專利名稱：：智能控制節電器的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種節電設備，特別涉及一種利用控制器和軟件對設備用電進行測算和控制從而節約電能的智能設備。
背景技術：
：隨著電力電子技術、微電子技術以及控制理論的發展，變頻器以其高效率的驅動性能，良好的控制性能以及優越的節能特性等優點，已經被廣泛應用于工業領域中對交流電動機速度的控制中。變頻器作為電力電子設備，其包括有電子元器件和計算機芯片等核心部件，這些部件容易受到外界的電壓和諧波等的干擾，故障比較頻繁。同時變頻器本身也是一個強大的干擾源。也就是說，變頻器投入運行時，既要防止受到外界的干擾，又要防止其自身對外界的干擾。當同一車間內有多臺變頻器同時運行時，對周邊的弱點信號及其他靈敏電子設備會產生強烈的干擾影響，同時也會直接千擾驅動電機，產生強烈電磁噪聲，使得銅損和鐵損大幅增加，電機溫度上升，從而直接影響節電率，所以單一變頻器并不被廣泛運用。變頻器投入電網運行時，對輸入電源質量的要求比較高。如果輸入電源的電壓波動過大，將直接影響到變頻器內電子元器件的使用壽命，所^需要考慮電網電壓是否對稱和平衡。另外，變頻器的輸出電壓、電流中含有豐富的諧波污染，必須設法解決。一般連續運轉的大功率設備用戶也不愿選用單一的變頻器作為節能設備，因為變頻器沒有旁路裝置，一旦某個電子元件損毀，整臺設備就將停止運行，尤其在煉鋼、玻璃、水泥等企業中，風機、水泵等大功率設備的運行持續時間比較長，上述狀況將給企業帶來極大的經濟損失。綜上所述，變頻器具有節電功能，但同時存在諸多弊端，不能被廣泛利用。
實用新型內容為了解決上述技術問題，把變頻器的節電功能完好地利用起來，本實用新型提出一種智能控制節電器。本實用新型的智能控制節電器包括輸入端相連接的一次電路和二次電路，其中所述一次電路包括三個電源輸入端，分別通過三個穿芯互感器連接雙電源轉換開關的輸入端，所述雙電源轉換開關包括節電開關組和市電開關組，各包括三個輸出端，所述市電開關組的另一端連接到輸出端，所述節電開關組的另一端連接輸入電抗器，所述輸入電抗器另一端通過輸入濾波器連接到變頻器的輸入端，所述變頻器的輸出端連接輸出電抗器，所述輸出電抗器的另一端分別連接到交流接觸器的三個輸入端，所述交流接觸器的另一端連接到與電機相接的輸出端。所述二次電路包括三相電源轉換開關，其第二、第六和第十端口分別連接到電壓表，所述電壓表的另一端連接第四、第八和第十二端口，第一和第三端口通過二次線路保險器連接到輸入端、第五和第七端口通過二次線路保險器連接到輸入端、第九和第十一端口通過二次線路保險器連接到輸入端，所述第一和第五端口之間連接有用于指示電源狀態的指示燈。所述變頻器的三個輸出端通過輸出濾波器連接到輸出電抗器。所迷智能控制節電器還包括三相電度表，所述穿芯互感器與所述三相電度表連接成三條回路，其中一條回路中連接有電流表，所述雙電源轉換開關的輸入端分別接三相電度表的2、5、8端，所述三相電度表的10、11端4妄地。所述三相線路連接二次線路保險器，所述二次線路保險器和三相線路之間并聯了三條支路，其一連接有交流接觸器、其二串聯有用于指示節電運行的指示燈和交流接觸器，其三連接有強制冷風機。所述三相線路經二次線路保險器連接交流接觸器，該交流接觸器另一端連接指示市電運行的指示燈、該指示燈另一端連接交流接觸器，交流接觸器的另一端連接二次線路保險器，該二次線路保險器連接所述三相線路。個交流接觸器代替。所述變頻器的輸入端接有風量顯示器或者水泵流量溢位器。所述智能控制節電器適用于水泵、風機、壓縮機、壓鑄機、冷氣機、注塑機、擠出機和中央空調等。本實用新型的智能控制節電器的綜合節電率可達20%-50%。該節電器的說點在于其實現電機軟啟軟停，減小了電流對電機的沖擊，延長了電機的使用壽命；其內置的過壓、欠壓、缺相和過流等保護，保障了電機的安全運行；其內設置旁路裝置，不需改變用戶的用電習慣，安裝簡便，使用安全性較高。圖1為本實用新型的智能控制節電器的一次電路圖2為本實用新型的智能控制節電器的二次電路圖3為本實用新型的智能控制節電器的電度表及電流表線路圖4為本實用新型的智能控制節電器的節電運行指示燈及冷風機線;洛圖「圖5為本實用新型的智能控制節電器的市電運行指示燈電路圖。具體實施方式以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行詳細說明。