專利名稱：一種電機(jī)節(jié)能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本實(shí)用新型涉及電機(jī)節(jié)能器，為電子與計(jì)算機(jī)極小值跟蹤技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景:文獻(xiàn)“基于模糊控制的異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率優(yōu)化研究”和“電動(dòng)機(jī)的模糊節(jié)能控制”曾經(jīng)提出了電動(dòng)機(jī)的模糊控制的電機(jī)最小功率節(jié)能問(wèn)題，但是電動(dòng)機(jī)功率的動(dòng)態(tài)曲線并不是模糊問(wèn)題，采用模糊控制的方法等于是“不走直路走彎路”，因此那樣的方法至今也得不到實(shí)施。專利號(hào)CN1090099專利“三相異步電機(jī)節(jié)能控制的最小輸入功率方法及其裝置”該專利提出“裝置包括電壓電流測(cè)定裝置，功率計(jì)算裝置，功率比較裝置，突加負(fù)載判別裝置，觸發(fā)信號(hào)發(fā)生裝置和執(zhí)行裝置。這些裝置通過(guò)自適應(yīng)調(diào)節(jié)使電機(jī)在任何負(fù)載條件下均處于最小輸入功率狀態(tài)，從而達(dá)到最佳節(jié)電效果?！钡侨绱硕嗟淖友b置，不僅提高了成本，而且降低了系統(tǒng)的可靠性。尤其是所謂的“功率比較裝置”實(shí)際是一個(gè)錯(cuò)誤觀念，因?yàn)楣β实妮斎肱c輸出的差別，是電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)效率問(wèn)題，是一個(gè)客觀存在，發(fā)明人沒(méi)有也不可能提出最高效率和最小輸入的科學(xué)準(zhǔn)則，因而也就不可能利用這個(gè)功率比較裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)所謂的最小輸入功率，所以這樣的專利自然沒(méi)有辦法真正去實(shí)施。另外還有不少專利利用改變電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，但是如何改變，能不能達(dá)到最小功率輸入，都是沒(méi)有明確的結(jié)論的
實(shí)用新型內(nèi)容
:本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電機(jī)節(jié)電器，實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)輸入電壓改變準(zhǔn)確調(diào)整電機(jī)使之處于最小功率工作狀態(tài)，最大限度地提高電機(jī)效率，減少無(wú)功損耗，進(jìn)而節(jié)電。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種電機(jī)節(jié)能器，包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(1)，指令輸入與顯示器(2)，電機(jī)電源電壓輸出控制器(3)和電機(jī)(5)及其輸入電流傳感器(4)，其特征在于:所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
(I)為具有高速采樣且依據(jù)If=#!].1.eosd)建立輸出功率曲線模型的計(jì)算控制系統(tǒng)，計(jì)
算機(jī)控制系統(tǒng)(I)與指令輸入與顯示器(2)連接給所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供人機(jī)界面，即輸入指令和顯示電機(jī)工作狀態(tài)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)與電機(jī)電源電壓輸出控制器(3 )連接，其目的是利用計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出來(lái)控制電機(jī)電源電壓輸出控制器(3)的電壓輸出。該電機(jī)電源電壓輸出控制器(3 )與電機(jī)(5 )的電壓輸入端子相連，變化的電壓可以使電機(jī)(5 )處于最佳的最小功率運(yùn)行狀態(tài)。電流傳感器(4)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)相接，實(shí)時(shí)獲取電機(jī)電流并輸入給所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I )，參與功率計(jì)算。所述電機(jī)電源電壓輸出控制器(3)采用的是三只雙向晶閘管作為半導(dǎo)體功率器件，其門極G分別接受計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)發(fā)來(lái)的移相觸發(fā)信號(hào)?？紤]到可靠性，所述電機(jī)電源電壓輸出控制器(3)采用的是三組單向晶閘管作為半導(dǎo)體功率器件，其門極G分別接受計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)發(fā)來(lái)的移相觸發(fā)信號(hào)，每組單向晶閘管包括兩只反并聯(lián)的單向晶閘管。[0008]當(dāng)電機(jī)需要變頻時(shí)，所述電機(jī)電源電壓輸出控制器(3)為變頻器。伴隨PLC的價(jià)格大幅度下降，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)以及指令輸入與顯示器(2)合起來(lái)可以采用PLC控制器。為了減小硬件體積和成本，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)以及指令輸入與顯示器(2)合起來(lái)可為單片機(jī)控制系統(tǒng)。一種方法是:首先計(jì)算機(jī)給出一個(gè)輸出電壓U1，例如額定電壓，計(jì)算機(jī)依據(jù)
