CN102857153B - 一种节能稳控器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能稳控器，与节电器配合使用而控制电气设备运行，所述节能稳控器包括预置程序的可编程序控制器、旁路交流接触器、第一中间继电器、第二中间继电器。本发明所述的节能稳控器中，通过设置可编程序控制器并采取对应的程序控制，使得恒速调功的节电器在受到高次谐波干扰死机时，电气设备能够在本发明所述的节能稳控器控制下而自动平滑投入电网，在达到设定的延时时间后，电气设备又可在重启后的节电器的控制下切换到节能运行状态。无论恒速调功的节电器受到高次谐波瞬时干扰还是控制板自身微型电子元件损坏而发生永久性故障，在本发明所述的节能稳控器控制下，电气设备都不会停止运行，尤其是在使用电机较多的生产线上，效果更加明显。

Description

一种节能稳控器

技术领域

本发明涉及一种电气控制元件，尤其涉及一种节能稳控器。

背景技术

随着节电设备大量的普及，出现了单位能耗明显下降，节电效果明显提高的喜人局面。但对节电设备的运行也提出更高的要求，不仅要求节电设备的节电率高，而且要求节电设备运行要稳定。

就目前电动机的节电方式来讲，无非两种方式：一是通过变频，根据电机变动负荷的大小，实时调整电机的转速，达到节能目的，也就是我们平时所说的(变频)调速节能方式。这种方式用在风机和水泵上效果最明显。

还有大量设备，运行速度不能改变，但负荷总是在变动状态的，这些设备就须采用我们平时所说的恒速调功节能方式。如机加工设备、纺织机械等，速度低了就影响产量，但负荷总在变动。再如扶梯，同样不能改变运行速度(人多、人少时速度要一样)，但扶梯上的乘员总在变动，也就是说扶梯的负荷总在变动，扶梯节电就必须采用恒速调功节电方式。

无论是采用变频调速方式节能，还是采用恒速调功方式节能，都能收到很好的节能效果。但是，采用变频器调速节能的运行方式时，运行中的变频器会产生高次谐波，污染电源，也会对弱电设备造成严重干扰；而采用恒速调功的方式节能，有时为了追求较高的节电率，必然会牺牲掉一部分稳定性，也就是说抗干扰性差一些。

所述恒速调功设备(即节电器)是由程序和控制板组成的，控制板是由芯片和微型电子元件组成。由于个别电子元件老化或质量问题，偶尔会造成控制板失控，致使节电器死机，甚至出现迫使设备停运的现象。还有个别现象，就是节电器受到没有规律的高次谐波的影响，偶尔也会造成节电器死机，迫使设备停运的现象。

发明内容

本发明针对现有技术的弊端，提供一种高效节能且能够长期稳定运行的节能稳控器。

本发明所述的节能稳控器，与节电器配合使用而控制电气设备运行，所述电气设备经过晶闸管电路而接入主回路电源，所述节能稳控器包括预置程序的可编程序控制器、接入主回路的旁路交流接触器、第一中间继电器、第二中间继电器；

其中，所述可编程序控制器的预定输入端口连接外部的异常警示信号；该可编程序控制器的第一输出端口经第一中间继电器的线圈而接入中性线，该可编程序控制器的第二输出端口经第二中间继电器的线圈而接入中性线；

所述主回路中旁路交流接触器的线圈与第二中间继电器的常开触点串联后接入第一端线与第二端线之间；该旁路交流接触器的三对常开触点分别与晶闸管电路并联后接入主回路电源；

所述节电器的控制板与第一中间继电器的常开触点串联后接入第一端线与第二端线之间；

当所述可编程序控制器的预定输入端口接收到外部的瞬时异常警示信号时，该可编程序控制器根据预置程序而立即接通第二中间继电器的线圈所在的回路，所述第二中间继电器的常开触点闭合而接通旁路交流接触器的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；

所述可编程序控制器根据预置程序到达预定延时时间后，接通第一中间继电器的线圈所在的回路，所述第一中间继电器的常开触点闭合而接通节电器的控制板所在回路；同时，所述可编程序控制器根据预置程序切断第二中间继电器的线圈所在的回路；

