專利名稱：電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種能效保護(hù)裝置，尤其涉及一種電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
大型高壓電機(jī)在系統(tǒng)中容量相對(duì)比例較大，全壓?jiǎn)?dòng)將導(dǎo)致所在電網(wǎng)系統(tǒng)壓降過大.這會(huì)影響同網(wǎng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)痣娋W(wǎng)失去穩(wěn)定，也會(huì)產(chǎn)生較高的峰值轉(zhuǎn)矩，從而對(duì)電動(dòng)機(jī)及整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)造成有害的沖擊。傳統(tǒng)的電抗器和自耦變壓器啟動(dòng)方式是一種跳躍式的降壓方式，故不能很好與設(shè)備的負(fù)載曲線匹配，不能根據(jù)負(fù)載狀況方便的調(diào)整啟動(dòng)參數(shù)，保證電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定啟動(dòng)。同時(shí)隨著現(xiàn)代化 工業(yè)進(jìn)程不斷加快，能源緊張問題日益突出，作為能源消耗大戶之一的電機(jī)在節(jié)能方面大有潛力可挖。對(duì)于帶周期性負(fù)載和長(zhǎng)期輕載運(yùn)行的電機(jī)，在不采取節(jié)能措施情況下用電效率低，功率因數(shù)低，通過對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能控制，可明顯提高用電效率和提高功率因數(shù)，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置，解決高壓電動(dòng)機(jī)不能直接啟動(dòng)和運(yùn)行過程中效率低、損耗大的問題。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置，其包括三對(duì)反并聯(lián)連接的晶閘管以及與每個(gè)晶閘管的控制極電性連接的電子控制電路，該三對(duì)反并聯(lián)連接的晶閘管依次電性連接形成一組串接于電源和被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管。利用電力電子技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)，將強(qiáng)電和弱電結(jié)合起來的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，其主要結(jié)構(gòu)是一組串接于電源和被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路，利用晶閘管移相控制原理，控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，從而實(shí)現(xiàn)不同的起動(dòng)功能。起動(dòng)時(shí)，使晶閘管的導(dǎo)通角從零開始，逐漸前移，電機(jī)的端電壓從零開始，按預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至達(dá)到滿足起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而使電動(dòng)機(jī)順利啟動(dòng)，再使電機(jī)全電壓運(yùn)行。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該組三相反并聯(lián)晶閘管連接該電源的一端為第一端，該組三相反并聯(lián)晶閘管連接該被控電機(jī)的一端為第二端，該電子控制電路包括MCU控制器、相位檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路，其中，該MCU控制器均與該相位檢測(cè)電路、該電流檢測(cè)電路、該溫度檢測(cè)電路、該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路電性連接，該第一端電性連接于該相位檢測(cè)電路與該電流檢測(cè)電路，該第二端電性連接于該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路，該溫度檢測(cè)電路電性連接于該驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路電性連接于每個(gè)晶閘管的控制極。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)結(jié)束后，進(jìn)入電動(dòng)機(jī)節(jié)電運(yùn)行狀態(tài)，通過輸入采樣回路對(duì)三相電壓、電流、頻率、功率因數(shù)等進(jìn)行采樣，采樣數(shù)據(jù)通過電流、電壓和諧波分析回路的檢測(cè)分析，輸入MCU控制器進(jìn)行優(yōu)化處理，在MCU控制器中對(duì)比工作方式的數(shù)據(jù)設(shè)定后進(jìn)一步進(jìn)行差異化數(shù)據(jù)處理，檢定出電能優(yōu)化需要的調(diào)整變化量，通過外部功率優(yōu)化調(diào)整裝置和濾波伺服裝置實(shí)現(xiàn)電能優(yōu)化輸出，在此基礎(chǔ)上裝置通過對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行反饋檢查，并將反饋量輸入MCU控制器，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化裝置的閉環(huán)反饋，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能質(zhì)量的優(yōu)化和用電設(shè)備最佳工作狀態(tài)的跟蹤。