[發(fā)明專利]一種新型電機(jī)軟啟動(dòng)型智能節(jié)電控制器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110262320.0
• 申請(qǐng)日: 2011-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN102315807A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙延宋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 程小榕;趙延宋
• 主分類號(hào): H02P1/28
• 分類號(hào): H02P1/28
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 胡山

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)節(jié)電裝置，尤其涉及一種新型電機(jī)軟啟動(dòng)型智能節(jié)電控制器。

背景技術(shù)

工業(yè)和商業(yè)用于驅(qū)動(dòng)的電機(jī)絕大多數(shù)都是籠形交流感應(yīng)電機(jī)。在這些應(yīng)用中，很少電機(jī)始終在額定條件下運(yùn)行。通常選擇的標(biāo)準(zhǔn)是使電機(jī)的標(biāo)稱均高于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的最大需求。

由于這些原因，所選擇的電機(jī)幾乎一定是超出標(biāo)準(zhǔn)的，當(dāng)提供額定電壓時(shí)，即使?jié)M負(fù)荷運(yùn)行也有節(jié)電空間。此外，有些應(yīng)用中負(fù)荷本來就是有變化的，而選擇的電機(jī)大小必須能滿足最大負(fù)荷時(shí)的需求，盡管最大負(fù)荷只是間斷出現(xiàn)，而其它時(shí)間電機(jī)在小負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行。由于電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與供電電壓的平方成正比，降低端電壓將減少轉(zhuǎn)矩。而降低端電壓，實(shí)際上是降低了電機(jī)的額定輸出功率，也意味著所需磁場(chǎng)能量的減少。但目前的電機(jī)節(jié)電器一般不具備完善的軟啟動(dòng)軟停機(jī)功能，因而可以利用這一原理，設(shè)計(jì)出一種電機(jī)節(jié)電器在空載和大多數(shù)負(fù)荷情況下保持較高恒定的電機(jī)效率，用以達(dá)到節(jié)能的效果。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種新型電機(jī)軟啟動(dòng)型智能節(jié)電控制器，這種節(jié)電控制器基于YDSAVE算法實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)以及軟啟動(dòng)完成后在線智能能源控制輸出，創(chuàng)造性地將電機(jī)軟啟動(dòng)軟停機(jī)與啟動(dòng)完成后智能能源控制輸出兩者結(jié)合于一體，使電機(jī)始終運(yùn)行在最佳優(yōu)化匹配狀態(tài)，避免能源浪費(fèi)。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種新型電機(jī)軟啟動(dòng)型智能節(jié)電控制器，包括軟啟動(dòng)模塊和智能控制模塊，軟啟動(dòng)模塊與智能控制模塊結(jié)合在一起，共同控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。

所述智能節(jié)電控制器，利用YDSAVE高斯模糊理論比較算法，集強(qiáng)大的軟啟動(dòng)功能與在線能源管理系統(tǒng)，優(yōu)化控制與輸出。在電機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)完成后，自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式，也可根據(jù)需要進(jìn)入非節(jié)能模式，通用操作面板來切換。

電機(jī)軟啟動(dòng)型智能節(jié)電控制器在運(yùn)行在節(jié)能模式時(shí)中，在線實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載狀態(tài)，在能源管理系統(tǒng)高速運(yùn)算與調(diào)整下，閉環(huán)控制輸出電壓大小，使電機(jī)始終處于高效節(jié)能、平衡運(yùn)行，負(fù)載響應(yīng)快速的優(yōu)化運(yùn)行狀態(tài)。