所述电气设备经过晶闸管电路而接入主回路电源，恢复到受瞬时干扰前的节电运行状态。

本发明所述的节能稳控器中，所述可编程序控制器根据预置程序而预定延时时间的长度为节电器的控制板重新进入节电过程的时间长度。

本发明所述的节能稳控器中，还包括启动按钮，所述启动按钮接入可编程序控制器的第一输入端口；

当所述可编程序控制器接收到启动按钮的启动信号、且节电器的控制板工作正常时，所述可编程序控制器根据预置程序控制第一中间继电器的常开触点闭合以接通节电器的控制板，所述外部电气设备完成软启动且运行于节电状态下；

当所述可编程序控制器接收到启动按钮的启动信号、且接收到外部的瞬时异常警示信号时，所述可编程序控制器根据预置程序控制第二中间继电器的常开触点闭合而接通旁路交流接触器的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；到达预定的延时时间后，所述外部电气设备根据节电器的控制而进入节电运行状态；

当所述可编程序控制器接收到启动按钮的启动信号、且节电器的控制板损坏时，所述可编程序控制器根据预置程序而控制第二中间继电器的常开触点闭合而接通旁路交流接触器的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；外部电气设备进入非节电运行状态，直至工作结束。

本发明所述的节能稳控器中，还包括节能转换按钮，所述节能转换按钮接入可编程序控制器的第二输入端口；

当所述节能转换按钮处于节能选择状态时，所述可编程序控制器接收到节能转换按钮的节能运行信号，所述可编程序控制器根据预置程序接通第一中间继电器的线圈所在的回路，所述第一中间继电器的常开触点闭合而接通节电器的控制板所在回路；同时，所述可编程序控制器根据预置程序切断第二中间继电器的线圈所在的回路；所述电气设备经过晶闸管电路而接入主回路电源，并进入节电运行状态；

当所述节能转换按钮处于非节能选择状态时，所述可编程序控制器接收到该节能转换按钮的非节能运行信号，所述可编程序控制器根据预置程序而控制第二中间继电器的常开触点闭合而接通旁路交流接触器的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；所述外部电气设备进入非节电运行状态，直至工作结束。

本发明所述的节能稳控器中，还包括软启转换按钮，所述软启转换按钮接入可编程序控制器的第五输入端口；

当所述软启转换按钮处于软启选择状态时，所述可编程序控制器接收到软启转换按钮的软启运行信号，所述可编程序控制器根据预置程序接通第一中间继电器的线圈所在的回路，所述第一中间继电器的常开触点闭合而接通节电器的控制板所在回路；所述外部电气设备在软启状态下启动，且启动后入节电运行状态；

当所述软启转换按钮处于非软启选择状态时，所述可编程序控制器接收到软启转换按钮的软启屏蔽信号，所述可编程序控制器根据预置程序而接通第二中间继电器的线圈所在的回路，所述第二中间继电器的常开触点闭合而接通旁路交流接触器的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；且所述可编程序控制器根据预置程序到达预定延时时间后接通第一中间继电器的线圈所在的回路，所述第一中间继电器的常开触点闭合而接通节电器的控制板所在回路；同时，所述可编程序控制器根据预置程序切断第二中间继电器的线圈所在的回路；

所述电气设备经过晶闸管电路而接入主回路电源。

本发明所述的节能稳控器中，所述外部的异常警示信号包括高次谐波干扰信号、和/或过流信号。

本发明所述的节能稳控器中，通过设置可编程序控制器并采取对应的程序控制，使得恒速调功的节电器在受到高次谐波干扰死机时，电气设备能够在本发明所述的节能稳控器控制下而自动平滑投入电网，在达到设定的延时时间后，电气设备又可在重启后的节电器的控制下切换到节能运行状态；同时，本发明所述的节能稳控器还能根据需要而屏蔽软启功能，操控更加方便。另外，本发明所述节能稳控器还能根据工作需要将转换开关切换到节能、非节能工作状况，方便的查看、对比节电设备的节电率。无论恒速调功的节电器受到高次谐波瞬时干扰还是控制板自身微型电子元件损坏而发生永久性故障，在本发明所述的节能稳控器控制下，电气设备都不会停止运行，尤其是在使用电机较多的生产线上，效果更加明显。

附图说明

图1为本发明所述节能稳控器的连接示意图；

图2为本发明所述节能稳控器的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1、图2所示，本发明所述的节能稳控器，是与节电器配合使用而控制电气设备运行的，所述电气设备经过晶闸管电路T而接入主回路电源U2、V2、W2。所述节电器及晶闸管电路T为现有技术中的既有结构，其用于实现恒速调功方式节能。在主回路电源中，还可设置电流互感器LH及电流表A，以便于测量主回路电流；以及，设置电压表V，并使其通过熔断器FU1、FU2而接入主回路电源，用于测量线电压。

