[實用新型]電動機智能軟啟動和調(diào)壓節(jié)能裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920093318.3
• 申請日: 2009-04-01
• 公開（公告）號: CN201504205U
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李曉光;肖萍萍;楊樹臣;于彥民;劉龍;羅紅宇
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院
• 主分類號: H02P1/26
• 分類號: H02P1/26;H02P23/02
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 紀尚

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于節(jié)能電器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了提高電機的工作效率，多年來世界各國從電機的設(shè)計制造、電機的選擇使用、電網(wǎng)供電管理等幾個方面入手，作了大量研究工作，取得了較好的成果。其中從電機的設(shè)計制造方面人手，開發(fā)出了高效節(jié)能電動機，使效率顯著提高，可大量節(jié)能。但這種電機造價較高，而且經(jīng)濟效果較大地取決于負載的情況，即對于長期工作于額定負載、連續(xù)運行的應(yīng)用場合，其節(jié)能效果能達到最佳。但對大多數(shù)電機用戶來說，怎樣使現(xiàn)有設(shè)備上的電機工作于效率較高的狀態(tài)顯得更為現(xiàn)實。

國外從六、七十年代就開始了中小型異步電動機的節(jié)能研究，1975年美國宇航局工程師Frank?Nola為減少航天飛機上泵和風(fēng)扇能耗而研制的功率因數(shù)控制器：即在定子電壓一定的情況下，只要負載率小于額定負載率，交流異步電動機的功率因數(shù)基本是和它的負載率成一一對應(yīng)的關(guān)系。這種裝置的工作原理是通過檢測功率因數(shù)作為控制輸入電壓信號，并通過該類裝置控制定子端電壓來調(diào)節(jié)輸入功率，使其隨負載的變化而變化。該類裝置空載時節(jié)電率為40％左右，總節(jié)電率大致為20％左右，功率因數(shù)有一定改善，但并未超過0.5。

利用晶閘管交流調(diào)壓技術(shù)研制的軟起動器是從70年代開始應(yīng)用的，以后美國宇航局工程師諾瓦又把功率因數(shù)控制技術(shù)結(jié)合進去，以及采用微電腦代替模擬控制電路，發(fā)展成現(xiàn)在的智能化電機節(jié)能控制器。

目前，世界上有許多公司都生產(chǎn)軟起動器，例如：美國Allen-Bradley公司在90年代初期推出T系列的智能控制器(SMC-SmartMotor?Controller)；GE公司生產(chǎn)的軟起動器最大功率為850kW，額定電壓500V.額定電流1.18kA，最大起動電流為5.9kA；在歐洲，德國的金鐘默勒公司的Softpact系列起動器在歐洲銷售得較好；意大利SIEI公司生產(chǎn)的軟起動器額定電壓達到690V，額定電流達到1.6kA。由于能源緊缺我國也從七十年代開展了大規(guī)模節(jié)能裝置的研究。據(jù)國家第七批節(jié)能產(chǎn)品推廣項目介紹，研制出了ID，DJZ，XSZ等等一大批系列節(jié)電器。其空載節(jié)電率大于30％左右，輕載(小于30％負載率)為33-43％左右。但這些產(chǎn)品功能還不完善，性能不穩(wěn)定，界面不友好，同國外產(chǎn)品比較還有很大差距。而國外產(chǎn)品價格昂貴，操作復(fù)雜，對使用人員要求高，限制了在國內(nèi)的推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是：提供一種電動機智能軟啟動和調(diào)壓節(jié)能裝置，它通過軟啟動后自動調(diào)解電動機供電電壓進入節(jié)電運行。

本實用新型的技術(shù)方案是：單片機的P1.0、P1.1、P1.2與比較器相連，比較器與同步信號光耦檢測相連，SCR與同步信號光耦檢測相連，單片機的P0.0-P0.7口與A/D轉(zhuǎn)換電路數(shù)據(jù)輸出端D0-D7相連，單片機的P1.4、P1.5、P1.6與緩沖器74LS373的輸入端D0-D2相連，緩沖器輸出端Q0，Q1，Q2與光耦驅(qū)動的陰極2腳相連，光耦驅(qū)動的輸出4腳與SCR的控制端相連，電流互感器的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的模擬輸入端INO相連，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端D0-D7與單片機的P0-P7相連。

本實用新型的有益效果是：對電動機在輕載、變載和空載情況下的極限耗能進行分析，并把分析結(jié)果和模糊控制技術(shù)應(yīng)用到電動機的節(jié)能與安全監(jiān)控當(dāng)中。產(chǎn)生的節(jié)能效益和安全效益將十分顯著，是電動機節(jié)能與安全監(jiān)控技術(shù)的一大改進。

附圖說明

圖1是本實用新型電路原理框圖；

圖2是本實用新型工作流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述：

工作原理

控制系統(tǒng)以單片機為主控單元，電流過零檢測、同步信號整形、三相平衡檢測、A/D轉(zhuǎn)換、光電驅(qū)動隔離等部分組成控制系統(tǒng)其它單元。通過光電耦合器檢測SCR模塊電流過零狀態(tài)取得三相同步信號，經(jīng)比較器得到整形后的三相TTL同步脈沖信號直接與單片機P3.3-P3.5接口。三相平衡檢測由同步信號光耦檢測電路實現(xiàn)，通過比較器引入檢測結(jié)果；利用電流互感器完成檢測當(dāng)前主電路負載的變化情況，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后由P0口將檢測結(jié)果送入單片機。單片機產(chǎn)生控制脈沖，由P1.4-P1.6口發(fā)出，通過緩沖器、驅(qū)動電路直接驅(qū)動SCR模塊，同時通過同步信號檢測電路確保三相觸發(fā)信號的同步。

工作過程

控制系統(tǒng)上電后，開始識別三相同步信號，并進入軟起動程序。此時系統(tǒng)不檢測A/D參數(shù)，只檢測三相平衡狀態(tài)及三相同步信號，如果三相同步信號或三相平衡狀態(tài)異常，控制系統(tǒng)將作出保護處理。