CN104124910A - 一种电机智能节电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电机智能节电器，包括直流稳压电路、脉宽调制电路、半桥驱动电路和高频隔离变压电路，所述直流稳压电路包括变压器T1、桥式整流电路、滤波电容C1、限流电阻R2和稳压二极管D5；所述脉宽调制电路包括芯片TL494CN，所述芯片TL494CN的脚8与所述稳压二极管D5的正极连接，所述芯片TL494CN的脚9和脚10为驱动信号输出端；所述半桥驱动电路包括场效应管Q1和场效应管Q2，所述场效应管Q1的G极与所述芯片TL494CN的脚9连接，所述场效应管Q2的G极与所述芯片TL494CN的脚10连接，所述场效应管Q1的D极与所述场效应管Q2的D极分别与所述高频隔离变压电路的输入端连接。

Description

一种电机智能节电器

技术领域

本发明涉及一种节电器，更具体的说，本发明涉及一种电机智能节电器。

背景技术

电机节电器是根据电机的负载率大小，在不改变电机额定转速的基础上，随时调整电机的输入功率，保证电机在最佳负载率下稳定运行，减少电机的铜损、铁损、杂散损耗和附加损耗，使得电机寿命得到延长的同时，还大幅度提高了电机的运行效率，从而达到了节电的目的。 目前国内的电机与发达国家相比普遍存在运行效率较低的现象，这是因为考虑电网电压波动、设备过载、机械磨损等因素，使得在选择电动机设备时一般都会留有30%的功率富裕量。而这些设备在实际运行过程中达到其额定设计的却很少，从而造成了“大马拉小车”的浪费现象。这种现象十分普遍，特别像抽油机、破碎机、注塑机、拉管机、罗茨风机、石材切割机、空压机、电锯、电梯、起重设备、车、刨、钻、铣等各种加工设备等。这些设备往往负载率较低，运行效率更低，电能浪费十分惊人。在这种情况下，使用电机节电器可以有效跟踪这些微小的负荷变化，当电机处于空载、轻载、中载时就自动降低电机电压，少供些电能，当变到重载时，又自动跟上去多供些电能，保证电动机安全运转，需多少供多少，最大限度的节约电能。

发明内容

发明目的： 本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种节约电能、提供安全稳压电流的电机智能节电器。

技术方案： 本发明所述一种电机智能节电器，包括直流稳压电路、脉宽调制电路、半桥驱动电路和高频隔离变压电路，所述直流稳压电路包括变压器T1、桥式整流电路、滤波电容C1、限流电阻R2和稳压二极管D5，所述变压器T1的电压输入端与所述节电器的供电电源连接，所述变压器T1的电压输出端与所述桥式整流电路的输入端连接，所述桥式整流电路与所述滤波电容C1相互并联，所述滤波电容C1与所述稳压二极管D5的负极均接地，所述滤波电容C1的正极串联所述限流电阻R2后与所述稳压二极管D5的正极连接；

所述脉宽调制电路包括芯片TL494CN，所述芯片 TL494CN的脚8与所述稳压二极管D5的正极连接，所述芯片 TL494CN的脚1、脚7、脚13、脚14和脚15均接地，所述芯片 TL494CN的脚9和脚10为驱动信号输出端；

所述半桥驱动电路包括场效应管Q1和场效应管Q2，所述场效应管Q1的G极与所述芯片TL494CN的脚9连接，所述场效应管Q2的G极与所述芯片TL494CN的脚10连接，所述场效应管Q1的S极和所述场效应管Q2的S极均接地，所述场效应管Q1的D极与所述场效应管Q2的D极分别与所述高频隔离变压电路的输入端连接；

所述高频隔离变压电路包括变压器T2和至少2个可控硅二极管，所述变压器T2的初级线圈两端点分别于所述场效应管Q1的D极与所述场效应管Q2的D极连接，所述变压器T2的初级线圈的可变端点与所述直流稳压电路的稳压二极管D5的正极连接；所述变压器T2的次级线圈与至少2个可控硅二极管的正极连接