本发明所述的节能稳控器，包括可编程序控制器PLC、接入主回路的旁路交流接触器M、第一中间继电器ZJ1、第二中间继电器ZJ2。其中，所述可编程序控制器PLC的预定输入端口连接外部的异常警示信号，所谓的异常警示信号可包括高次谐波干扰信号、和/或过流信号。这里所述的高次谐波干扰信号和过流信号来源于外部的专门监测设备。如图2中所示，可选用输入端口I3、I4而分别接入干扰信号和过流信号。

该可编程序控制器PLC的第一输出端口Q1经第一中间继电器ZJ1的线圈而接入中性线N，该可编程序控制器PLC的第二输出端口Q2经第二中间继电器ZJ2的线圈而接入中性线N。

所述主回路中旁路交流接触器M的线圈与第二中间继电器ZJ2的常开触点串联后接入端线A与端线B之间；该旁路交流接触器M的三对常开触点分别与晶闸管电路T并联后接入主回路电源U2、V2、W2。

所述节电器的控制板KB与第一中间继电器ZJ1的常开触点串联后接入端线A与端线B之间。

本发明中，所述节能稳控器是根据可编程序控制器PLC的预置程序而进行相应的操作，进而实现自动控制目的。例如，当所述可编程序控制器PLC的预定输入端口接收到外部的瞬时异常警示信号时，该可编程序控制器PLC根据预置程序而立即接通第二中间继电器ZJ2的线圈所在的回路，所述第二中间继电器ZJ2的常开触点闭合而接通旁路交流接触器M的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器M的常开触点闭合从而屏蔽晶闸管电路T，以将电气设备直接接入主回路电源U2、V2、W2。之后，所述可编程序控制器PLC根据预置程序到达预定延时时间后接通第一中间继电器ZJ1的线圈所在的回路，所述第一中间继电器ZJ1的常开触点闭合而接通节电器的控制板KB所在回路；同时，所述可编程序控制器PLC根据预置程序切断第二中间继电器ZJ2的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器M的线圈失电，其常开触点自闭合状态恢复到常开状态，所述电气设备再次经过晶闸管电路T而接入主回路电源U2、V2、W2。其中，所述可编程序控制器PLC根据预置程序而预定延时时间的长度为节电器的控制板KB重新进入节电过程的时间长度。

上述即为节电器的控制板KB自身原因或外界高次谐波干扰造成设备停运时，本发明所述节能稳控器的工作示例。当节能稳控器检测到异常警示信号(也即停机信号)之后，将立即接通旁路交流接触器M回路，将主回路电源平滑投入，从而令电气设备照常稳定运行；又由于高次谐波的干扰是瞬时的，节电温控器在接通旁路交流接触器M回路的同时，接通节电器控制板KB的电源回路，控制板KB的内部程序被激活，经过预定时间(例如30秒)后，所述控制板KB投入到节电运行状态，而此时，旁路交流接触器M的线圈也自动断电，该旁路交流接触器M自动退出。所述电气设备能够不受控制板自身原因或外界高次谐波的影响而照常运行。

本发明所述节能稳控器，还可通过增设其他指令输入按钮，对可编程序控制器PLC输入控制指令而实现各种控制目的。

如图2所示，例如，增加启动按钮，可令电气设备在按下该启动按钮后立即启动。所述启动按钮接入可编程序控制器PLC的第一输入端口I1。当所述可编程序控制器PLC接收到启动按钮的启动指令后，会遇到如下三种情况：(1)节电器控制板KB工作正常；(2)系统受瞬时高次谐波干扰；(3)节电器控制板KB微电子元件损坏。

当该可编程序控制器PLC遇到第一种情况时，根据预置程序将第一中间继电器ZJ1的常开触点与控制板KB的线圈接通，电气设备开始软启动，从静止状态，慢慢加速，在规定的时间内，到达额定转速，直至软启过程完成。软启完成后，电气设备会一直在节电状态下运行。软启动这一过程降低了设备的启动电流，减少了启动电流对电网的冲击。