W= U.1.COS 計(jì)算出一個(gè)對(duì)應(yīng)的功率值;減小一個(gè)電壓值A(chǔ)U后再輸出一個(gè)電壓
U2=U1-AU，再算出一個(gè)對(duì)應(yīng)的功率值W2，比較Wl和W2，如果W2〈W1，就繼續(xù)這個(gè)方法，如果相反，則退回U1，如果相等就采用U2不動(dòng)。通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)如此不斷地進(jìn)行下去，最終可以逼近和找到最小功率運(yùn)行點(diǎn)Wo (Uo)的電壓，從而體現(xiàn)電機(jī)節(jié)能的最小功率運(yùn)行狀態(tài)。另一種方式是:基于f=Wu.1.COS (^，根據(jù)其動(dòng)態(tài)的電機(jī)功率曲線存在極小值
的原理，對(duì)其曲線的區(qū)間(U I , U II )求導(dǎo)，當(dāng)導(dǎo)數(shù)為零時(shí)，其對(duì)應(yīng)的點(diǎn)就是最小功率工作點(diǎn)。進(jìn)而確定最小功率運(yùn)行 點(diǎn)Wo (Uo)的電壓，從而體現(xiàn)電機(jī)節(jié)能的最小功率運(yùn)行狀態(tài)。本實(shí)用新型的有益效果在于:利用計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出來(lái)控制電機(jī)電源電壓輸出控制器的電壓輸出，該電機(jī)電源電壓輸出控制器與電機(jī)的電壓輸入端子相連，變化的電壓可以使電機(jī)處于最佳的最小功率運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)本節(jié)電器計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，依托植入功率曲線數(shù)據(jù)模型，通過(guò)對(duì)電機(jī)輸入電壓的準(zhǔn)確控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的最佳節(jié)能運(yùn)行。

:圖1，本實(shí)用新型一種電機(jī)節(jié)能器電機(jī)功率曲線示意圖。圖2、本實(shí)用新型一種電機(jī)節(jié)能器電機(jī)功實(shí)施例1示意圖。圖3、本實(shí)用新型一種電機(jī)節(jié)能器電機(jī)功實(shí)施例2示意圖圖4、本實(shí)用新型一種電機(jī)節(jié)能器電機(jī)功實(shí)施例3示意圖圖5、本實(shí)用新型一種電機(jī)節(jié)能器電機(jī)功實(shí)施例4示意圖
以下結(jié)合附圖具體描述實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
:實(shí)施例1、如圖2所示意的一種電機(jī)節(jié)能器，包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I，指令輸入與顯示器2，電機(jī)電源電壓輸出控制器3和電機(jī)5及其輸入電流傳感器4。所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)
I為具有高速采樣且依據(jù)W=V^u.1.eosct)建立輸出功率曲線模型(如圖一所示)的計(jì)算
控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I與指令輸入與顯示器2連接給所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供人機(jī)界面，即輸入指令和顯示電機(jī)工作狀態(tài)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I與電機(jī)電源電壓輸出控制器3連接，其目的是利用計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出來(lái)控制電機(jī)電源電壓輸出控制器3的電壓輸出。該電機(jī)電源電壓輸出控制器3與電機(jī)5的電壓輸入端子相連，變化的電壓可以使電機(jī)5處于最佳的最小功率運(yùn)行狀態(tài)。電流傳感器4與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I相接，實(shí)時(shí)獲取電機(jī)電流并輸入給所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I，參與功率計(jì)算。實(shí)施例2，如圖3所示意，所述電機(jī)電源電壓輸出控制器3采用的是三只雙向晶閘管作為半導(dǎo)體功率器件，其門極G分別接受計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I發(fā)來(lái)的移相觸發(fā)信號(hào)。實(shí)施例3，如圖4所示意，考慮到可靠性，所述電機(jī)電源電壓輸出控制器3采用的是三組單向晶閘管作為半導(dǎo)體功率器件，其門極G分別接受計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I發(fā)來(lái)的移相觸發(fā)信號(hào)，每組單向晶閘管包括兩只反并聯(lián)的單向晶閘管。實(shí)施例4，如圖5所示意，當(dāng)電機(jī)需要變頻時(shí),所述電機(jī)電源電壓輸出控制器3為變頻器。伴隨PLC的價(jià)格大幅度下降，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I以及指令輸入與顯示器2合起來(lái)可以采用眾所周知的PLC控制器。此PLC分別與變頻器和電流傳感器相接，變頻器作為所述電機(jī)電源電壓輸出控制器3，其中的IGBT間接地接受PLC發(fā)出的控制信號(hào)的觸發(fā)，就是PLC控制變頻器的IGBT觸發(fā)信號(hào)，借以PWM調(diào)節(jié)輸出電壓。