CN102545731B - 一种电机多头快速切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机多头快速切换装置，包括用于电机机组三相电压、三相电流和电机机组转速的数据采集和转换的A/D模数转换器（1），所述A/D模数转换器（1）与DSP中央处理器（2）的输入端连接，所述DSP中央处理器（2）的输出端经通用接口（3）与若干个接触器（4）连接，所述接触器（4）与其相对应的电机机组（5）连接，所述电机机组（5）经信号线将信号输入A/D模数转换器（1）。本装置提高了电机的功率因、改善电机性能、降低电机的噪音、延长其使用寿命，达到节电与保护电机的目的。
Description
技术领域
本发明涉及具备切换电路或电机运行状态的电机切换装置。
背景技术
水泵、风机之类的电动机是各工矿企业中的常用设备，其使用量较大，是耗电大户，如将这部分进行有效地节电则具有举足轻重的作用。由于电动机一般是在额定的功率下进行运转的，其转速不可调，电动机只能在开或停两种状态下，即使当热负荷很小的时候，也必须开启，电动机的功耗远大于实际负载的需要，从而造成不必要的能耗。例如，实际负载只需要1.2台电动机的容量就足够时，也必须开两台电动机，因此，其中0.8台电动机容量的功耗是白白浪费了。另外，对于大中型工厂高峰时期用电和低峰时间用电相差悬殊，如果用统一的电动机进行高转速运行，势必导致电力的白白浪费。
发明内容
本发明就是要解决上述不足，提供一种电机多头快速切换装置，用来切换电路或电机的运行状态，使电机输出功率与实时负载匹配，降低电机损耗，达到节电、保护电机的目的。
为了达到上述目的，本发明提供一种电机多头快速切换装置，包括用于电机机组三相电压、三相电流和电机机组转速的数据采集和转换的A/D模数转换器，所述A/D模数转换器与DSP中央处理器的输入端连接，所述DSP中央处理器的输出端经通用接口与若干个接触器连接，所述接触器与电机机组中对应的电机连接，所述电机机组经信号线将信号输入A/D模数转换器；
所述DSP中央处理器对电机机组切换和保护包括下述步骤：
a).机器当前运行状态判断，当前电机在高速或者低速状态下运行，或者运行的是高速机组或者低速机组以及其他机组判断；
b).机器当前运行状态切换，切换当前电机的不同运行速度，或者在不同机组之间进行切换，或者切换运行机组的运行部件；
c).切换过程判断，在切换过程中自动判断是否切换成功，如果切换过程中失败，将提示失败内容并进行对失败过程予以修正，并在切换过程中对机组予以保护；
d).对运行中机组进行保护，运行过程中电压电流数据被返回到DSP中央处理器内进行统计和计算，运行中的机组出现各种故障时，根据统计计算过的电压电流数据自动对正在运行时的机组进行实时保护；
e).自动切换，运行过程中，根据预设的固定时间，或者预设的条件，自动切换运行机组，当机组故障无法实时修复时，自动切换故障机组；
f).切换方式选定，可根据预定过程进行切换。
所述DSP中央处理器采用DSPIC33FJ64GP706芯片。
本发明工作原理：A/D模数转换器先是对当前的电机机组三相电压、三相电流和电机机组转速的数据采集和转换，经DSP中央处理器实时计算判定机组的运行情况，根据预设的固定时间或预设的条件，控制通用接口与若干个接触器之间的接通或断开，达到自动切换电机的目的。或者驱动接触器高速触点、低速触点或关闭触点的接通或断开，达到切换电机的高速运行、低速运行状态及切断电源。只有当切换失败，或运行中的机组出现各种故障时，接触器闭合触点接通，切断电机的电源，对正在运行中的电机进行实时保护。
其中，切换装置可根据实际需求对切换的时间或条件进行修正或调整，并可以自动运行切换或者手动进行切换。
综上所述，本装置可对电机运行时电压、电流、电机转速等数据进行实时采集、计算，控制通用接口与若干个接触器之间切换，从而切换电机；或者驱动接触器的高速触点、低速触点切换电机的运行状态，当运行的机器出现故障时，还可以自动切断电源实时进行保护。
由上述技术方案可知：通过降低电机转速来降低电机的输出功率，使其输出功率与实时负载匹配，降低电机的铜损和铁损，提高电机的功率因数，改善电机的起动和停机性能，并且可以减少电机损耗，从而达到节电，一般有30%～40%的节电率，其节电效果显著；并降低电机的噪音、延长其使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明电路结构框图；
图2是本发明电路接触器的原理图；
图中：1-A/D模数转换器，2-DSP中央处理器，3-通用接口，4-接触器，4.1-高速触点，4.2-关闭触点，4.3-低速触点，5-电机机组。
具体实施方式
实施例一
