[實(shí)用新型]一種電動(dòng)機(jī)節(jié)電智能控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320087636.5
• 申請(qǐng)日: 2013-02-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203071863U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯紅玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西理工學(xué)院
• 主分類號(hào): H02P25/02
• 分類號(hào): H02P25/02;H02P23/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型智能控制儀器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電動(dòng)機(jī)節(jié)電智能控制器，用于三相異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)電保護(hù)。

背景技術(shù)

三相異步交流電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便可靠而受到廣泛應(yīng)用，但卻是電能消耗的最大用戶，據(jù)測(cè)算有50％以上的電能被電動(dòng)機(jī)消耗，而其中20％的電能是白白耗掉的。在實(shí)際使用過(guò)程中，三相異步電動(dòng)機(jī)常常是在輕載下運(yùn)行，而不是在額定功率下工作的，形成了所謂的“大馬拉小車”現(xiàn)象。一方面造成了能源大量浪費(fèi)，一方面造成了電機(jī)功率因數(shù)的降低，所消耗的電能轉(zhuǎn)換為熱使得電動(dòng)機(jī)溫度升高，這對(duì)電動(dòng)機(jī)的使用壽命有嚴(yán)重的影響。通常電動(dòng)機(jī)溫度每降低10℃可使電動(dòng)機(jī)的使用壽命延長(zhǎng)一倍。三相交流異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)電保護(hù)一直是電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，特別是近幾年來(lái)電力供應(yīng)緊張的局面，使得交流異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)能設(shè)備的研究和推廣更為迫切。

因此，設(shè)計(jì)一種三相異步電動(dòng)機(jī)節(jié)電智能控制器，根據(jù)負(fù)載的隨機(jī)變化的而自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸入電壓，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)持續(xù)工作在低成本的節(jié)電狀態(tài)下，特別適合于變化負(fù)載的電動(dòng)機(jī)隨機(jī)使用工況。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種電動(dòng)機(jī)節(jié)電智能控制器，用于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)在低成本的節(jié)電狀態(tài)下可以持續(xù)工作，并根據(jù)電動(dòng)機(jī)的隨機(jī)負(fù)載變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入電壓，特別適合變化負(fù)載的電動(dòng)機(jī)隨機(jī)使用工況。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種電動(dòng)機(jī)節(jié)電智能控制器，包括單片機(jī)控制器、信號(hào)調(diào)理器、AD轉(zhuǎn)換器、同步檢測(cè)電路、功能設(shè)定端口、光電隔離器、信號(hào)放大電路和晶閘管觸發(fā)電路；同步檢測(cè)電路和功能設(shè)定端口直接和單片機(jī)控制器相連接；晶閘管觸發(fā)電路經(jīng)信號(hào)放大電路和光電隔離器連接至單片機(jī)控制器；信號(hào)調(diào)理器接收外部設(shè)定、電壓反饋和電流反饋三路輸入，經(jīng)電子開(kāi)關(guān)和AD轉(zhuǎn)換器連接至單片機(jī)控制器。

同步檢測(cè)電路由同步變壓器、比較器和光電隔離器件構(gòu)成，比較器選用型號(hào)為L(zhǎng)M339的比較器，光電耦合器選用型號(hào)為6N137的光電耦合器。

單片機(jī)控制器選用型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)。

AD轉(zhuǎn)換器選用型號(hào)為AD574的高速12倍AD轉(zhuǎn)換器。

本實(shí)用新型的有益效果是一種電動(dòng)機(jī)節(jié)電智能控制器采用智能化的單片機(jī)控制器，無(wú)需人工調(diào)節(jié)使電動(dòng)機(jī)在輕負(fù)載工況下，電動(dòng)機(jī)的輸入電壓自動(dòng)降低而使轉(zhuǎn)速保持恒定。特別適合于低負(fù)載或者負(fù)載變化頻繁的工況，電動(dòng)機(jī)的平均節(jié)電率為16％～30％。同時(shí)可以提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，降低電網(wǎng)線損及變壓器的銅損，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)組成圖。

圖2本實(shí)用新型的控制流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1，一種電動(dòng)機(jī)節(jié)電智能控制器，包括單片機(jī)控制器、信號(hào)調(diào)理器、AD轉(zhuǎn)換器、同步檢測(cè)電路、功能設(shè)定端口、光電隔離器、信號(hào)放大電路和晶閘管觸發(fā)電路；同步檢測(cè)電路和功能設(shè)定端口直接和單片機(jī)控制器相連接；晶閘管觸發(fā)電路經(jīng)信號(hào)放大電路和光電隔離器連接至單片機(jī)控制器；信號(hào)調(diào)理器接收外部設(shè)定、電壓反饋和電流反饋三路輸入，經(jīng)電子開(kāi)關(guān)和AD轉(zhuǎn)換器連接至單片機(jī)控制器。

外部信號(hào)由外部電位器等給定時(shí)，由程序設(shè)定經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)入單片機(jī)控制器，AD轉(zhuǎn)換器選用了高速12倍A/D轉(zhuǎn)換器AD574，轉(zhuǎn)換速度為25μs完全滿足系統(tǒng)的要求。經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理器進(jìn)行整流、濾波等處理后，信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并進(jìn)入單片機(jī)控制器。

同步檢測(cè)電路由同步變壓器、比較器和光電隔離器件構(gòu)成，比較器選用型號(hào)為L(zhǎng)M339的比較器，光電耦合器選用型號(hào)為6N137的光電耦合器。

單片機(jī)控制器選用型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)。該單片機(jī)內(nèi)含三個(gè)定時(shí)器，兩個(gè)外部中斷源，內(nèi)含8KB的Flash存儲(chǔ)器，256字節(jié)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，還有多種保護(hù)功能，在系統(tǒng)中無(wú)需擴(kuò)充中斷、定時(shí)控制芯片即可完全滿足本系統(tǒng)工作要求。單片機(jī)控制器送出的觸發(fā)信號(hào)經(jīng)光電隔離器、信號(hào)放大電路、晶閘管觸發(fā)電路之后形成晶閘管的控制信號(hào)。

如圖2，當(dāng)系統(tǒng)上電后，單片機(jī)控制器首先進(jìn)行初始化，初始化后，采集端口數(shù)據(jù)。根據(jù)端口數(shù)據(jù)確定觸發(fā)角的給定方式，將給定值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的時(shí)間值存入指定單元。由同步檢測(cè)電路引發(fā)的中斷信號(hào)送出晶閘管的觸發(fā)信號(hào)，根據(jù)外部設(shè)定，顯示相應(yīng)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載電壓(電流)的連續(xù)可調(diào)，將實(shí)際的電壓(電流)與給定的值相比較。節(jié)電器設(shè)計(jì)時(shí)把模糊控制引入到控制系統(tǒng)中，模糊控制不依賴于被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型，能夠克服非線性因素的影響。將模糊控制算法用于交流電動(dòng)機(jī)節(jié)電智能控制器，充分利用非線性、時(shí)變快速響應(yīng)的特點(diǎn)，以起到節(jié)電的效果。