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該電子控制電路還包括均壓電路以及過電壓防護(hù)電路，該均壓電路與該過電壓防護(hù)電路分別與該驅(qū)動(dòng)電路電性連接。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該電子控制電路還包括鍵盤操作及液晶顯示電路，該鍵盤操作及液晶顯示電路與該MCU控制器電性連接。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該MCU控制器、該相位檢測(cè)電路、該電流檢測(cè)電路、該溫度檢測(cè)電路以及該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路均設(shè)置在同一主電路板上。本實(shí)用新型提供的電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于通過對(duì)可控硅導(dǎo)通角的控制，達(dá)到良好的電機(jī)軟啟動(dòng)功能，在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、穩(wěn)壓、濾除諧波涌流等功能。同時(shí)具有缺相保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)等保護(hù)功能。

圖I為本實(shí)用新型較佳實(shí)施方式提供的電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。符號(hào)說明
高間管110
電子控制電路
電源_30
被控電機(jī)
二組三相反并聯(lián)晶閘管—而
MCU控制器_21
相位檢測(cè)電路_22
電流檢測(cè)電路 運(yùn)度檢測(cè)電路
轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路_25
驅(qū)動(dòng)電路_26
均壓電路3
過電壓防護(hù)電路I
誕盤操作及液晶顯示電路|29具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)參閱圖1，其為本實(shí)用新型較佳實(shí)施方式提供的電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置包括三對(duì)反并聯(lián)連接的晶閘管10以及與每個(gè)晶閘管10的控制極電性連接的電子控制電路20。該三對(duì)反并聯(lián)連接的晶閘管10依次電性連接形成一組串接于電源30和被控電機(jī)40之間的三相反并聯(lián)晶閘管50。該組三相反并聯(lián)晶閘管50連接該電源30的一端為第一端,該組三相反并聯(lián)晶閘管50連接該被控電機(jī)40的一端為第二端。該電子控制電路20包括MCU控制器21、相位檢測(cè)電路22、電流檢測(cè)電路23、溫度檢測(cè)電路24、轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路25、驅(qū)動(dòng)電路26、均壓電路27、過電壓防護(hù)電路28、以及鍵盤操作及液晶顯示電路29。[0018]MCU控制器21均與該相位檢測(cè)電路22、該電流檢測(cè)電路23、該溫度檢測(cè)電路24、該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路25以及鍵盤操作及液晶顯示電路29電性連接。該第一端電性連接于該相位檢測(cè)電路22與該電流檢測(cè)電路23，該第二端電性連接于該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路25，該溫度檢測(cè)電路24電性連接于該驅(qū)動(dòng)電路26，該驅(qū)動(dòng)電路26電性連接于每個(gè)晶閘管10的控制極。該均壓電路27與該過電壓防護(hù)電路28分別與該驅(qū)動(dòng)電路26電性連接。該鍵盤操作及液晶顯示電路29與該MCU控制器21電性連接。在本實(shí)施方式中，該MCU控制器21、該相位檢測(cè)電路22、該電流檢測(cè)電路23、該溫度檢測(cè)電路24以及該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路25均設(shè)置在同一主電路板上。電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置100能實(shí)現(xiàn)以下功能(I)軟啟動(dòng)功能利用電力電子技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)，將強(qiáng)電和弱電結(jié)合起來的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，其主要結(jié)構(gòu)是一組串接于電源30和被控電機(jī)40之間的三相反并聯(lián)晶閘管50及其電子控制電路20，利用晶閘管10移相控制原理，控制三相反并聯(lián)晶閘管50的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)40的輸入電壓按不同的要求而變化，從而實(shí)現(xiàn)不同的起動(dòng)功能。