当该可编程序控制器PLC遇到第二种情况时，也就是受到瞬时高次谐波干扰时，根据预置程序立即接通第二中间继电器ZJ2的线圈所在的回路，所述第二中间继电器ZJ2的常开触点闭合而接通旁路交流接触器M的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器M的常开主触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源。这一过程由可编程序控制器控制，预置的延时时间到达后，设备又自动恢复到受瞬时高次谐波干扰前的节电状态运行。

当该可编程序控制器遇到第三种情况时，即节电器控制板KB微电子元件损坏，也就是我们平时所说的永久性故障，所述可编程序控制器PLC中的计数器在规定的时间内检测到的动作数值达到规定值时，根据预置程序再次将接通第二中间继电器ZJ2的线圈所在的回路，所述第二中间继电器ZJ2的常开触点闭合而接通交流接触器M的线圈所在的回路，所述交流旁路接触器M的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源，设备转入非节能状态运行，直至工作结束，但不会因节电器控制板微电子元件损坏使设备中途停运。

在上述基础上，还可进一步增加设置节能转换按钮，该节能转换按钮接入可编程序控制器PLC的第二输入端口I2。该节能转换按钮有两种状态，即节能状态和非节能状态；

当把节能转换按钮处于节能选择状态时，所述可编程序控制器PLC接收不到任何指令，电气设备仍处于节能状态下运行，电流表、电压表所显示的数值是节能状态下的数值，将电压值与电流值相乘，就是节能运行状态下的功率。此时，所述可编程序控制器PLC根据预置程序接通第一中间继电器ZJ1的线圈所在的回路，所述第一中间继电器ZJ1的常开触点闭合而接通节电器的控制板KB所在回路；同时，所述可编程序控制器PLC根据预置程序切断第二中间继电器ZJ2的线圈所在的回路；所述电气设备经过晶闸管电路而接入主回路电源，并进入节电运行状态。

当把节能转换按钮处于非节能选择状态时，所述可编程序控制器PLC接收到非节能运行信号，将第二中间继电器ZJ2的常开触点与旁路交流接触器M的线圈闭合，把电气设备直接接入电源。此时电气设备处于非节能运行状态，电流表、电压表显示的数值是不节电状态下的数值，将电压值与电流值相乘，就是不节电运行状态下的功率。通过该节能转换按钮，在设备正常运行情况下，可随意切换，可随时查看、比对设备的节电效率，使用非常方便。

在上述基础上，本发明中还可进一步增加设置软启转换按钮，以屏蔽节电器的软启功能，令电气设备通电后立刻进入运行状态，节省了软启的时间，提高了工作效率。所述软启转换按钮接入可编程序控制器PLC的第五输入端口I5。

所述软启转换按钮具有软启选择状态和非软启选择状态。当所述软启转换按钮处于软启选择状态时，所述可编程序控制器PLC接收到软启转换按钮的软启运行信号，所述可编程序控制器PLC根据预置程序接通第一中间继电器ZJ1的线圈所在的回路，所述第一中间继电器ZJ1的常开触点闭合而接通节电器的控制板KB所在回路；所述外部电气设备在软启状态下启动，且启动后入节电运行状态。

当所述软启转换按钮处于非软启选择状态时，所述可编程序控制器PLC接收到软启转换按钮的软启屏蔽信号，所述可编程序控制器PLC根据预置程序而接通第二中间继电器ZJ2的线圈所在的回路，所述第二中间继电器ZJ2的常开触点闭合而接通旁路交流接触器M的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器M的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；此时电气设备处于非节能的全压直接启动状态。

所述可编程序控制器PLC根据预置程序到达预定延时时间后接通第一中间继电器ZJ1的线圈所在的回路，所述第一中间继电器ZJ1的常开触点闭合而接通节电器的控制板KB所在回路；同时，所述可编程序控制器PLC根据预置程序切断第二中间继电器ZJ2的线圈所在的回路；所述电气设备经过晶闸管电路而接入主回路电源。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种节能稳控器，与节电器配合使用而控制电气设备运行，所述电气设备经过晶闸管电路而接入主回路电源，其特征在于，所述节能稳控器包括预置程序的可编程序控制器、接入主回路的旁路交流接触器、第一中间继电器、第二中间继电器；

其中，所述可编程序控制器的预定输入端口连接外部的异常警示信号；该可编程序控制器的第一输出端口经第一中间继电器的线圈而接入中性线，该可编程序控制器的第二输出端口经第二中间继电器的线圈而接入中性线；

