[發明專利]三相異步電動機智能節電系統

在審

• 申請號: 201410403924.6
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104135209A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 邵漢琦;侯聞剛;劉存斌;周峰;姚彥宏
• 申請（專利權）人: 浙江綠達能源科技有限公司
• 主分類號: H02P25/02
• 分類號: H02P25/02;H02P25/16;H02J3/18
• 代理公司: 杭州新源專利事務所(普通合伙) 33234
• 代理人: 李大剛;孫玉英

技術領域

本發明涉及一種三相異步電動機，特別涉及一種三相異步電動機智能節電系統。

背景技術

在當今工業和商業用于驅動的電機絕大多數都是三相異步電動機。此類電機很少始終在額定條件下運行，因此通常該電機的選用標準是，使電機的標稱高于驅動負載的最大需求。此外，三相異步電動機在某些使用情況下負載是有變化的，而選擇的電機大小必須能滿足最大負載需求，其實最大負載運行只是間斷出現，而其它時間電機在輕負載狀態運行，從而導致電機偏離最佳工況點，運行效率和功率因數降低，造成大量額外的電能浪費。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種三相異步電動機智能節電系統。本發明可以有效提升電機效率和功率，減少無功損耗，延長電機壽命，抑制諧波；此外，采用的人機界面可以使操作簡單，管理得心應手。另外，申請人還在中央處理單元和驅動單元之間設置有調節器，且申請人對調節器的具體電路作了改進，改進后的調節器可以有效，還可消除各參數間的相互干擾，提高系統的處理效果。

本發明的技術方案：三相異步電動機智能節電系統，包括中央處理單元、驅動單元、數據檢測單元、消諧單元和負載；所述的中央處理單元與驅動單元相連，驅動單元與負載相連，負載分別與數據檢測單元和消諧單元相連，數據檢測單元分別與中央處理單元和驅動單元相連；所述的驅動單元和中央處理單元之間還設有調節器，所述的調節器包括與中央處理單元相連的輸入口U1，U1連接有第一調節電路、第二調節電路和第三調節電路，且第一調節電路、第二調節電路和第三調節電路并聯設置，所述的第一調節電路包括與U1相連的電阻R1，R1連接有放大器A1且與A1的負輸入端相連，A1的負輸入端經電阻R2與A1的輸出端相連，A1的輸出端還連接有電阻R3；所述的第二調節電路包括與U1相連的滑動電阻RI，RI連接有電阻R4，R4接地；所述的RI的滑動端連接有電阻R5，R5連接有放大器A2且與A2的負輸入端相連，A2的負輸入端經電容C1與A2的輸出端相連，A2的輸出端還連接有電阻R6；所述的第三調節電路包括與U1相連的電阻R7,R7連接有電容C2，電容C2連接有放大器A3且與A3的負輸入端相連，A3的負輸入端還連接有滑動電阻RD，RD經電阻R8與A3的輸出端相連，A3的輸出端還連接有電阻R9；所述的R3、R6和R9連接有放大器A4且與A4的負載入端相連，A4的輸出端與功率放大器相連；A4的輸出端連接有滑動電阻RP，RP經電阻R11接地，所述的A4的負輸入端還連接有電阻R10，電阻R10與RP的滑動端相連。

上述的三相異步電動機智能節電系統中，所述的中央處理單元還連接有人機界面。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)本發明是一種閉環控制的智能節電系統，采用了電流電壓矢量傳感動態監控與脈寬調制(PWM)有機結合的獨特控制技術，可以動態地調整電機電壓和電流的相位角，使電機輸出功率與負載轉矩精確匹配。能有效避免因電機偏離最佳工況點而造成的電能浪費。本發明通過數據檢測單元實時監測電機的各項運行數據，分析負載大小和變化趨勢，計算出供給電機的最佳電壓和電流，當電機輕載或者運行異常，數據檢測單元發信號給中央處理單元，將檢測信息反饋至中央處理單元，中央處理單元根據檢測數據對信號進行運算和分析，再將處理信號發送至驅動單元，驅動單元對負載進行相應調節，從而提升電機效率和功率因數，減少無功損耗，延長電機壽命。

(2)申請人還在中央處理單元和驅動單元之間設置有調節器，且申請人對調節器的具體電路作了改進，改進后的調節器可以有效，還可消除各參數間的相互干擾，提高系統的處理效果。經試驗，申請人對調節器的對數幅頻特性和階躍響應特性作了試驗，性能如圖5、圖6和圖7所示，附圖可以看出該調節器的特性曲線接近無偏差的理想特性曲線，效果非常理想。因此本發明既可以有效避免級間誤累積，又有效地保證了精度，效果顯著。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是調節器的電路圖；

圖3是電機功率因數與相位角關系的描述圖；

圖4是為驅動單元輸出波形―電壓和電流圖；

圖5是調節器的對數幅頻特性圖；

圖6是調節器的階響應特征1圖；

圖7是調節器的階響應特征2圖。

附圖中的標記為：1-立桿，2-發電機，3-風葉，4-整流電路，5-第一穩壓電路，6-第二穩壓電路，7-單向二級管，8-外置式大功率電阻，9-N型功率MOS管，10-前分壓電路，11-后分壓電路，12-MCU控制器。