[實(shí)用新型]一種新型智能控制節(jié)電裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120228960.5
• 申請(qǐng)日: 2011-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN202121545U
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘龍;賈賽敏;全力;安瑜;朱莉;沈勇林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇龍騰中和節(jié)能環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): H02P27/04
• 分類號(hào): H02P27/04
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及三相交流低壓電動(dòng)機(jī)用電的智能控制，主要針對(duì)電動(dòng)機(jī)節(jié)電調(diào)節(jié)系統(tǒng)領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的一種新型智能控制節(jié)電裝置。

背景技術(shù)

電動(dòng)機(jī)是目前應(yīng)用最廣的用電設(shè)備，電機(jī)所消耗的電能約占我國(guó)用電總量的60％-70％，而且通常有60％的電動(dòng)機(jī)都在60％或更低的負(fù)荷狀況下運(yùn)行，“大馬拉小車”與低負(fù)荷運(yùn)行的情況相當(dāng)普遍，即電機(jī)消耗的電能中有相當(dāng)部分遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于負(fù)載所需的實(shí)際功率而白白浪費(fèi)掉，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)要考慮到負(fù)載最大輸出時(shí)的工作情況，而且為了能夠安全運(yùn)行，還要設(shè)計(jì)一定的余量，這也是現(xiàn)在很多工礦企業(yè)的動(dòng)力系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)配置過大的原因。造成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率很低的主要原因是電機(jī)偏離最佳效率的有效功率運(yùn)行，無論電動(dòng)機(jī)的負(fù)載怎樣變化，電動(dòng)機(jī)與電網(wǎng)間的所需與所供和電動(dòng)機(jī)的固定損耗是不可調(diào)節(jié)的“硬性”供電方式所致，難以滿足各種工作情況和生產(chǎn)工藝的需求。目前多采用變速齒輪箱和雙速電機(jī)來改善上述問題，但變速齒輪箱只能通過機(jī)械調(diào)速，而且還會(huì)增加電能的消耗，除非一些特殊場(chǎng)合外，已經(jīng)很少被采用。而雙速電機(jī)只能根據(jù)工藝的需要實(shí)現(xiàn)高、低兩種轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，速度調(diào)節(jié)比較單一，不能真正實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速以達(dá)到節(jié)能的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了克服上述節(jié)電裝置的缺點(diǎn)，提供一種新型智能控制節(jié)電裝置，其不僅可以有效降低電能損耗，消除諧波的產(chǎn)生，而且還具有降低線損，延緩端子接觸面的氧化速度，提高節(jié)電的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種新型智能控制節(jié)電裝置，包括智能控制器和與其連接的頻率控制器，其中：所述智能控制器集成有負(fù)載信號(hào)采樣單元、電流與電壓采樣單元、綜合信號(hào)處理單元和輸出單元；所述電流與電壓采樣單元的信號(hào)采集端連接在所述頻率控制器與電機(jī)之間的線路上，所述負(fù)載信號(hào)采樣單元的信號(hào)采集端連接在與所述電機(jī)相連的負(fù)載上，所述電流與電壓采樣單元和負(fù)載信號(hào)采樣單元的信號(hào)輸出端分別與所述綜合信號(hào)處理單元相連，所述綜合信號(hào)處理單元經(jīng)PID計(jì)算出的控制信號(hào)通過所述輸出單元的信號(hào)輸出端傳至所述頻率控制器。其中所述輸出單元與綜合信號(hào)處理單元相連，輸出單元的信號(hào)輸出端連接在所述頻率控制器上。

本實(shí)用新型采集負(fù)載輸出信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行分析和計(jì)算后輸出數(shù)字信號(hào)(0-10V或4～20mA)，以控制頻率控制器的輸出頻率達(dá)到負(fù)載的需要功率和頻率控制器的輸出功率基本一致。

本智能控制器為采用對(duì)負(fù)載進(jìn)行信號(hào)采集，并經(jīng)進(jìn)行PID計(jì)算的綜合信號(hào)處理單元計(jì)算后，輸出信號(hào)以控制頻率控制器的智能控制器。其中綜合信號(hào)處理單元采用PID計(jì)算。

在負(fù)載信號(hào)采樣單元中可以設(shè)有信號(hào)整合單元。輸出單元可采用電氣隔離的0～10V或4～20mA輸出模式。智能控制器上也可設(shè)有485接口或Rs232接口。

智能控制器上設(shè)有防護(hù)和安全保護(hù)，其包括輸出相之間的斷路保護(hù)、輸出相和地之間的短路保護(hù)、內(nèi)部電源的短路保護(hù)、防止過熱的熱保護(hù)、過電流保護(hù)、電源欠壓和過電壓安全保護(hù)以及缺相保護(hù)。

PID控制的原理和特點(diǎn)：

在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或不能通過有效的測(cè)量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。

比例(P)控制

比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差(Steady-state?error)。

積分(I)控制