CN103094899A

CN103094899A - 实时多路控制节电装置

Info

Publication number: CN103094899A
Application number: CN2011103475831A
Authority: CN
Inventors: 任俊杰; 仁晓洋; 王亚楠; 任俊峰
Original assignee: LUOYANG VOLT POWER TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: LUOYANG VOLT POWER TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-05-08

Abstract

一种实时多路控制节电装置，其中具有多组输入信号检测单元和电机信号检测单元分别与可编程控制器(MPU)输入接口相连，可编程控制器(MPU)分别通过数据端口与变频器和三相可控硅调压设备相连；变频器和三相可控硅调压设备的输出端通过电容补偿装置、正弦波成型器与输出信号检测单元相连；可编程控制器(MPU)的信号输出端通过旁路系统与输出信号检测单元的输出端口相连；可编程控制器(MPU)与控制制冷或加热的温度控制单元相连。目的在于通过频率、压差和脉宽同步精确调控的方式，实现对电动机动力配电的随载输入；同时自动清除供电系统和变频调节后的谐波和浪涌，提高了功率因数为动力设备的运行提供了高质量、清洁节约的电源。

Description

实时多路控制节电装置

技术领域

本发明涉及一种电力系统中动力设备运行的节能技术领域，特别是涉及一种适用于电动机、风机、水泵等电机设备的实时多路控制节电装置。

背景技术

在目前我国现代化建设的发展过程中，电力的发展已经成为社会经济发展的决定性因素之一。在我国的GDP增长过程中，单位GDP的能耗过高已经影响到我国经济的快速发展，因此发展电力和节约电能必将成为我国今后长期发展的基本方针。

目前，从电网输送、区域供电到末端用户群都存在着较多的能源浪费现象。第一，发电站为避免长距离送电过程中的电路损耗，要以较高的电压传送，以确保末端用户达到额定电压，导致实际电压往往高于用户需求的额定电压。第二在区域供电的范围内，即末端的用户群中，由于开工状况不同，通常只有70-80％的用户承载着100％的电力供应，致使电力的配量进一步过剩。第三，对于某一具体单位的电动机来说，为了保护用电高峰时设备正常工作，往往要求变压器的输出电压高于电动机的额定电压，因此在这种供电网络的运行过程中，常常造成电动机的用电量和电源供电量之间的严重的能量不匹配状态。尤其是当电动机处于空载、轻载和中等程度的负载时，这种能量的不匹配状况将更为突出。

为了解决上述用电设备的电能浪费问题，国外自十九世纪四十年代即开始了节能技术的研究，我国也于上世纪六十年代初期开展了相应的节能新技术研究。经历了六十年的发展，到目前为止，已经先后出现了多种类型的节能技术和节电设备，如电容补偿、星角转换调压、自藕变压器降压、可控硅调压、电抗器调压、逆变调压、谐波和浪涌电流抑制和变频调速等一系列节电技术。但是到目前为止，这一系列节电技术对于电机的许多运行状态节电要求不适用，如当电动机工作在中重载、重载、满载和超载状态下时(其负载分别为65-80％、80-90％、90-100％、101-135％)，当电机运行的功率因数较高时(0.65-0.98)，当恒负载和恒转矩电机工作在中重载、重载、满载和超载状态下时等等。而且这种工作状态和运行状况的电动机的数量约占到社会拥有电机总量的80％左右，因此节能技术必须寻求新的突破。

有鉴于上述现有的一系列节电技术存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的实时多路精确控制节电装置，能够改进一般现有的节电技术，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的一系列节电技术存在的缺陷，而提供一种新型结构的实时多路精确控制节电装置，其通过频率、压差和脉宽同步精确调控的方式，实现对电动机动力配电的随载输入；同时自动清除供电系统和变频调节后的谐波和浪涌，提高了功率因数为动力设备的运行提供了高质量、清洁节约的电源。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种实时多路控制节电装置，其中具有多组输入信号检测单元和电机信号检测单元分别与可编程控制器(MPU)输入接口相连，所述可编程控制器(MPU)分别通过数据端口与变频器和三相可控硅调压设备相连；所述变频器和三相可控硅调压设备的输出端通过电容补偿装置、正弦波成型器与输出信号检测单元相连；所述可编程控制器(MPU)的信号输出端通过旁路系统与输出信号检测单元的输出端口相连；所述可编程控制器(MPU)与控制制冷或加热的温度控制单元相连。

本发明的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的实时多路控制节电装置，其中所述三相可控硅调压设备由单片机89C51和芯片8254编程控制的3个三相可控硅组构成。

前述的实时多路控制节电装置，其中每组输入信号检测单元由互感器、电流比较放大器开关组成。

前述的实时多路控制节电装置，其中输出信号检测单元设置有供运行过程中的联网监控、数据采集和程序更新的写入PCI接口。

前述的实时多路控制节电装置，其中正弦波成型器由电感滤波器和电磁转换器构成。

前述的实时多路控制节电装置，其中温度控制单元由温度控制器和计时器构成。

前述的实时多路控制节电装置，其中所述旁路系统为原市电系统的工作电压。

前述的实时多路控制节电装置，其中所述工作电压为380V，或为660V、1140V、3000V、6000V、9000V、10000V、13800V及15000V的电力电压。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明实时多路精确控制节电装置可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：实现了节电装置的有效节电率，使其用于电动机、水泵、风机上，并能够利用多种节能实施方式调控电源的输出功率，实现对于各类负载的实际用电量的精确匹配，从而更加适于实用。