附圖中相同的器件用同樣的附圖標記表示。圖1為本實用新型的優選實施例的智能控制節電器的一次電路圖。如圖所示，一次電路包括電源輸入端la、lb和lc，其分別通過穿芯互感器2a、2b和2c。連接到雙電源轉換開關3。電源輸入端的輸入電壓等級為380V。雙電源轉換開關3包括節電開關組3a和市電開關組3b,各包括開關3aa、3ab、3ac和3ba、3bb、3bc。其中開關3aa和3ba連接到穿芯互感器2a，開關3ab和3bb連接到穿芯互感器2b,而開關3ac和3bc連接到穿芯互感器2c。這里的雙電源轉換開關3可以解決變頻器無旁路的技術問題。對于運行持續性較強的大功率設備來說，一旦變頻器中某個電子元件毀損，就會造成停產，其經濟損失無法估量。本實施例中在節電器上加裝雙電源轉換開關，增置市電旁路，一旦變頻器出現故障而停止運行，可立即切換到市電旁路，不會影響到電機的正常運行，以確保萬無一失。該雙電源轉換開關3處于手柄位置I為市電運行，這時市電開關組3b閉合；當處于手柄位置II為節電運行，這時節電開關組3a閉合；還可處于空位位置，這時可斷開電路。本實用新型中，還可以使用兩個交流接觸器實現所述雙電源轉換開關3的功能。所述市電開關組3b的另一端分別通過三相線路5a、5b和5c連接到輸出端12a、12b和12c。所述節電開關組3a中三個開關3aa、3ab、3ac的輸出端分別通過三相線水4a、4b和4c連4妾到輸入電抗器6a、6b和6c。這里加裝輸入電抗器是為了凈化電網污染，抑制由變壓器到節電器的電源線產生的諧波，控制交流正弦波，減少電源瞬變沖擊，平衡輸入三相電壓以保護變頻器內部電子元件所需的特定電壓，提高功率因素，并延長電子元件的使用壽命。所述輸入電抗器6a、6b和6c的另一端通過輸入濾波器7連接到變頻器8的輸入端R、S和T。這里在輸入電抗器和變頻器之間加裝輸入濾波器，可有效解決外來雜波對變頻器的干擾，確保變頻器內部的電子元件和計算機芯片等核心部件不受外界的千擾。該濾波器同時也可以抑制諧波、突波、尖波和感應雷擊等對變頻器的破壞，進一步提高變頻器的輸入電源等級，確保變頻器的安全運行。所迷變頻器8的三個輸出端U、V和W連接到輸出濾波器9。本實施例中使用QH-DZB變頻器，其應用無速度感測器向量技術，具有六個多功能可編程式數字輸入端子，并置有RS485通訊口，可進行遠程操作，也可以自動修正頻率，從而與電機實際負載相匹配，達到節電的目的。另外，由于變頻器本身也是一個強大的干擾源，能發出輻射干擾、雜波干拔、傳導干擾、電磁耦合干擾、諧波污染和邊導干擾等。當在同一空間內有多臺變頻器在運行時，在變頻器的輸出端加裝輸出濾波器可有效防御變頻器本身產生的干擾，使其運行不會影響到周圍其他靈敏電子設備和自動化設備的正常運行。同時，所述變頻器的信號輸入端可根據用戶的不同需要，隨時安裝風量顯示器和水泵流量溢位器等。所述輸出濾波器9的另一端連接到輸出電抗器10a、10b和10c。在輸出濾波器之后加裝輸出電抗器可以輸出平滑電源波形，以減少由于變頻器產生的不平穩波形對電機造成的振動，以及電磁耦合對驅動電機的電》茲噪聲。當節電器與電機線之間超過10m時，輸出電抗器還能抑制諧波，平衡電流峰值，并減少銅損和鐵損以及電機發熱的問題，延長電機使用壽命，進一步提高節電率。這里，本實用新型的節電器在使用時，如果在其安裝位置周圍直徑50米的區域內無弱電信號設備或其它靈敏電子設備，則所述輸出濾波器9可以免裝。所述輸出電抗器10a、10b和10c的另一端分別與交流4妾觸器11中的三個輸入端lla、llb和llc連接，所述交流^接觸器11的另一端連接到輸出端12a、12b和12c，所述三個輸出端接電機。。圖2為本實用新型的優選實施例的智能控制節電器的二次電路圖。如圖所示，二次電路包括用于檢測三相電壓的三相電源轉換開關15,其第二端口15b、第六端口15f和第十端口15j分別連接到電壓表16。電壓表16用于顯示輸入電壓值，其另一端連接第四端口15d、第/\端口15h和第十二端口151，第一端口15a和第三端口15c通過二次線路保險器13a連接到輸入端la、第五端口15e和第七端口15g通過二次線路保險器13b連接到輸入端lb、第九端口15i和第十一端口15k通過二次線路保險器13c連接到輸入端lb，所述第一端口15a和第五端口15e之間連接有用于指示電源狀態的紅色指示燈14a。圖3為本實用新型的智能控制節電器的電度表及電流表線路圖。