為了減小硬件體積和成本，所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I以及指令輸入與顯示器2合起來(lái)可為單片機(jī)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型不僅局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本實(shí)用新型相同或相近似的技術(shù)方案，均在其保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電機(jī)節(jié)能器，包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(1)，指令輸入與顯示器(2)，電機(jī)電源電壓輸出控制器(3)和電機(jī)(5)及其輸入電流傳感器(4)，其特征在于:所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)為具有高速采樣且依據(jù)W=VI U L CqscJj建立輸出功率曲線模型的計(jì)算控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)與指令輸入與顯示器(2)連接給所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供人機(jī)界面，即輸入指令和顯示電機(jī)工作狀態(tài)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)與電機(jī)電源電壓輸出控制器(3 )連接，其目的是利用計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出來(lái)控制電機(jī)電源電壓輸出控制器(3)的電壓輸出；該電機(jī)電源電壓輸出控制器(3 )與電機(jī)(5 )的電壓輸入端子相連,變化的電壓可以使電機(jī)(5 )處于最佳的最小功率運(yùn)行狀態(tài)。電流傳感器(4)與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)相接，實(shí)時(shí)獲取電機(jī)電流并輸入給所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I )，參與功率計(jì)算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)節(jié)能器，其特征在于:所述電機(jī)電源電壓輸出控制器(3)采用的是三只雙向晶閘管作為半導(dǎo)體功率器件，其門極G分別接受計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)發(fā)來(lái)的移相觸發(fā)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)節(jié)能器，其特征在于:所述電機(jī)電源電壓輸出控制器(3)采用的是三組單向晶閘管作為半導(dǎo)體功率器件，其門極G分別接受計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)發(fā)來(lái)的移相觸發(fā)信號(hào)，每組單向晶閘管包括兩只反并聯(lián)的單向晶閘管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電機(jī)節(jié)能器，其特征在于:所述電機(jī)電源電壓輸出控制器(3)為變頻器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種電機(jī)節(jié)能器，其特征在于:所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)以及指令輸入與顯示器(2 )為PLC控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種電機(jī)節(jié)能器，其特征在于:所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(I)以及指令輸入與顯示器(2)為單片機(jī)控制系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開的一種電機(jī)節(jié)能器，包括用于電機(jī)電源電壓輸出控制器和電機(jī)的輸入電流傳感器以及電機(jī)電源電壓輸出控制器和電機(jī)的輸入電流傳感器的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及指令輸入與顯示器，其所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)為具有高速采樣且依據(jù)建立輸出功率曲線模型的計(jì)算控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與指令輸入與顯示器連接給所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)提供人機(jī)界面，即輸入指令和顯示電機(jī)工作狀態(tài)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與電機(jī)電源電壓輸出控制器連接，本實(shí)用新的積極效果利用計(jì)算機(jī)的信號(hào)輸出來(lái)控制電機(jī)電源電壓輸出控制器的電壓輸出。該電機(jī)電源電壓輸出控制器與電機(jī)的電壓輸入端子相連，變化的電壓可以使電機(jī)處于最佳的這小功率運(yùn)行狀態(tài)。
文檔編號(hào)H02P23/00GK202940770SQ20122040428
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2012年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月15日
發(fā)明者蔡禮君 申請(qǐng)人:北京澤瀾瑞德科技發(fā)展有限公司