專利名稱：一種在線式適配電機(jī)自動(dòng)運(yùn)行最佳效率的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及三相交流異步電機(jī)的運(yùn)行效率，具體說(shuō)是ー種通過(guò)檢測(cè)電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)使其運(yùn)行最佳效率的裝置。
背景技術(shù)：
電機(jī)是重要的エ業(yè)耗能設(shè)備，其廣泛應(yīng)用于泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、傳動(dòng)機(jī)械等領(lǐng)域，其耗電量約占中國(guó)整個(gè)エ業(yè)電耗的60%以上。目前，電機(jī)的形式多種多樣，其中感應(yīng)式三相交流異步電機(jī)在大部分工作時(shí)間內(nèi)均處于低效率的運(yùn)行狀態(tài)，其功率因數(shù)一般只有0. 4左右，而負(fù)載率大多在30%至50%之間。這種以低效率運(yùn)行的電機(jī)，造成能源的大量浪費(fèi)
實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供ー種通過(guò)對(duì)電機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，適配其自動(dòng)運(yùn)行最佳效率的裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案為一種在線式適配電機(jī)自動(dòng)運(yùn)行最佳效率的裝置，包括為電機(jī)供電的三相電源，該三相電源依次通過(guò)測(cè)量三相線電壓的兩輸入電壓互感器、反向井聯(lián)在每一相線上的兩晶閘管、測(cè)量三相線電壓的兩輸出電壓互感器、連接在每ー相線上的電流互感器后接入所述電機(jī)；本裝置設(shè)有CPU，該CPU通過(guò)輸入電壓檢測(cè)電路、相控調(diào)節(jié)電路、輸出電壓檢測(cè)電路和輸出電流檢測(cè)電路分別與每一所述輸入電壓互感器、晶閘管、輸出電壓互感器和電流互感器連接；所述CPU通過(guò)所述輸出電壓檢測(cè)電路和輸出電流檢測(cè)電路分別檢測(cè)電機(jī)輸出電壓和電機(jī)輸出電流后計(jì)算出電機(jī)的實(shí)時(shí)功率因數(shù)和負(fù)載率，CPU將計(jì)算的實(shí)時(shí)功率因數(shù)和負(fù)載率與電機(jī)額定功率因數(shù)和額定負(fù)載率進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果作為調(diào)壓控制信號(hào)；所述CPU通過(guò)輸入電壓檢測(cè)電路檢測(cè)電機(jī)輸入電壓，并將檢測(cè)的輸入電壓作為同步信號(hào)，所述調(diào)壓控制信號(hào)以該同步信號(hào)為基準(zhǔn)，通過(guò)所述相控調(diào)節(jié)電路對(duì)晶閘管進(jìn)行相控調(diào)節(jié)。在本實(shí)用新型中，電機(jī)上可安裝轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，該轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x與轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路連接，所述CPU通過(guò)該轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速。從以上技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型通過(guò)不斷檢測(cè)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算出實(shí)時(shí)功率因數(shù)和負(fù)載率，將其與電機(jī)的額定功率因數(shù)和額定負(fù)載率進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果作為調(diào)壓控制信號(hào)；同吋，調(diào)壓控制信號(hào)以同步信號(hào)為基準(zhǔn)，通過(guò)所述調(diào)節(jié)電路對(duì)晶閘管進(jìn)行相控調(diào)節(jié)，從而使電機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速附近以及功率因數(shù)也保持在額定功率因數(shù)附近，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)適配電機(jī)以最佳效率運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。

