[發(fā)明專利]負荷的最大運行效率點適用系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780041029.6
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN109661770B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李容海;李丁勛
• 申請（專利權(quán)）人: 韓國數(shù)碼控制株式會社
• 主分類號: H02P21/22
• 分類號: H02P21/22;H02P21/00;H02P27/06;H02P23/26
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 趙赫;張瀾

本發(fā)明涉及負荷的最大運行效率點適用系統(tǒng)，其設(shè)置有如下結(jié)構(gòu)，即，包括：馬達，用于驅(qū)動負荷；逆變器，用于控制所述馬達的速度和電壓；傳感部，用于檢測所述馬達的磁通量電流和轉(zhuǎn)矩量電流；以及控制部，確定所述逆變器的速度，并且當(dāng)以所確定的速度驅(qū)動所述馬達時，利用在不增加總電流的范圍內(nèi)檢測的磁通量電流與轉(zhuǎn)矩量電流比例值或在功率因數(shù)達到最大時確定所述逆變器的最佳電壓。通過如上所述的馬達逆變器的控制系統(tǒng)來控制馬達的速度和電壓，從而在允許的范圍內(nèi)選擇最低頻率的同時以符合水頭的電壓來控制，可使電力降低到最低，由此，使電力使用量最小化，從而可以最大限度地節(jié)省能量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及控制驅(qū)動風(fēng)扇、泵、鼓風(fēng)機等的負荷的馬達并同時控制馬達的速度及電壓來適用最大運行效率的負荷的最大運行效率點適用系統(tǒng)。

背景技術(shù)

通常，為了驅(qū)動空調(diào)用風(fēng)扇或循環(huán)水的泵，具有驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)矩與速度的2乘成比來增加的特性。如上所述，若向驅(qū)動2乘降低形態(tài)的負荷的馬達直接輸入電源電壓來使用，則能源浪費較多。即，若舉例以作為電源頻率的60Hz的旋轉(zhuǎn)速度的進準(zhǔn)為4極的流動電動機，基準(zhǔn)速度為1800rpm，此速度與負荷條件無關(guān)地運行。因此，在輕負荷條件中達到較大地消耗不必要的能源的原因。這種問題適用根據(jù)負荷控制速度的逆變器，使得可減少耗電。

對2乘降低負荷等負荷和減少能源原理進行更具體的說明。

如圖1所示，負荷，例如，2乘降低負荷為離心泵和離心風(fēng)扇等的負荷，具有通過摩擦和慣性與速度的3乘成比來耗電的特征。因此，若減少馬達的速度，則耗電降低至其以上，可大大減少能源。

更詳細的說明如下，假設(shè)以1800rpm的速度且以1小時的時間運行泵的情況。此時，假設(shè)消耗的電力或電費為100％。并且，將泵的速度降低至900rpm，減少50％，運行時間增加至2小時，增加2倍。那么，雖然實際通過泵提撈的流量相同，但是其電力使用量或電費僅負擔(dān)14％，而不是100％。即，隨著減少50％的速度，可將耗電量減少86％。

假設(shè)此泵為37kw并將此37kw，1天1小時來運行1年時，其電費為135萬韓元左右。但是，若將1天運行1小時更換速度來運行4小時并減少相應(yīng)的速度，則其電費為約2萬韓元左右。并且，若使泵更慢慢地以6小時的時間運行整晚，則電費僅為6千韓元，但可供給與之前135萬韓元電力使用相同量的流量。

如上所述，2乘降低負荷與速度的3乘成比來耗電，因此，若減少速度，則可大大減少電費。將2乘降低與速度的3乘成比的耗電稱為相似法則#3(或affinity Low#3)。

因此，通過利用逆變器控制馬達，使得可節(jié)省能源。以下，對與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的負荷有關(guān)的逆變器的控制進行具體說明。

首先，對馬達，即，流動電動機的特性進行說明。

流動電動機的速度N(r/min)通過下述數(shù)學(xué)式顯示。

數(shù)學(xué)式1

其中，N為流動電動機(或馬達)的速度，f為頻率，P為馬達極數(shù)，S為滑移。

根據(jù)相似法則#1，流量Q與旋轉(zhuǎn)數(shù)(或流動電動機的速度)N變化成比。因此，流動電動機的速度越快，則通過馬達供給的流量比例增多。

并且，流動電動機的電壓V、頻率f與磁通量(轉(zhuǎn)矩)之間的關(guān)系如下。

數(shù)學(xué)式2

其中，Φ為磁通量，V為電壓，f為頻率。

此時，流動電動機的磁通量(Φ)或轉(zhuǎn)矩(τ)需通過負荷的大小，即，水頭(H)的大小(或高度)控制。即，需以馬達的磁通量或轉(zhuǎn)矩可驅(qū)動負荷的大小的方式以最低限度的大小控制。

逆變器可任意控制頻率f和電壓V，因此，可使流動電動機以任意速度改變并運行。