[实用新型]电动机智能软启动和调压节能装置

说明书

技术领域

本实用新型属于节能电器技术领域。

背景技术

为了提高电机的工作效率，多年来世界各国从电机的设计制造、电机的选择使用、电网供电管理等几个方面入手，作了大量研究工作，取得了较好的成果。其中从电机的设计制造方面人手，开发出了高效节能电动机，使效率显著提高，可大量节能。但这种电机造价较高，而且经济效果较大地取决于负载的情况，即对于长期工作于额定负载、连续运行的应用场合，其节能效果能达到最佳。但对大多数电机用户来说，怎样使现有设备上的电机工作于效率较高的状态显得更为现实。

国外从六、七十年代就开始了中小型异步电动机的节能研究，1975年美国宇航局工程师Frank Nola为减少航天飞机上泵和风扇能耗而研制的功率因数控制器：即在定子电压一定的情况下，只要负载率小于额定负载率，交流异步电动机的功率因数基本是和它的负载率成一一对应的关系。这种装置的工作原理是通过检测功率因数作为控制输入电压信号，并通过该类装置控制定子端电压来调节输入功率，使其随负载的变化而变化。该类装置空载时节电率为40％左右，总节电率大致为20％左右，功率因数有一定改善，但并未超过0.5。

利用晶闸管交流调压技术研制的软起动器是从70年代开始应用的，以后美国宇航局工程师诺瓦又把功率因数控制技术结合进去，以及采用微电脑代替模拟控制电路，发展成现在的智能化电机节能控制器。

目前，世界上有许多公司都生产软起动器，例如：美国Allen-Bradley公司在90年代初期推出T系列的智能控制器(SMC-SmartMotor Controller)；GE公司生产的软起动器最大功率为850kW，额定电压500V.额定电流1.18kA，最大起动电流为5.9kA；在欧洲，德国的金钟默勒公司的Softpact系列起动器在欧洲销售得较好；意大利SIEI公司生产的软起动器额定电压达到690V，额定电流达到1.6kA。由于能源紧缺我国也从七十年代开展了大规模节能装置的研究。据国家第七批节能产品推广项目介绍，研制出了ID，DJZ，XSZ等等一大批系列节电器。其空载节电率大于30％左右，轻载(小于30％负载率)为33-43％左右。但这些产品功能还不完善，性能不稳定，界面不友好，同国外产品比较还有很大差距。而国外产品价格昂贵，操作复杂，对使用人员要求高，限制了在国内的推广。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种电动机智能软启动和调压节能装置，它通过软启动后自动调解电动机供电电压进入节电运行。

本实用新型的技术方案是：单片机的P1.0、P1.1、P1.2与比较器相连，比较器与同步信号光耦检测相连，SCR与同步信号光耦检测相连，单片机的P0.0-P0.7口与A/D转换电路数据输出端D0-D7相连，单片机的P1.4、P1.5、P1.6与缓冲器74LS373的输入端D0-D2相连，缓冲器输出端Q0，Q1，Q2与光耦驱动的阴极2脚相连，光耦驱动的输出4脚与SCR的控制端相连，电流互感器的输出端与A/D转换电路的模拟输入端INO相连，A/D转换电路的输出端D0-D7与单片机的P0-P7相连。

本实用新型的有益效果是：对电动机在轻载、变载和空载情况下的极限耗能进行分析，并把分析结果和模糊控制技术应用到电动机的节能与安全监控当中。产生的节能效益和安全效益将十分显著，是电动机节能与安全监控技术的一大改进。

附图说明

图1是本实用新型电路原理框图；

图2是本实用新型工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

工作原理

控制系统以单片机为主控单元，电流过零检测、同步信号整形、三相平衡检测、A/D转换、光电驱动隔离等部分组成控制系统其它单元。通过光电耦合器检测SCR模块电流过零状态取得三相同步信号，经比较器得到整形后的三相TTL同步脉冲信号直接与单片机P3.3-P3.5接口。三相平衡检测由同步信号光耦检测电路实现，通过比较器引入检测结果；利用电流互感器完成检测当前主电路负载的变化情况，经过A/D转换后由P0口将检测结果送入单片机。单片机产生控制脉冲，由P1.4-P1.6口发出，通过缓冲器、驱动电路直接驱动SCR模块，同时通过同步信号检测电路确保三相触发信号的同步。

工作过程

控制系统上电后，开始识别三相同步信号，并进入软起动程序。此时系统不检测A/D参数，只检测三相平衡状态及三相同步信号，如果三相同步信号或三相平衡状态异常，控制系统将作出保护处理。