圖I是本實(shí)用新型的原理框圖。[0011]圖2是相控調(diào)節(jié)波形圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖I對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型三相電源首先依次通過(guò)測(cè)量三相線電壓的兩輸入電壓互感器PT1、反向井聯(lián)在每一相線上的兩晶閘管16、測(cè)量三相線電壓的兩輸出電壓互感器PT2、連接在每一相線上的電流互感器CT，然后接入電機(jī)M，從而使所述裝置串聯(lián)在三相電源與電機(jī)之間。本裝置在投入使用前，應(yīng)將電機(jī)銘牌上的各個(gè)參數(shù)預(yù)置于裝置內(nèi)部，以后每次更換不同電機(jī)時(shí)，需再次預(yù)置相應(yīng)的參數(shù)；其中電機(jī)參數(shù)一般包括額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)數(shù)、額定功率、額定功率因數(shù)、空載電流等，預(yù)置這些參數(shù)可為裝置檢測(cè)電機(jī)提供依據(jù)。同吋，應(yīng)根據(jù)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在裝置內(nèi)設(shè)置電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間、電機(jī)初始輸出電壓、啟動(dòng)電流的限定值、電流互感器電流倍率等參數(shù)，這可使電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)按電壓斜坡和電流限定模式進(jìn)入正常運(yùn)行狀 態(tài)，從而保證電機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中受到的沖擊較小。本裝置設(shè)有CPUl，該CPU通過(guò)輸入電壓檢測(cè)電路11、相控調(diào)節(jié)電路12、輸出電壓檢測(cè)電路13和輸出電流檢測(cè)電路14分別與每一所述輸入電壓互感器PT1、晶閘管16、輸出電壓互感器PT2和電流互感器CT連接，本實(shí)用新型的輸入電壓檢測(cè)電路、相控調(diào)節(jié)電路、輸出電壓檢測(cè)電路和輸出電流檢測(cè)電路為現(xiàn)有技術(shù)，以可實(shí)現(xiàn)本裝置的功能為限。電機(jī)啟動(dòng)后，所述CPU通過(guò)所述輸出電壓檢測(cè)電路和輸出電流檢測(cè)電路分別不斷檢測(cè)電機(jī)輸出電壓和電機(jī)輸出電流，CPU接收上述檢測(cè)信號(hào)后,先由電機(jī)輸出電壓和電機(jī)輸出電流的相位差計(jì)算電機(jī)的實(shí)時(shí)功率因數(shù)，并根據(jù)電機(jī)的實(shí)時(shí)功率因數(shù)與額定功率因數(shù)的比值，以及電機(jī)實(shí)時(shí)電流減去空載電流的差值與額定電流減去空載電流的差值的比值，計(jì)算出電機(jī)的負(fù)載率，CPU將計(jì)算出的實(shí)時(shí)功率因數(shù)和負(fù)載率與額定功率因數(shù)和額定負(fù)載率進(jìn)行比較，將兩者的差值作為調(diào)壓控制信號(hào)；同吋，CPU通過(guò)輸入電壓檢測(cè)電路檢測(cè)出輸入電壓的同步信號(hào)，調(diào)壓控制信號(hào)以該同步信號(hào)為基準(zhǔn)，通過(guò)所述相控調(diào)節(jié)電路對(duì)晶閘管進(jìn)行相控調(diào)節(jié)；上述基準(zhǔn)為只有當(dāng)同步信號(hào)的電壓過(guò)零時(shí)，相控調(diào)節(jié)電路才對(duì)晶閘管調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過(guò)程是這樣的，例如實(shí)時(shí)功率因數(shù)只有0. 6或負(fù)載率僅為50%，則CPU計(jì)算出晶閘管的觸發(fā)角，并將該觸發(fā)角的信息傳遞至晶閘管的相控調(diào)節(jié)電路，以降低輸入電壓；在調(diào)節(jié)過(guò)程中，相控調(diào)節(jié)電路在交流電的正半周的觸發(fā)角時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通正向晶閘管，在交流電的負(fù)半周的觸發(fā)角時(shí)刻觸發(fā)導(dǎo)通反向晶閘管，且保持兩晶閘管的移相角相同，以保證向負(fù)載輸出正、負(fù)半周對(duì)稱的交流電壓波形，如圖2，從而改變輸出電流和輸出電壓，縮小實(shí)時(shí)功率因數(shù)和負(fù)載率與額定功率因數(shù)和額定負(fù)載率之間的差值，提高電機(jī)的實(shí)時(shí)功率因數(shù)值和負(fù)載率值。隨后，CPU繼續(xù)將調(diào)節(jié)后的調(diào)壓控制信號(hào)與同步信號(hào)進(jìn)行比較，如實(shí)時(shí)功率因數(shù)未達(dá)0. 85左右或負(fù)載率未到75%至80%之間，則繼續(xù)對(duì)晶閘管進(jìn)行相控調(diào)節(jié)，如此重復(fù)上述步驟，直至實(shí)時(shí)功率因數(shù)和負(fù)載率達(dá)到規(guī)定的值為止。在本實(shí)用新型中，電機(jī)M上可安裝轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x17，該轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x與轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路15連接，所述CPU通過(guò)該轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)的轉(zhuǎn)速還可直接通過(guò)計(jì)算得出，如根據(jù)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，在CPU內(nèi)安裝軟件進(jìn)行計(jì)算。