[發(fā)明專利]一種提高電動機(jī)安全節(jié)能性能的管控系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710581455.0
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107294064A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥錦和信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力設(shè)備控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高電動機(jī)安全節(jié)能性能的管控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電機(jī)是國民生產(chǎn)的主要原動力，每年消耗的電能占全國總發(fā)電量的65％至70％。電機(jī)一般有同步電機(jī)和異步電機(jī)兩種。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子均通電，因此具有相同的功率，使轉(zhuǎn)子與定子同步轉(zhuǎn)動。同步電機(jī)的功率因數(shù)一般較異步電機(jī)高，但這種電機(jī)的扭矩較小，在啟動時不能帶動較大的負(fù)載，而在啟動時能夠帶動的負(fù)載在達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)動后又會由于負(fù)載過小而導(dǎo)致功率因數(shù)交低。

而異步電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子之間沒有電的直接聯(lián)系，轉(zhuǎn)子的能量是由定子磁場感應(yīng)產(chǎn)生的，它是按照導(dǎo)體切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用這兩條原理工作的，因此異步電機(jī)具有較大的啟動扭矩，能夠帶動較大的負(fù)載。但異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不等于同步轉(zhuǎn)速，兩個轉(zhuǎn)速不能同步，并且電機(jī)轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速小，同步轉(zhuǎn)速和電機(jī)轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值為電機(jī)的轉(zhuǎn)差率，由于轉(zhuǎn)子繞組的電阻和電抗基本不變，轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)都是隨轉(zhuǎn)差率下降而下降，轉(zhuǎn)差率逐漸變大，功率因數(shù)才逐步上升，當(dāng)負(fù)載超過額定值很多時，轉(zhuǎn)差率過大，電磁轉(zhuǎn)矩下降直至堵轉(zhuǎn)。在實際應(yīng)用中，考慮起動等因素與機(jī)械設(shè)備配套使用時，通常選在電機(jī)額定負(fù)載50—80％，留有一定冗余量，而設(shè)備在實際工作中根本達(dá)不到設(shè)計功率，比如抽油機(jī)、球磨機(jī)等，電機(jī)長期輕載運行，導(dǎo)致電機(jī)的功率因數(shù)進(jìn)一步降低。

另一方面，常因機(jī)器故障或機(jī)器檢修而需要控制電動機(jī)器停止運行，通常情況下采用中控設(shè)備控制電動機(jī)器停機(jī)或者啟動。但是，停機(jī)后，當(dāng)維修人員在清理、檢修電動機(jī)器的過程中，由于溝通錯誤或中控室人員的誤操作等問題，極易導(dǎo)致在維修人員未離開維修設(shè)備的情況下，中控人員誤開機(jī)，而使維修人員受到傷害。

因此需要提供一種電機(jī)的控制系統(tǒng)來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種提高電動機(jī)安全節(jié)能性能的管控系統(tǒng)，該管控系統(tǒng)通過實時監(jiān)測電動機(jī)轉(zhuǎn)子的位置以及負(fù)載情況合理控制輸入電壓和電流，能夠大幅提高電動機(jī)的功率因數(shù)，節(jié)約能源；另一方面添加的安全保護(hù)模塊能有效避免設(shè)備誤開機(jī)對人員的安全威脅，顯著提高了設(shè)備安全可靠性，整個系統(tǒng)管控準(zhǔn)確靈敏效率高、控制智能靈活耗能少，具有較高的使用價值和較廣泛的應(yīng)用前景。

本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種提高電動機(jī)安全節(jié)能性能的管控系統(tǒng)，包括：

主控模塊、電動機(jī)參數(shù)采集模塊、電動機(jī)負(fù)荷參數(shù)采集模塊、負(fù)載率調(diào)整模塊、安全保護(hù)模塊、電源模塊、存儲模塊、顯示報警模塊；

所述主控模塊用于處理電動機(jī)參數(shù)采集模塊、電動機(jī)負(fù)荷參數(shù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理后，對負(fù)載率調(diào)整模塊、安全保護(hù)模塊、存儲模塊、顯示報警模塊發(fā)出相應(yīng)的指令信號；

所述電動機(jī)參數(shù)采集模塊包括電流采集模塊、電壓采集模塊、電動機(jī)轉(zhuǎn)子位置采集模塊和溫度傳感器；所述電動機(jī)參數(shù)采集模塊用于采集電動機(jī)的電壓、電流、電動機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息、溫度參數(shù)數(shù)據(jù)送入主控模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或者送入存儲模塊進(jìn)行存儲；

所述電動機(jī)負(fù)荷參數(shù)采集模塊包括電動機(jī)轉(zhuǎn)速采集模塊、電動機(jī)扭力采集模塊；所述負(fù)荷數(shù)據(jù)采集模塊用于采集電電動機(jī)的轉(zhuǎn)速以及扭力數(shù)據(jù)，送入主控模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到負(fù)載消耗功率，向負(fù)載率調(diào)整模塊發(fā)出指令信號，得到最佳電動機(jī)輸入電壓和電流；

所述負(fù)載率調(diào)整模塊包括變壓器模塊和電流變送器模塊；所述負(fù)載率調(diào)整模塊根據(jù)主控模塊發(fā)出的指令信號，改變供給轉(zhuǎn)子的電流以及電壓，進(jìn)而增大轉(zhuǎn)子的負(fù)載率；

所述安全保護(hù)模塊包括用電保護(hù)模塊和制動模塊；所述用電保護(hù)模塊用于根據(jù)主控模塊發(fā)出的指令或者負(fù)載數(shù)據(jù)發(fā)生異常超過閾值時，及時斷開系統(tǒng)的電流輸出或者輸入；所述制動模塊包括制動控制模塊和制動器檢測模塊，所述制動控制模塊與所述制動器檢測模塊連接，根據(jù)所述制動器檢測模塊所測得的信號判斷電動機(jī)工作狀態(tài)對電動機(jī)提供制動保護(hù)；所述安全保護(hù)模塊達(dá)到了保護(hù)電動機(jī)不受損害以及防止人身安全事故的發(fā)生；

所述電源模塊包括市電模塊、交直流變換電路、蓄電池模塊、充放電保護(hù)模塊、變壓器模塊、穩(wěn)壓穩(wěn)流模塊；所述電源模塊用于向電動機(jī)參數(shù)采集模塊、電動機(jī)負(fù)荷參數(shù)采集模塊、負(fù)載率調(diào)整模塊、安全保護(hù)模塊、存儲模塊、顯示報警模塊提供所需要的穩(wěn)壓市電或直流電

所述存儲模塊用來存儲電動機(jī)參數(shù)采集模塊、電動機(jī)負(fù)荷參數(shù)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)以及預(yù)先設(shè)置的控制程序或信息，以供主控模塊調(diào)用；