[发明专利]无谐正弦波功率校正节电控制装置

说明书

一种对三相电动机智能调节不产生谐波功率因数校正的无谐正弦波功率校正节电控制装置。通过时时检测电动机负载的电压波形、电流及有功功率，分析负载大小与变化量，实现在线检测对电动机负载的跟踪，使电动机的输出功率与负载用功相匹配。电动机处于空载或轻载时的输出转矩小、空载损耗大、效率低时，在线调节输出电流、电压与功率因数，使输出功率与负荷始终处于平衡状态；电动机负荷增加时，节电装置控制输出功率增加，保证输出动力再次达到平衡。在线检测与控制使电动机工作稳定不会产生谐波，在不改变电源频率的基础上减少电动机多余的电能消耗，抑制了不必要的浪费，不仅实现节电目的，同时延长了电动机的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种随电动机负荷变化而在线对输出功率进行调节的无谐波的正弦波功率因数校正节电装置，尤其是在线检测与控制使电动机工作稳定提高效率，抑制不必要电力浪费的无谐正弦波功率校正节电控制装置。

背景技术

目前，公知的“全国科技信息服务网-河南节点”中的“电动机负载调节装置的研究与应用”一文中：“电动机负载调节控制装置，基于对电动机负荷的动态跟踪，适时检测电动机的负荷情况，通过时时地检测与控制电机的功率因数、电压和电流，分析负载大小和变化趋势，计算出供给异步电动机最佳电压、电流，通过快速控制可控硅导通角的大小，控制异步电机的供电电压，使异步电机的输出功率与负荷转矩精确匹配，实现对异步电动机的节电运行……。控制电路全数字化设计。利用单片机技术，采用C语言进行程序设计，由线采样，数-模、智能控制，执行级电子开关电路组成。通过专用的功率开关元件(晶闸管)，对电压进行″切口″控制。……性能指标：(1)适用电动机参数：1.5～55kw；(2)软启动功能：1～5倍额定电流设定，软启动时间0～200s；(3)反应速度100ms；(4)检测速率10ms。”此电动机负载调节控制装置不适用于大功率电动机75KW～400KW，采用间接控制使检测速率与反应速度慢、是正弦交流电的五个周期，使负荷突然增大的电动机产生瞬间突变电流，也就是在控制电压低时负荷突然增大、电流就会增大，对于电动机负荷频繁工作在突大、突小的环境，则影响电动机的使用寿命，同时节电效果下降。

发明内容

为了克服现有的电动机负载调节控制装置采用内阻压降大的可控硅，自身损耗大、触发导通过程中会产生大量谐波、不适用于大功率电动机、检测速率与反应速度慢、使负荷突然增大的电动机产生瞬间突变电流影响电动机使用寿命的不足，本发明提供一种无谐正弦波功率校正节电控制装置，该无谐正弦波功率校正节电控制装置不仅能适用于各种功率的三相异步电动机，而且采用直接与间接双重控制方法，抑制交流正弦波内的谐波分量提高功率因数，电动机与供电电流时时匹配就不会产生瞬间突变电流，降低自身损耗提高节电效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在控制电路中，A相经输入端子R，由二极管D1、D2限幅，经放大器IC1比较放大输出至单片机IC6；B相经输入端子S，由二极管D3、D4限幅，经放大器IC2比较放大输出至单片机IC6；C相经输入端子T，由二极管D5、D6限幅，经放大器IC3比较放大输出至单片机IC6，同时由电流互感器CT检测C相中的电流，经A/D模数转换器IC5将模拟信号转换成数字信号输出至单片机IC6，由单片机IC6经运算通过液晶显示器LCD显示设定与即时参数。同时对A相(输入端子R)经V4与V1驱动MOS开关管Q1与Q2，B相(输入端子S)经V8与V5驱动MOS开关管Q3与Q4，C相(输入端子T)经V12与V9驱动MOS开关管Q5与Q6，MOS开关管做为三相电源的功率控制器件，对三相电的输出进行调控。单片机IC6根据负载的运行状态驱动运行灯YXD或保护灯BHD点亮，并根据节电装置的运行故障通过蜂鸣器FMQ发出报警。放大器IC4通过V3与V2、V7与V6、V11与V10分别对A、B、C相的输出电压同步调控，确保三相平衡输出，并同步调节输出功率、电压与功率因数，使电动机的输出功率与负荷始终达到平衡，实现电动机与负载变化的同步调控。