如圖所示，所述穿芯互感器2a和2c的正極分別接所述三相電度表17的1、7端，所述穿芯互感器2b的正極經電流表18后接所述三相電度表17的4端，所述穿芯互感器2a、2b和2c的負極分別接三相電度表17的3、6、9端，所述雙電源轉換開關3的輸入端分別接三相電度表17的2、5、8端，所述三相電度表17的10、ll端接地。這里安裝三相電度表可以正確地計量電才凡在市電運行和節電運行的狀態下每小時所使用的電度數，便于正確分辨對比節電率。圖4為本實用新型的智能控制節電器的節電運行指示燈及冷風機線路圖。如圖所示，三相線路4a和4c分別連4妻二次線路^f呆險器13d和13c,二次線路保險器13d和13e之間有并聯的三條支路，一條連接有交流接觸器19a,另一條串聯有用于指示節電運行的綠色指示燈14b和交流接觸器19b，還有一條連接有強制冷風機20,當拒內溫度超過45。C時，風扇會自動持續運轉。圖5為本實用新型的智能控制節電器的市電運行指示燈電路圖。如圖所示，三相線路5a、二次線路保險器13f、交流接觸器19c、指示市,運行的黃色指示燈14c、交流接觸器19d、二次線路保險器13g和三相線路5c順次串聯。上述電路封裝于控制拒內，該控制柜負責節電狀態與市電狀態的切換與運行。控制拒的端口分別連接一次電路的三個輸入端la、lb、lc和三個輸出端12a、12b、12c以及接地端。使用市電運行時，使雙電源轉換開關3處于使市電開關組3b閉合的位置，上電后，控制柜面板上的指示電源的紅色指示燈14a和指示市電運行的黃色指示燈14c亮起，這時節電器工作于市電狀態。使用節電運行時，使雙電源轉換開關3處于使節電開關組3a閉合的位置,'上電后，控制柜面板上的指示電源的紅色指示燈14a和指示節電運行的綠色指示燈14b亮起，這時節電器工作于市電狀態。本實施例的智能控制節電器的適用技術指標如下表所7專t入額定電壓三相380V+150/o2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表l、節電器技術指標經過多次測試和應用，得到的測試數據表明本實用新型的智能控制節電器具有明顯的節電效果，測試數據參見表2-4。表2為對132KW的除塵風機使用本實用新型的智能控制節電器的測試數據。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表2、132KW除塵風機節電前后測試數據上表的測試中，電流比為400/5，經計算，節電運行比市電運行要節電31.5%。表3為在某水洗廠使用本實用新型的智能控制節電器前后的測試數據記錄表。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>上表的測試中，市電運行總計48小時，耗電度數5468，節電運行也是48小時，耗電度數為3976。按每日運行12小時計算，平均日節電度數為373度，節電率達到27.29%。本實用新型的智能控制節電器采用16位智能PC控制器和專用電能處理軟件，對風機、水泵等變轉矩類電機負載進行快速測量機運算。利用自動控制技術、相控移位技術和神經網絡模糊識別技術，采用矢量控制方式，通過閘流相控技術控制交流正弦波，減少瞬變沖擊，凈化電網污染，平衡電流峰值，從而與電機的實際負載相匹配，達到節電的目的。該節電器適用于水泵、風機、壓縮機、壓鑄機、冷氣機、注塑機、擠出機和中央空調等。本實用新型的智能控制節電器的綜合節電率可達20%-50%。該節電器的優點在于其實現電機軟啟軟停，減小了電流對電機的沖擊，延長了電機的使用壽命；其內置的過壓、欠壓、缺相和過流等保護，保障了電機的安全運行；其內設置旁路裝置，不需改變用戶的用電習慣，安裝簡便，使用安全性較高。本實用新型并不局限于上述特定實施例子，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域技術人員可根據本實用新型作出各種相應改變和變形，〗旦這些相應改變和變形都應屬于本實用新型所附權利要求保護范圍之內。權利要求1.