在輕負(fù)載情況下電機(jī)電壓自動(dòng)降至最低需求而轉(zhuǎn)速保持恒定，降低了不必的損耗。如果負(fù)載增加，電壓將自動(dòng)上升以防止電機(jī)失速。電機(jī)節(jié)電器通過檢測(cè)電機(jī)的電壓和電流實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，因?yàn)殡姍C(jī)電路是電感電路，所以電壓和電流波形存在時(shí)間差，而且負(fù)載越輕，電流滯后于電壓越大。空載時(shí)電機(jī)的效率最低，電流和電壓波形間的相位差也最大。電機(jī)節(jié)電器連續(xù)監(jiān)控電機(jī)電壓和電流之間的相位角，依據(jù)負(fù)荷的變化改變相位角。電機(jī)節(jié)電器通過電壓控制模塊來控制電壓、電流，使磁滯損耗最小化，相位角回到最小位置，電機(jī)效率提高，安裝了電機(jī)節(jié)電系統(tǒng)以后，通常能達(dá)到20%-45%的節(jié)電效果。

在電機(jī)節(jié)電器不斷檢測(cè)電壓電流相角大小與輸出電壓高低的控制過程中，兩者之間的匹配十分重要。在一定的負(fù)載狀態(tài)下，輸出電壓過高，節(jié)能效果不理想，輸出電壓過低，電機(jī)會(huì)失速甚至?xí)龎碾姍C(jī)，在以前國(guó)內(nèi)做的節(jié)電器應(yīng)用過程中，就有眾多燒壞電機(jī)或節(jié)電率低的現(xiàn)象。所以電壓電流相角的大小與輸出電壓高低之間的運(yùn)算方法尤為重要。YDSAVE高斯模糊理論比較算法應(yīng)用于該系統(tǒng)中，與其他算法相比，具有計(jì)算時(shí)間短，運(yùn)行效率高，應(yīng)用于電機(jī)軟啟動(dòng)型智能節(jié)電控制器，電機(jī)運(yùn)行平衡，負(fù)載響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。

所述高斯模糊理論是對(duì)指定目標(biāo)和目標(biāo)周圍值進(jìn)行加權(quán)平均來得到最終結(jié)果，使用高斯分布作為濾波器。高斯分布即為正態(tài)分布，正態(tài)分布密度函數(shù)如下：

其中：σ為標(biāo)準(zhǔn)差，σ越大，采樣范圍越大。這個(gè)函數(shù)的結(jié)果表示采樣值在X時(shí)的的權(quán)重，或者說在運(yùn)算處理后目標(biāo)周圍值分別將產(chǎn)生多少的貢獻(xiàn)來影響目標(biāo)值。

以高斯模糊理論為基礎(chǔ)的YDSAVE高斯模糊理論比較算法就是根據(jù)不斷檢測(cè)出的分布數(shù)據(jù)規(guī)律，進(jìn)行一定程度的預(yù)判，并及時(shí)對(duì)電壓電流進(jìn)行調(diào)整，使其符合電機(jī)的需求。

所述電機(jī)的軟啟動(dòng)除了具備電機(jī)專用的軟啟動(dòng)器的所有功能外，還具備特有的“蹬啟動(dòng)”功能來實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩負(fù)載的啟動(dòng)，所述的蹬啟動(dòng)就是在啟動(dòng)電機(jī)的時(shí)候，瞬間由軟啟動(dòng)模塊提供一個(gè)接近與額定電壓的啟動(dòng)電壓，并保持一定的時(shí)間作為蹬啟動(dòng)時(shí)間，然后將電壓降到正常的水平再緩緩上升，使電機(jī)有足夠的啟動(dòng)速度后保持一定慣性的啟動(dòng)，在電壓達(dá)到額定電壓后電機(jī)正常運(yùn)行。整個(gè)過程就夠降低電機(jī)啟動(dòng)的負(fù)載，從而節(jié)約啟動(dòng)時(shí)消耗的電能。

有益效果：

本發(fā)明使用簡(jiǎn)便，智能化程度高，能主動(dòng)進(jìn)行電機(jī)運(yùn)行電壓電流及相位等參數(shù)調(diào)整。參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，能使產(chǎn)品運(yùn)行更加穩(wěn)定，能源利用效率更高，同時(shí)可以自動(dòng)適用和匹配各種不同工況，達(dá)到最佳的運(yùn)行效果，使操縱更加簡(jiǎn)便，安全，可靠。