，并稱K為占空比，可見當(dāng)改變斬波器的占空比K時，可以改變通過斬波器回路的電流大小，從而改變了電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。