起動(dòng)時(shí)，使晶閘管10的導(dǎo)通角從零開始，逐漸前移，被控電機(jī)40的端電壓從零開始，按預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至達(dá)到滿足起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而使被控電機(jī)40順利啟動(dòng)，再使被控電機(jī)40全電壓運(yùn)行。(2)軟停車功能過程和軟啟動(dòng)相反，通過晶閘管10控制被控電機(jī)40的端電壓從額定電壓起平滑降低，由此可以避免驅(qū)動(dòng)突然停滯，造成一些系統(tǒng)因速度突變帶來的損害，例如水泵的水錘效應(yīng)和輔送類的物品倒塌等。(3)調(diào)整三相電壓不平衡在低壓三相電網(wǎng)中，負(fù)載大的一相電壓降低，負(fù)載小的一相電壓升高，導(dǎo)致設(shè)備的供電電壓波動(dòng)，無法在其正常狀態(tài)下工作；產(chǎn)生負(fù)序電流，因而產(chǎn)生反轉(zhuǎn)矩，使正序轉(zhuǎn)矩降底，增加額外電能損耗；產(chǎn)生逆向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在轉(zhuǎn)子上引起額外的鐵損、銅損以及散雜損耗和定子銅損，使被控電機(jī)40的溫度升高，損耗增加。電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置利用MCU控制器21的CPU電能質(zhì)量檢測(cè)與分析控制功能實(shí)時(shí)對(duì)電能進(jìn)行監(jiān)測(cè)、判斷，發(fā)出指令經(jīng)過電能優(yōu)化控制單元進(jìn)行調(diào)整，通過互相補(bǔ)償鐵芯磁通量，最大限度地保持各相之間的磁勢(shì)一致，從而保持三相平衡。電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置對(duì)三相電壓不平衡可以在疒3%范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，使用設(shè)備在三相電壓趨于平衡、對(duì)稱的狀態(tài)下優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。(4)消除諧波污染電網(wǎng)上的高次諧波來源很多，如大氣過電壓、可控硅、變頻設(shè)備、鄰近大功率設(shè)備關(guān)停等。諧波的存在除了會(huì)對(duì)被控電機(jī)40造成附加損耗外，還會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。噪聲和過電壓使變壓器過熱，甚至損壞用電設(shè)備。電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置采用靈活交流輸電單元的靈活交流輸電技術(shù)，可以通過電磁調(diào)控主機(jī)(指被控電機(jī)40)消除進(jìn)入系統(tǒng)的高次諧波?？仉姶耪{(diào)控主機(jī)是惰性電磁裝置，輸出電壓總是正弦波，本身不產(chǎn)生高次諧波，同時(shí)又能抑制用電設(shè)備所形成的諧波成分對(duì)電網(wǎng)的傳送，達(dá)到清潔電網(wǎng)，優(yōu)化電能質(zhì)量的目的。電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置采用輸出濾波系統(tǒng)、保證對(duì)用電設(shè)備提供干凈、清潔能源。[0031](5)提高功率因素，降低線損和變損功率因素是影響電源利用率的關(guān)鍵因素，功率因素低，會(huì)降低電壓和用電設(shè)備的效率，增加損耗。電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置根據(jù)MCU控制器29的CPU電能質(zhì)量檢測(cè)與分析控制功能對(duì)電能質(zhì)量參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)分析，利用專門設(shè)計(jì)特殊的電氣連接，通過電磁調(diào)節(jié)，可對(duì)被控電機(jī)40提供無功補(bǔ)償電流，使供電系統(tǒng)供給的無功功率減小，減少了線路損耗，提高設(shè)備的功率因素I一7%。(6)抑制瞬流和浪涌用電設(shè)備產(chǎn)生大量的瞬流和浪涌，在電網(wǎng)里迂回徘徊，形成電網(wǎng)污染。瞬流產(chǎn)生的高電壓，使設(shè)備過熱，開關(guān)裝置接觸元件的觸點(diǎn)氧化，用電設(shè)備的工作效率降低。造成用電設(shè)備加速損壞和電耗增加。電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置采用靈活交流輸電技術(shù)使來自電網(wǎng)的過電壓、瞬流和浪涌能夠基本被電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置濾除。