如图1所示的电路结构框图，一种电机多头快速切换装置，包括用于对电机机组5的三相电压、三相电流和电机机组转速的数据采集和转换的A/D模数转换器1，所述A/D模数转换器1与采用DSPIC33FJ64GP706芯片的DSP中央处理器2的输入端连接，所述DSP中央处理器2的输出端经通用接口3与三个接触器4连接，接触器4A、接触器4B与接触器4C分别与其相对应的电机机组5中的电机5A、电机5B、电机5C连接，电机5A、电机5B、电机5C经信号线将信号再输入A/D模数转换器1。
实施例二
如图2所示的接触器的原理图，DSP中央处理器通过通用接口控制接触器4的高速触点4.1、低速触点4.3与关闭触点4.2，对电机的高速运行状态、低速运行状态与电路闭合开关进行切换连接。达到对电机转速的控制，而当切换失败，或电机出现各种故障时，接通接触器的关闭触点4.2，切断电机的电源，对正在运行中的电机进行实时保护。
实施例三
DSP中央处理器对电机机组切换和保护按下述步骤进行：
1.机器当前运行状态判断，当前电机在高速或者低速状态下运行，或者运行的是高速机组或者低速机组以及其他机组判断。
2.机器当前运行状态切换，切换当前电机的不同运行速度，或者在不同机组之间进行切换甚至切换运行机组的运行部件。
3.切换过程判断，在切换过程中自动判断是否切换成功，如果切换过程中失败，将提示失败内容并进行对失败过程予以修正，并在切换过程中对机组予以保护。该步骤可预先设定，自动运行。
4.对运行中机组进行保护，其运行过程中电压电流数据会被返回到DSP中央处理器内进行统计和计算，运行中的机组出现各种故障时，控制器将会根据统计计算过的电压电流数据自动对正在运行时的机组进行实时保护。
5.自动切换，在运行过程中，可以根据预设的固定时间，或者预设的条件，自动切换运行机组，当机组故障无法实时修复时，自动切换故障机组。
6.切换方式选定，可根据预定过程进行切换。
采用上述是步骤进行切换机器，或者机器状态，机器运行时的数据实时采集，在运行的机器出现故障时刻，实时进行保护。其中也可根据实际需求对每步进行修正可调整。都可以自动运行或者用户手动进行。
实施例四
锅炉的风烟系统配置两台轴流式动调送风机，其送风机电机的额定功率下的转速为1490r/min。将本发明的电机切换装置与这两台送风机的电机与电源连接，提前将送风机电机级数设定为4/6极，转速为1488/990r/min，额定功率为710kw/560kw。A/D模数转换器将两台送风机的电机机组三相电压、三相电流和电机机组转速的数据采集和转换发送给DSP中央处理器进行实时计算，判定两电机的运行情况，控制通用接口驱动与电机连接的接触器的接通或断开，达到自动切换电机机组的目的。如达到设定的转速为1488r/min的条件后，通用接口接通与高速送风机电机连接的接触器，启动高速电机运转；同理，达到设定的转速为990r/min的条件后，通用接口接通与低速送风机电机的接触器，启动低速电机运转。这样就能实现在电机不停机的情况下进行两种电机之间自动相互切换。
以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种电机多头快速切换装置，其特征在于：包括用于电机机组三相电压、三相电流和电机机组转速的数据采集和转换的A/D模数转换器（1），所述A/D模数转换器（1）与DSP中央处理器（2）的输入端连接，所述DSP中央处理器（2）的输出端经通用接口（3）与若干个接触器（4）连接，所述接触器（4）与电机机组（5）中对应的电机连接，所述电机机组（5）经信号线将信号输入A/D模数转换器（1）；
所述DSP中央处理器（2）对电机机组（5）切换和保护包括下述步骤：
a).机器当前运行状态判断，当前电机在高速或者低速状态下运行，或者运行的是高速机组或者低速机组以及其他机组判断；
b).机器当前运行状态切换，切换当前电机的不同运行速度，或者在不同机组之间进行切换，或者切换运行机组的运行部件；
c).切换过程判断，在切换过程中自动判断是否切换成功，如果切换过程中失败，将提示失败内容并进行对失败过程予以修正，并在切换过程中对机组予以保护；
d).对运行中机组进行保护，运行过程中电压电流数据被返回到DSP中央处理器内进行统计和计算，运行中的机组出现各种故障时，根据统计计算过的电压电流数据自动对正在运行时的机组进行实时保护；
e).自动切换，运行过程中，根据预设的固定时间，或者预设的条件，自动切换运行机组，当机组故障无法实时修复时，自动切换故障机组；
f).切换方式选定，可根据预定过程进行切换。
2.根据权利要求1所述的电机多头快速切换装置，其特征在于：所述DSP中央处理器（2）采用DSPIC33FJ64GP706芯片。
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