在對(duì)晶閘管進(jìn)行相控調(diào)節(jié)吋，應(yīng)參考電機(jī)的轉(zhuǎn)速，不應(yīng)使電機(jī)的轉(zhuǎn)速過(guò)高或過(guò)低，最好使電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持在額定轉(zhuǎn)速附近，這樣可使相控調(diào)節(jié)更加全面、準(zhǔn)確。[0017]從上可知，通過(guò)本裝置對(duì)電機(jī)檢測(cè)后進(jìn)行調(diào)節(jié)，可使電機(jī)的實(shí)時(shí)功率因數(shù)達(dá)到0. 85左右，負(fù)載率80%左右，從而可使電機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速附近以及功率因數(shù)也保持在額定功率因數(shù)附近，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)適配電機(jī)以最佳效率運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。上述實(shí)施方式僅供說(shuō)明本實(shí)用新型之用，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化 和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的范疇。
權(quán)利要求1.一種在線式適配電機(jī)自動(dòng)運(yùn)行最佳效率的裝置，包括為電機(jī)供電的三相電源，其特征在于該三相電源依次通過(guò)測(cè)量三相線電壓的兩輸入電壓互感器、反向并聯(lián)在每一相線上的兩晶閘管、測(cè)量三相線電壓的兩輸出電壓互感器、連接在每一相線上的電流互感器后接入所述電機(jī)； 設(shè)有CPU，該CPU通過(guò)輸入電壓檢測(cè)電路、相控調(diào)節(jié)電路、輸出電壓檢測(cè)電路和輸出電流檢測(cè)電路分別與每一所述輸入電壓互感器、晶閘管、輸出電壓互感器和電流互感器連接； 所述CPU通過(guò)所述輸出電壓檢測(cè)電路和輸出電流檢測(cè)電路分別檢測(cè)電機(jī)輸出電壓和電機(jī)輸出電流后計(jì)算出電機(jī)的實(shí)時(shí)功率因數(shù)和負(fù)載率，CPU將計(jì)算的實(shí)時(shí)功率因數(shù)和負(fù)載率與電機(jī)額定功率因數(shù)和額定負(fù)載率進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果作為調(diào)壓控制信號(hào)； 所述CPU通過(guò)輸入電壓檢測(cè)電路檢測(cè)電機(jī)輸入電壓，并將檢測(cè)的輸入電壓作為同步信號(hào)，所述調(diào)壓控制信號(hào)以該同步信號(hào)為基準(zhǔn)，通過(guò)所述相控調(diào)節(jié)電路對(duì)晶閘管進(jìn)行相控調(diào)節(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種在線式適配電機(jī)自動(dòng)運(yùn)行最佳效率的裝置，其特征在于所述電機(jī)上安裝有轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，該轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x與轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路連接，所述CPU通過(guò)該轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路檢測(cè)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種在線式適配電機(jī)自動(dòng)運(yùn)行最佳效率的裝置，其包括為電機(jī)供電的三相電源，該三相電源依次通過(guò)輸入電壓互感器、晶閘管、輸出電壓互感器、電流互感器后接入所述電機(jī)；本裝置設(shè)有CPU，該CPU通過(guò)輸入電壓檢測(cè)電路、調(diào)節(jié)電路、輸出電壓檢測(cè)電路和輸出電流檢測(cè)電路分別與每一所述輸入電壓互感器、晶閘管、輸出電壓互感器和電流互感器連接。本實(shí)用新型通過(guò)不斷檢測(cè)電機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)計(jì)算出實(shí)時(shí)功率因數(shù)和負(fù)載率，將其與電機(jī)的額定功率因數(shù)和額定負(fù)載率進(jìn)行比較，調(diào)壓控制信號(hào)通過(guò)所述調(diào)節(jié)電路對(duì)晶閘管進(jìn)行相控調(diào)節(jié)，從而使電機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速附近以及功率因數(shù)也保持在額定功率因數(shù)附近，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)適配電機(jī)以最佳效率運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202513872SQ20122019055
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者廖斯孟, 昌松, 王化, 胡全云, 謝賦斌 申請(qǐng)人:湖南固迅節(jié)能科技有限公司