電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置的主機(jī)是惰性器件，具有較強(qiáng)的抗過電壓、抗過電流能力和較強(qiáng)的抗電壓突變，抗電流突變的能力，可以保護(hù)用電設(shè)備不受沖擊，抑制了瞬流和浪涌，將過熱和污染影響減少到最小，達(dá)到降溫、清潔用電的效果。電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置專門設(shè)計(jì)了一套特殊的濾波繞組，該濾波繞組不僅能有效地將有害諧波拒之門外，同時(shí)還可以緩沖電網(wǎng)的瞬流和浪涌電流，將過熱和污染影響減少到最小，達(dá)到降溫、清潔用電的效果。(7)事故追憶、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等功能可記憶50次故障類型、發(fā)生時(shí)間等數(shù)據(jù)，為故障分析與處理提供信息；配有RS485微機(jī)通訊接口，可以與用戶微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通訊。綜上所述，本實(shí)用新型提供的電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于通過對(duì)可控硅導(dǎo)通角的控制，達(dá)到良好的電機(jī)軟啟動(dòng)功能，在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、穩(wěn)壓、濾除諧波涌流等功能。同時(shí)具有缺相保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)等保護(hù)功能。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置，其特征在于，其包括三對(duì)反并聯(lián)連接的晶閘管以及與每個(gè)晶閘管的控制極電性連接的電子控制電路，該三對(duì)反并聯(lián)連接的晶閘管依次電性連接形成一組串接于電源和被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管。
2.如權(quán)利要求I所述的電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置，其特征在于，該組三相反并聯(lián)晶閘管連接該電源的一端為第一端，該組三相反并聯(lián)晶閘管連接該被控電機(jī)的一端為第二端，該電子控制電路包括MCU控制器、相位檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路、 驅(qū)動(dòng)電路，其中，該MCU控制器均與該相位檢測(cè)電路、該電流檢測(cè)電路、該溫度檢測(cè)電路、該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路電性連接，該第一端電性連接于該相位檢測(cè)電路與該電流檢測(cè)電路，該第二端電性連接于該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路，該溫度檢測(cè)電路電性連接于該驅(qū)動(dòng)電路，該驅(qū)動(dòng)電路電性連接于每個(gè)晶閘管的控制極。
3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置，其特征在于，該電子控制電路還包括均壓電路以及過電壓防護(hù)電路，該均壓電路與該過電壓防護(hù)電路分別與該驅(qū)動(dòng)電路電性連接。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置，其特征在于，該電子控制電路還包括鍵盤操作及液晶顯示電路，該鍵盤操作及液晶顯示電路與該MCU控制器電性連接。
5.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置，其特征在于，該MCU控制器、該相位檢測(cè)電路、該電流檢測(cè)電路、該溫度檢測(cè)電路以及該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)電路均設(shè)置在同一主電路板上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置，其包括三對(duì)反并聯(lián)連接的晶閘管以及與每個(gè)晶閘管的控制極電性連接的電子控制電路，該三對(duì)反并聯(lián)連接的晶閘管依次電性連接形成一組串接于電源和被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管。本實(shí)用新型提供的電動(dòng)機(jī)能效保護(hù)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于通過對(duì)可控硅導(dǎo)通角的控制，達(dá)到良好的電機(jī)軟啟動(dòng)功能，在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、穩(wěn)壓、濾除諧波涌流等功能。同時(shí)具有缺相保護(hù)、過流保護(hù)、過壓保護(hù)等保護(hù)功能。
文檔編號(hào)H02J3/01GK202475331SQ201220006489
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者肖颯 申請(qǐng)人:安徽三和電力技術(shù)有限公司