一種智能控制節電器，其包括輸入端相連接的一次電路和二次電路，其特征在于，其中所述一次電路包括電源輸入端(1a)、(1b)和(1c)，分別通過三個穿芯互感器(2a)、(2b)和(2c)直接連接雙電源轉換開關(3)的輸入端，所述雙電源轉換開關(3)包括節電開關組(3a)和市電開關組(3b)，各包括開關(3aa)、(3ab)、(3ac)和(3ba)、(3bb)、(3bc)，所述市電開關組(3b)的另一端分別通過三相線路(5a)、(5b)和(5c)連接到輸出端(12a)、(12b)和(12c)，所述節電開關組(3a)中三個開關(3aa)、(3ab)、(3ac)的另一端分別通過三相線路(4a)、(4b)和(4c)連接輸入電抗器(6a)、(6b)和(6c)，所述輸入電抗器(6a)、(6b)和(6c)的另一端通過輸入濾波器(7)連接到變頻器(8)的三個輸入端R、S和T，所述變頻器(8)的三個輸出端U、V和W連接輸出電抗器(10a)、(10b)和(10c)，所述輸出電抗器(10a)、(10b)和(10c)的另一端分別連接到交流接觸器(11)中的三個輸入端(11a)、(11b)和(11c)，所述交流接觸器(11)的另一端連接到與電機相接的輸出端(12a)、(12b)和(12c)；所述二次電路包括三相電源轉換開關(15)，其第二端口(15b)、第六端口(15f)和第十端口(15j)分別連接到電壓表(16)，所述電壓表(16)的另一端連接第四端口(15d)、第八端口(15h)和第十二端口(15l)，第一端口(15a)和第三端口(15c)通過二次線路保險器(13a)連接到輸入端(1a)、第五端口(15e)和第七端口(15g)通過二次線路保險器(13b)連接到輸入端(1b)、第九端口(15i)和第十一端口(15k)通過二次線路保險器(13c)連接到輸入端(1b)，所述第一端口(15a)和第五端口(15e)之間連接有用于指示電源狀態的指示燈(14a)。2、如權利要求1所述的智能控制節電器，其特征在于，所述變頻器(8)的三個輸出端U、V和W通過輸出濾波器(9)連接輸出電抗器(10a)、(10b)和(10c)。3、如權利要求1或2所述的智能控制節電器，其特征在于，還包括三相電度表(17),所述穿芯互感器(2a)和(2c)的正極分別接所述三相電度表(17)的1、7端，所述穿芯互感器(2b)的正極經電流表(18)后接所述三相電度表(17)的4端，所述穿芯互感器(2a)、(2b)和(2c)的負極分別接三相電度表(17)的3、6、9端，所述雙電源轉換開關(3)的輸入端分別接三相電度表(17)的2、5、8端，所述三相電度表(17)的10、11端接地。4、如權利要求1或2所述的智能控制節電器，其特征在于，所述三相線路(4a)和(4c)分別連接二次線路保險器(13d)和(13e),所述二次線路保險暴(13d)和(13e)之間有并聯的三條支路，其一連接有交流接觸器(19a)、其二串聯有用于指示節電運行的指示燈(14b)和交流接觸器(1%),其三連接有強制冷風機(20)。5、如權利要求1或2所述的智能控制節電器，其特征在于，所述三相線路(5a)連接二次線路保險器(13f)，二次線路保險器(13f)另一端連接交流接觸器(19c)，交流接觸器(19c)另一端連接指示市電運行的指示燈(14c)、指示燈(14c)另一端連接交流接觸器(19d),交流接觸器(19d)的另一端連接二次線路保險器(13g),二次線路保險器(13g)連接所述三相線路(5c)。6、如權利要求1或2所述的智能控制節電器，其特征在于，所述雙電源轉換開關(3)中的節電開關組(3a)和市電開關組(3b)也可分別用兩個交流接觸器代替。7、如權利要求l或2所述的智能控制節電器，其特征在于，所述變頻器(8)的輸入端接有風量顯示器或者水泵流量溢位器。專利摘要本實用新型公開一種智能控制節電器，包括輸入端相連接的一次電路和二次電路。一次電路中，三個輸入端連接三個穿芯互感器，穿芯互感器再連接雙電源轉換開關。該開關包括市電開關組和節電開關組。市電開關組的另一端連接到三個輸出端。節電開關組連接輸入電抗器，該電抗器通過輸入濾波器連接變頻器，該變頻器通過輸出濾波器連接輸出電抗器。該電抗器連接交流接觸器，該交流接觸器連接輸出端。二次電路包括三相電源轉換開關，其十二個端口分別與電壓表、二次線路保險器和電源指示燈連接，該二次線路保險器連接一次電路的電源輸入端。本實用新型充分發揮了變頻器的節電功能，并解決了相應的技術問題。該節電器綜合節電率可達20％-50％。文檔編號H02M1/12GK201078836SQ200720143670公開日2008年6月25日申請日期2007年4月27日優先權日2006年10月19日發明者陳建忠申請人:陳建忠