所述主回路中旁路交流接触器的线圈与第二中间继电器的常开触点串联后接入第一端线与第二端线之间；该旁路交流接触器的三对常开触点分别与晶闸管电路并联后接入主回路电源；

所述节电器的控制板与第一中间继电器的常开触点串联后接入第一端线与第二端线之间；

当所述可编程序控制器的预定输入端口接收到外部的瞬时异常警示信号时，该可编程序控制器根据预置程序而立即接通第二中间继电器的线圈所在的回路，所述第二中间继电器的常开触点闭合而接通旁路交流接触器的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；

所述可编程序控制器根据预置程序到达预定延时时间后，接通第一中间继电器的线圈所在的回路，所述第一中间继电器的常开触点闭合而接通节电器的控制板所在回路；同时，所述可编程序控制器根据预置程序切断第二中间继电器的线圈所在的回路；

所述电气设备经过晶闸管电路而接入主回路电源，恢复到受瞬时干扰前的节电运行状态；

其中，所述可编程序控制器根据预置程序而预定延时时间的长度为节电器的控制板重新进入节电过程的时间长度。

2.如权利要求1所述的节能稳控器，其特征在于，还包括启动按钮，所述启动按钮接入可编程序控制器的第一输入端口；

当所述可编程序控制器接收到启动按钮的启动信号、且节电器的控制板工作正常时，所述可编程序控制器根据预置程序控制第一中间继电器的常开触点闭合以接通节电器的控制板，所述电气设备完成软启动且运行于节电状态下；

当所述可编程序控制器接收到启动按钮的启动信号、且接收到外部的瞬时异常警示信号时，所述可编程序控制器根据预置程序控制第二中间继电器的常开触点闭合而接通旁路交流接触器的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；到达预定的延时时间后，所述电气设备根据节电器的控制而进入节电运行状态；

当所述可编程序控制器接收到启动按钮的启动信号、且节电器的控制板损坏时，所述可编程序控制器根据预置程序而控制第二中间继电器的常开触点闭合而接通旁路交流接触器的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；电气设备进入非节电运行状态，直至工作结束。

3.如权利要求2所述的节能稳控器，其特征在于，还包括节能转换按钮，所述节能转换按钮接入可编程序控制器的第二输入端口；

当所述节能转换按钮处于节能选择状态时，所述可编程序控制器接收到节能转换按钮的节能运行信号，所述可编程序控制器根据预置程序接通第一中间继电器的线圈所在的回路，所述第一中间继电器的常开触点闭合而接通节电器的控制板所在回路；同时，所述可编程序控制器根据预置程序切断第二中间继电器的线圈所在的回路；所述电气设备经过晶闸管电路而接入主回路电源，并进入节电运行状态；

当所述节能转换按钮处于非节能选择状态时，所述可编程序控制器接收到该节能转换按钮的非节能运行信号，所述可编程序控制器根据预置程序而控制第二中间继电器的常开触点闭合而接通旁路交流接触器的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；所述电气设备进入非节电运行状态，直至工作结束。

4.如权利要求3所述的节能稳控器，其特征在于，还包括软启转换按钮，所述软启转换按钮接入可编程序控制器的第五输入端口；

当所述软启转换按钮处于软启选择状态时，所述可编程序控制器接收到软启转换按钮的软启运行信号，所述可编程序控制器根据预置程序接通第一中间继电器的线圈所在的回路，所述第一中间继电器的常开触点闭合而接通节电器的控制板所在回路；所述电气设备在软启状态下启动，且启动后进入节电运行状态；

当所述软启转换按钮处于非软启选择状态时，所述可编程序控制器接收到软启转换按钮的软启屏蔽信号，所述可编程序控制器根据预置程序而接通第二中间继电器的线圈所在的回路，所述第二中间继电器的常开触点闭合而接通旁路交流接触器的线圈所在的回路，所述旁路交流接触器的常开触点闭合而将电气设备直接接入主回路电源；且所述可编程序控制器根据预置程序到达预定延时时间后接通第一中间继电器的线圈所在的回路，所述第一中间继电器的常开触点闭合而接通节电器的控制板所在回路；同时，所述可编程序控制器根据预置程序切断第二中间继电器的线圈所在的回路；

所述电气设备经过晶闸管电路而接入主回路电源。

5.如权利要求1所述的节能稳控器，其特征在于，所述外部的异常警示信号包括高次谐波干扰信号、和/或过流信号。