[实用新型]一种电机节能器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及电机节能器，为电子与计算机极小值跟踪技术领域。 

背景技术：

文献“基于模糊控制的异步电动机运行效率优化研究”和“电动机的模糊节能控制”曾经提出了电动机的模糊控制的电机最小功率节能问题，但是电动机功率的动态曲线并不是模糊问题，采用模糊控制的方法等于是“不走直路走弯路”，因此那样的方法至今也得不到实施。专利号CN1090099专利“三相异步电机节能控制的最小输入功率方法及其装置”该专利提出“装置包括电压电流测定装置，功率计算装置，功率比较装置，突加负载判别装置，触发信号发生装置和执行装置。这些装置通过自适应调节使电机在任何负载条件下均处于最小输入功率状态，从而达到最佳节电效果。”但是如此多的子装置，不仅提高了成本，而且降低了系统的可靠性。尤其是所谓的“功率比较装置”实际是一个错误观念，因为功率的输入与输出的差别，是电动机的动态效率问题，是一个客观存在，发明人没有也不可能提出最高效率和最小输入的科学准则，因而也就不可能利用这个功率比较装置来实现所谓的最小输入功率，所以这样的专利自然没有办法真正去实施。另外还有不少专利利用改变电压来实现节能，但是如何改变，能不能达到最小功率输入，都是没有明确的结论的。 

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电机节电器，实现通过对输入电压改变准确调整电机使之处于最小功率工作状态，最大限度地提高电机效率，减少无功损耗，进而节电。 

为解决上述技术问题本实用新型采用的技术方案是： 

一种电机节能器，包括计算机控制系统（1），指令输入与显示器（2），电机电源电压输出控制器（3）和电机（5）及其输入电流传感器（4），其特征在于：所述计算机控制系统（1）为具有高速采样且依据建立输出功率曲线模型的计算控制系统，计算机控制系统（1）与指令输入与显示器（2）连接给所述计算机控制系统提供人机界面，即输入指令和显示电机工作状态；计算机控制系统（1）与电机电源电压输出控制器（3）连接，其目的是利用计算机的信号输出来控制电机电源电压输出控制器（3）的电压输出。该电机电源电压输出控制器（3）与电机（5）的电压输入端子相连，变化的电压可以使电机（5）处于最佳的最小功率运行状态。电流传感器（4）与计算机控制系统（1）相接，实时获取电机电流并输入给所述计算机控制系统（1），参与功率计算。 

所述电机电源电压输出控制器（3）采用的是三只双向晶闸管作为半导体功率器件，其门极G分别接受计算机控制系统（1）发来的移相触发信号。 

考虑到可靠性，所述电机电源电压输出控制器（3）采用的是三组单向晶闸管作为半导体功率器件，其门极G分别接受计算机控制系统（1）发来的移相触发信号，每组单向晶闸管包括两只反并联的单 向晶闸管。 

当电机需要变频时，所述电机电源电压输出控制器（3）为变频器。 

伴随PLC的价格大幅度下降，所述计算机控制系统（1）以及指令输入与显示器（2）合起来可以采用PLC控制器。 

为了减小硬件体积和成本，所述计算机控制系统（1）以及指令输入与显示器（2）合起来可为单片机控制系统。 

一种方法是：首先计算机给出一个输出电压U1，例如额定电压，计算机依据计算出一个对应的功率值W1；减小一个电压值ΔU后再输出一个电压U2=U1-ΔU，再算出一个对应的功率值W2，比较W1和W2，如果W2<W1，就继续这个方法，如果相反，则退回U1，如果相等就采用U2不动。通过计算机控制系统如此不断地进行下去，最终可以逼近和找到最小功率运行点Wo（Uo）的电压，从而体现电机节能的最小功率运行状态。 

另一种方式是：基于根据其动态的电机功率曲线存在极小值的原理，对其曲线的区间(UⅠ,UⅡ)求导，当导数为零时，其对应的点就是最小功率工作点。进而确定最小功率运行点Wo（Uo）的电压，从而体现电机节能的最小功率运行状态。 

本实用新型的有益效果在于：利用计算机的信号输出来控制电机电源电压输出控制器的电压输出，该电机电源电压输出控制器与电机的电压输入端子相连，变化的电压可以使电机处于最佳的最小功率运行状态。通过本节电器计算机控制系统，依托植入功率曲线数据模型， 通过对电机输入电压的准确控制，实现电机的最佳节能运行。 

附图说明：

图1，本实用新型一种电机节能器电机功率曲线示意图。 

图2、本实用新型一种电机节能器电机功实施例1示意图。 

图3、本实用新型一种电机节能器电机功实施例2示意图