本发明的另一优点：总结了多方式实时调控负载(电动机)的电流和电压大小的新的方法，其调控的可靠性和精确度，决定了节电设备的节电率以及适用于节电领域的范围大小。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为实时多路控制节电装置的电路方框图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的实时多路精确控制节电装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1所示，一种实时多路控制节电装置，具有多组输入信号检测单元和电机信号检测单元分别与可编程控制器(MPU)输入接口相连，所述可编程控制器(MPU)分别通过数据端口与变频器和三相可控硅调压设备(是否是图中所指的由PLC和多个控制单元编程控制的系统？)相连；所述变频器和三相可控硅调压设备的输出端通过电容补偿组、正弦波成型器与输出信号检测单元相连；所述可编程控制器(MPU)的信号输出端通过旁路系统与输出信号检测单元的输出端口相连；所述可编程控制器(MPU)与控制制冷或加热的温度控制单元相连。

所述三相可控硅调压设备由单片机89C51和芯片8254编程控制的3个三相可控硅组构成。所述每组输入信号检测单元由互感器、电流比较放大器开关组成。

所述输出信号检测单元设置有供运行过程中的联网监控、数据采集和程序更新的写入PCI接口。

所述正弦波成型器由电感滤波装置和电磁转换装置构成。所述电容补偿组为电容组。所述温度控制单元由温度控制器和计时器构成。

所述旁路系统为原市电系统的工作电压。所述工作电压为380V，或为 660V、1140V、3000V、6000V、9000V、10000V、13800V及15000V的电力电压。

使用时，将多组输入信号检测单元的互感器接入输入电网，使检测的输入信号供节电装置系统循环采样。节电装置内部有可供MPU调控的变频器和三相可控硅调压设备，通过电容补偿装置、正弦波成型器和输出信号检测单元，输出的正弦波形三相电供三相电机使用。机箱中同时装载了正弦波成型器和回馈器。单片机内设有汇编语言编写的节电控制程序。

本发明装置通过频率、压差和脉宽同步精确调控的方式，实现对电动机动力配电的随载输入；同时自动清除供电系统和变频调节后的谐波和浪涌，提高了功率因数为动力设备的运行提供了高质量、清洁节约的电源。该节电装置在原有线路结构不变的，只更换电子元器件的额定值和连接导线的规格的情况下，其工作电压可以在380V、660V、1140V、3000V、6000V、9000V、10000V、13800V及15000V的电力系统中进行节电控制。

当电流经过正弦波成型器时，经过其内部的电感滤波及电磁转换中的能量交换，电磁转换由于不产生能量损失，而且这一过程中不产生新的浪涌干扰和谐波污染，所以当电流经过正弦波成型器，其电流和电压的输出均为标准的正弦波形，不仅不会对电网造成新的谐波污染，而且还可对电网原有的谐波加以消除，对电源进行优化，实现高质量的电源输出。

当负载为某些对温度有特定要求的局部空间和场所时，则温度控制器和计时器即可根据该场所的温度和时间要求，设定一套特定的温度控制和时间计量的软件程序。

当设备运行时，温度控制和时间计量信息即可直接传送到可编程控制器MPU。经过中央控制其处理后，即发送出控制信息到对温度控制有特定要求的场所，当该场所的温度高于(或低于)某一特定值时，则制冷系统或加热系统即开始对该场所进行制冷或加热，当其温度低于或高于某一特定值时，则制冷系统或加热系统即停止制冷或加热，随着温度的控制方式的改变，可使负载达到更好的节电效果。

当设备运行中发生过流、过压或三相不平衡等情况时，则电流传感器即使是将这一信息通过电流放大器放大后，经电流比较放大器进一步处理后传送到中央控制器。经过中央控制器再次处理后寄送出控制信息开启旁路，设备将立即停止工作，控制速度达到10毫秒，同时故障指示灯亮，可使电动机得到更好的保护。本设备还提供PCI接口以供运行过程中的联网监控，数据采集和新的程序写入。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种实时多路控制节电装置，其特征在于：具有多组输入信号检测单元和电机信号检测单元分别与可编程控制器(MPU)输入接口相连，所述可编程控制器(MPU)分别通过数据端口与变频器和三相可控硅调压设备相连；所述变频器和三相可控硅调压设备的输出端通过电容补偿装置、正弦波成型器与输出信号检测单元相连；所述可编程控制器(MPU)的信号输出端通过旁路系统与输出信号检测单元的输出端口相连；所述可编程控制器(MPU)与控制制冷或加热的温度控制单元相连。

2.根据权利要求1所述的实时多路控制节电装置，其特征在于所述三相可控硅调压设备由单片机89C51和芯片8254编程控制的3个三相可控硅组构成。

3.根据权利要求1所述的实时多路控制节电装置，其特征在于每组输入信号检测单元由互感器、电流比较放大器开关组成。

4.根据权利要求1所述的实时多路控制节电装置，其特征在于输出信号检测单元设置有供运行过程中的联网监控、数据采集和程序更新的写入PCI接口。

5.根据权利要求1所述的实时多路控制节电装置，其特征在于正弦波成型器由电感滤波器和电磁转换器构成。

6.根据权利要求1所述的实时多路控制节电装置，其特征在于温度控制单元由温度控制器和计时器构成。

7.根据权利要求1所述的实时多路控制节电装置，其特征在于所述旁路系统为原市电系统的工作电压。

8.根据权利要求7所述的实时多路控制节电装置，其特征在于所述工作电压为380V，或为660V、1140V、3000V、6000V、9000V、10000V、13800V及15000V的电力电压。