[發(fā)明專利]一種電動機(jī)定頻工況的高效運動控制系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910076626.3
• 申請日: 2019-01-26
• 公開（公告）號: CN109660178B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 安洪剛
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱興亞技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02P25/16
• 分類號: H02P25/16;H02P23/00
• 代理公司: 北京君恒知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11466
• 代理人: 張強(qiáng)

一種電動機(jī)定頻工況的高效運動控制系統(tǒng)及其控制方法屬于電動機(jī)控制領(lǐng)域；如何提高電動機(jī)的效率；包括多級調(diào)壓模塊包括不同控制需求的若干調(diào)壓模塊，若干調(diào)壓模塊按照級聯(lián)方式連接；三相電源的輸入端與控制模塊的電源端子VL、控制模塊的電源端子VN及多級調(diào)壓模塊連接，多級調(diào)壓模塊與控制模塊連接，控制模塊的RS232?1接口與顯示模塊連接；控制模塊包括電壓采集單元、電流采集單元和功率計算單元；電壓采集單元、電流采集單元分別與三相電源輸入端連接，功率計算單元根據(jù)電壓采集單元和電流采集單元采集的數(shù)據(jù)計算出有效功率；本發(fā)明能夠連續(xù)分級調(diào)整電動機(jī)的輸入電壓，降低電動機(jī)的運行能耗，提高電動機(jī)的運行效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動機(jī)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種電動機(jī)定頻工況的高效運動控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

電動機(jī)可用于拖動風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)等各種設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)、農(nóng)業(yè)、公用設(shè)施以及家用電氣等多個領(lǐng)域。電動機(jī)系統(tǒng)包括電動機(jī)、被拖動裝置、傳動控制系統(tǒng)及管網(wǎng)負(fù)荷，用電量占社會總用電量的2/3左右。提高電機(jī)系統(tǒng)能效水平對于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會、推動可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

目前，我國電機(jī)系統(tǒng)的能源利用率約比國際先進(jìn)水平要低10％～30％，運行效率比國外先進(jìn)水平低10％～20％，節(jié)能潛力巨大。如何提高電動機(jī)的效率是一個亟待的問題。

現(xiàn)有的控制電動機(jī)的方式有自耦式調(diào)節(jié)零點控制方式、可控硅斬波和PWM的調(diào)壓方式；自耦式調(diào)節(jié)零點控制方式調(diào)節(jié)輸出電壓時需要切換自耦變壓器的零點，各個零點控制單元不能實現(xiàn)電氣和機(jī)械互鎖，可靠性低安全性差；可控硅斬波和PWM的調(diào)壓方式自身損耗高輸出電壓諧波較大，長時間運行對電動機(jī)和線路都有不同程度的損害，會對其他電子設(shè)備的信號造成干擾使其不能正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電動機(jī)定頻工況的高效運動控制系統(tǒng)及其控制方法，通過將不同控制需求制作的調(diào)壓模塊按級聯(lián)方式組成多級調(diào)壓模塊，不同的組合實現(xiàn)多級的電壓控制，以檢測到的實時功率計算出當(dāng)前電動機(jī)實際功率和電動機(jī)額定功率的百分比，根據(jù)這個百分比匹配相應(yīng)的級聯(lián)組合方式，實現(xiàn)按電動機(jī)運行實際狀態(tài)，動態(tài)調(diào)節(jié)輸入電源的電壓，提高電動機(jī)的效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種電動機(jī)定頻工況的高效運動控制系統(tǒng)，包括三相電源、多級調(diào)壓模塊、電動機(jī)、控制模塊，電流保護(hù)模塊和顯示模塊；所述多級調(diào)壓模塊包括不同控制需求的若干調(diào)壓模塊，所述若干調(diào)壓模塊按照級聯(lián)方式連接；所述三相電源的輸入端與電流保護(hù)模塊及多級調(diào)壓模塊連接，所述電流保護(hù)模塊與控制模塊的電源端子VL、控制模塊的電源端子VN連接，所述多級調(diào)壓模塊與控制模塊連接，所述控制模塊的RS232-1接口與顯示模塊連接；

所述控制模塊包括電壓采集單元、電流采集單元和功率計算單元；所述電壓采集單元的接口VA、VB、VC、VN-L、電流采集單元的接口+IC、-IC、+IB、-IB、+IA、-IA分別與三相電源輸入端連接，所述功率計算單元根據(jù)電壓采集單元和電流采集單元采集的數(shù)據(jù)計算出有效功率。

進(jìn)一步地，所述調(diào)壓模塊包括接觸器VT1、繼電器1KM、熱繼電器1FR、電抗器1L、電阻1R1、電阻1R2、電阻1R3、電容1C1、電容1C2和電容1C3；所述三相電源每相均與接觸器VT1的每相輸入端子1相連，接觸器VT1的每相輸出端子與繼電器1KM的兩組串聯(lián)開點連接，所述接 觸器VT1每相輸出端子4與繼電器1KM的兩組串聯(lián)閉點連接，所述繼電器 1KM依次連接熱繼電器1FR和電抗器1L，所述電抗器分別與電阻1R1、電阻1R2、電阻1R3相連，所述電阻1R1串聯(lián)電容1C1，電阻1R2串聯(lián)電容1C2，電阻1R3串聯(lián)電容1C3，所述電容1C1、電容1C2和電容1C3連接N線。