[实用新型]电机运行参数优化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机运行参数优化系统。 

背景技术

众所周知，国民生产及居民生活使用的低压电均是通过变压器把发电站输出的高电压变成低电压，采用高压传送可减少电力远距离输送中的损耗和输电线路的直径，降压后的低压电输送到用户设备端还有不等的距离，还要损耗不等的电能，因此在配电输电的整个过程中，为降低线损、防止高峰时的电压过低，电压很难控制在适合的理想值，终端用电处的电压经常远高于国标的允许偏差值，用电器具经常在电压超额的状态下运行。一般电器设备的铭牌上均标有额定电压、额定电流、额定功率，功率=电压×电流×功率因数，电压超额，电流、功率跟随超额，电流、功率的超额还使电机的温度升高、绝缘老化，故用户端电压超标偏高，既浪费电能，又对电器造成损伤，缩短了使用寿命。 

一般而言拖动机械旋转的电动机的能量损失包括轴承的机械摩擦损失和电能转变成机械能的电能损失，电机效率η为输出功率 P₂ 与电机输入功率 P₁ 之比的百分数，η = （ P₂/P₁ ）× 100% ，电机效率与拖动的负载、电机转速和电源的电压、频率等因素直接相关，运行在设计值范围内时效率最高，电源电压高于额定电压时，铁损和铜损均会增加，效率降低。根据电功原理式W=P*T，耗电量等于有功功率乘时间，而P=U*I*cosφ（有功功率等于电压电流功率因数乘积），故W=U*I*cosφ*T，所以在时间不变的条件下，削除超标的有害电压、就能达到减少浪费的效果。公式显示，减少耗电量，必须在保证负荷实际所需出力的前提下，消除过高电压引起的额外电流、额外功耗，减少过剩功率P（若不能保证负荷实际出力，不是真正意义上的节能）。基于对这一基本现象和原理的思考，综合生产现场大量存在的三相不平衡、大马拉小车、工艺参数不协调等因素导致电机电能利用效率低下等问题，本实用新型源于基本，奉献自然，独创出典简单、方案明晰、功能模块化既可全部又可单项实施的不利因素消除思路，具改善电机运行环境，优化电机运行参数，使电机全程、全工况运行于设计高效率区域，动态保持最小有功功率之基本特征，效果远优于当前国际国内低压电机节电技术产品。 

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提供实现思路和一种实现方式削除外部影响因素，动态协调并优化电机运行参数，使得异步拖动电机免受超额、不平衡电压的伤害，保持和机械及工艺状态的呼应，从而消除额外做功、减少传输有功能量、动态在设计参数范围经济运行，既减少由此产生的电能浪费，又保护用电设备，起到节省电能、延长设备寿命的双重作用，并有降低线损、优化周边环境的迭加效应。 

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：所述的实用新型是由相互独立的4项优化功能模块化构成，每项功能均可单独或综合应用，与电机和负荷设备或电机构成有机整体；4项功能分别由过压感知元件、平衡感知元件、功率感知元件、工艺感知元件结合运算部件和电力器件模块式实现，可自由组合；过压感知元件优选为FP系列电压变送器部件；平衡感知元件优选为FP系列三个单相电压变送器部件；功率感知元件优选为FP系列有功功率变送器部件；工艺感知元件按被拖动设备工艺需要选温度、压力、流量、位移、速度、气味之任意工艺参数传感器部件；运算部件优选单片机或计算机；电力器件优选双向可控硅或固态模块；4项功能的实现思路分别为： 

1）.消除过高有害电压：在运算部件的内存（设a区）中储存电机经济运行某电压设计值或范围区间，来自电力器件输出端的过压感知元件的输出信号以＜400ms的速率送入运算部件与该设计值或范围区间进行比较运算，若过压感知元件送入的信号值高于该设计值或范围区间某值，就输出-信号至电力器件的控制端，减小电力器件的导通角或进行斩波等处理以0.8v步长降低输出到电机中的电压，依此循环，直至由过压感知元件送入至运算部件的信号值等于储存在运算部件内存a区中的设计值或范围区间某值（精度≤0.8v）；当过压感知元件的送入信号值低于运算部件中储存的电机经济运行某电压设计值或范围区间时不作调整；

2）. 消除相间不平衡电压差：来自电力器件输出端的平衡感知元件的三个单相电压输出信号以＜400ms的速率送入运算部件中进行三个电压的差值运算，最低相信号值存入内存（设b区）作基准, 其它某相信号值若高于此基准值，就输出该相的-信号至电力器件的控制端，减小电力器件中该相调整部件的导通角或进行斩波等处理以0.8v步长降低该相输出到电机的电压，依此循环，直至其他2相输入至运算部件的电压信号值均等于基准（精度≤0.8v），三相保持平衡；若三个信号值无数量差异则不作调整；