[實用新型]新型低壓配電降壓節能裝置

有效

• 申請號: 201521034100.2
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN205249112U
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 姜毅龍;李宗義;李許軍;文宏
• 申請（專利權）人: 甘肅機電職業技術學院
• 主分類號: H02P27/04
• 分類號: H02P27/04
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

技術領域

本實用新型涉及電機控制領域，具體地，涉及一種新型低壓配電降壓節能裝置。

背景技術

異步電動機作為使用最廣泛的電動機，因具備結構簡單、價格低廉、堅固耐用、制 造方便、很少需要維護和能在惡劣環境下持續運行的優點，在日常生活，尤其是工業生產中 得到了廣泛的使用，是電能的主要消耗者。當前，大部分工業拖動都是異步電動機，地位顯 著。實際中，工礦企業有相當多的異步電動機及相關的拖動系統處在非經濟運行狀態，造成 極大的電能浪費。分析其原因，主要有兩個：第一，異步電動機直接起動的電流過大，對電網 造成較大的沖擊，這就影響了同一電網其它設備的正常運行；另一方面，異步電動機在運行 時，負載經常變化，這就導致了電機經常處于輕載和空載的狀態，功率因數和效率變低，“大 馬拉小車”現象嚴重，電能白白被消耗。所以，電動機的節能對能源保護和社會經濟的發展 有很重要的意義。有數據表明，電動機節能率每提高一個百分點，每年就能節省電費幾十億 元。在電機節能上，此前已經在優化電機設計工藝、技術改造和合理選型等方面有了較為顯 著的工作，但是研究如何進一步提高異步電動機的節能經濟運行仍有較大的空間和現實意 義。

(1)、異步電動機降壓節能方法：

電機效率優化控制策略，歸納起來可以分為以下幾種類型：基于最小功率因數角 的控制方法、基于電機效率的最大效率控制方法、基于定子電流檢測的最小定子電流法、基 于輸入功率的最小有功功率在線搜索方法等，結合現有的智能控制技術如自適應控制、模 糊控制、神經網絡控制等實現電機的智能化控制。

(2)、基于IGBT模塊的電機驅動技術：

以IGBT為核心的變換器在工業電機驅動、新能源發電、電力傳輸、電能變換、電能 質量控制和無功補償等領域廣泛應用,在中等及大功率應用中逐漸占據主導地位。驅動和 保護電路的性能直接影響著IGBT的性能和變換器系統的安全穩定運行。

(3)、異步電機在線效率優化控制策略：

對于異步電動機的智能節能控制不依賴精確模型的在線搜索尋優法。這類尋優方 法主要有基于最小輸入定子電流法、最小輸入功率法等。在保證異步電動機能正常運行的 情況下,即轉速變化不大,轉子電流不超過額定值,使異步電動機在一定區間內進行在線搜 索,尋找效率最優的工作點。

目前三相異步電動機的節能方法硬件實現主要有五種方式：基于電機本身結構的 改進技術，基于星-角轉換的控制技術，基于電容的無功就地補償技術，基于變頻器的變頻 調速節能技術，基于晶閘管或IGBT的調壓節能技術。

基于電機本身結構的改進技術，目前已經得到實際應用的高效電機主要有稀土永 磁電機和開關磁阻電機，在美國、加拿大等國得到了廣泛普及。然而在我國，高效電機卻始 終市場的占有率低下，在這方面還是需要國家有關部門出臺相應的法律法規來進行引導。 基于星-角轉換的控制技術，屬于傳統節能方式，被大量應用于需要軟啟動的場合中。但是 其存在輸出電壓變化不連續，重負載下效果差等缺點?；陔娙莸臒o功就地補償技術，能夠 有效提高電動機的功率因數，減少電動機的無功損耗，但無法降低有功損耗，并且就地補償 電容值的大小，沒有明確的公式，通過經驗來匹配電容，難免造成匹配不當的情況發生。因 此這種方法的節電效果一般?；谧冾l器的變頻調速技術，是近年來的研究熱點。由于其軟 啟動性能好，可以方便調整電機參數，對于電機壽命的延長有很大好處。同時由于其可以改 變電機的轉速，所以隨著負載的降低，能量消耗也會下降，節能效果良好。目前應用于變頻 調速的控制技術也得到了較快的發展，主要有恒壓頻比控制、轉差頻率控制、矢量控制和直 接轉矩控制等，且已全部實現了數字化，而且這些控制技術通過與現代智能控制理論（模糊 控制、神經網絡、遺傳算法等）結合，已經展現出在電機節能控制方面的強大的優越性和 巨大的潛力。