本发明技术方案的进一步限定为，还包括过电流保护电路，所述过电流保护电路包括二极管D6、降压电阻R1、电解电容C2和双向触发二极管D7，所述二极管D6的正极与所述节电器的供电电源正极连接，所述二极管D6的负极与所述降压电阻R1的一端连接，所述降压电阻R1的另一端分别于所述电解电容C2的正极和所述双向触发二极管D7的一端连接，所述电解电容C2的负极接地，所述双向触发二极管D7的另一端与所述芯片TL494CN的脚16连接。

进一步地，所述降压电阻R1为10KΩ/1w，所述电解电容C2为50V/220UF。

进一步地，所述变压器T1为将380V电压转化为20V电压的变压器。

进一步地，所述桥式整流电路包括二极管D1、D2、D3和D4，所述二极管D1和D2串联后，与所述二极管D3和D4串联后的电路相互并联。

进一步地，所述芯片TL494CN的脚5与电容C3串联后接地，所述电容C3为50V/0.1UF。

进一步地，所述芯片TL494CN的脚6与电阻R3串联后接地，所述电阻R3为1 KΩ/0.25w。

进一步地，所述高频隔离变压电路中的可控硅二极管开通后的导通角为170度。

有益效果：本发明提供一种电机智能节电器，通过直流稳压电路实现对电机供电的稳压控制，通过脉宽调制电路和半桥驱动电路实现对电机供电的电流频率的控制，并通过可控硅二极管的整流作用，进一步保证了输出电流的平稳，同时，通过高频隔离变压电路，输出触发信号，保证电机安全运转，最大限度节约电能；本发明通过上述控制电路控制可控硅的导通角，使电机的供电电压从280V到达380V只需10s的时间，从而实现节电器的软启动功能；同时，本发明还通过过电流保护电路，实现节电器自身对过电压和过电流的保护，避免事故发生，保证节电器内元器件的安全，延长节电器的使用寿命。

附图说明

图1为电机智能节电器的原理图；

图2为电机智能节电器的内部电路图。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：本实施提供一种电机智能节电器，其工作原理图如图1所示，RST为380V电压输入端，380V的电压输入至电机智能节电器的电压输入接口01、02，并通过稳压反馈接口13、14将稳定电压输入至电机的电源处。

本实施例提供的电机智能节电器的电路图如图2所示，包括直流稳压电路、脉宽调制电路、半桥驱动电路、高频隔离变压电路和过电流保护电路。

所述直流稳压电路包括变压器T1、桥式整流电路、滤波电容C1、限流电阻R2和稳压二极管D5，所述变压器T1的电压输入端与所述节电器的供电电源连接，所述变压器T1的电压输出端与所述桥式整流电路的输入端连接，所述桥式整流电路与所述滤波电容C1相互并联。所述桥式整流电路包括二极管D1、D2、D3和D4，所述二极管D1、D2、D3和D4的型号均为IN4007。所述二极管D1和D2串联后，与所述二极管D3和D4串联后的电路相互并联。所述滤波电容C1为50V/100UF，其负极与所述稳压二极管D5的负极均接地，所述滤波电容C1的正极串联所述限流电阻R2后与所述稳压二极管D5的正极连接，所述限流电阻R2为100Ω/1w，所述稳压二极管D5的型号为IN4744、15V稳压二极管。

变压器T1为将380V电压转化为20V电压的变压器，380V供电电压经变压器T1后输出约20V，经整流、滤波、限流后，再经稳压二极管稳压，形成全波直流稳压供电。

所述脉宽调制电路包括芯片TL494CN，所述芯片 TL494CN的脚8与所述稳压二极管D5的正极连接，所述芯片 TL494CN的脚1、脚7、脚13、脚14和脚15均接地，所述芯片 TL494CN的脚9和脚10为驱动信号输出端。所述芯片TL494CN的脚5与电容C3串联后接地，所述电容C3为50V/0.1UF。所述芯片TL494CN的脚6与电阻R3串联后接地，所述电阻R3为1 KΩ/0.25w。

所述半桥驱动电路包括场效应管Q1和场效应管Q2，两个场效应管的型号均为IRFD120。所述场效应管Q1的G极与所述芯片TL494CN的脚9连接，所述场效应管Q2的G极与所述芯片TL494CN的脚10连接，所述场效应管Q1的S极和所述场效应管Q2的S极均接地，所述场效应管Q1的D极与所述场效应管Q2的D极分别与所述高频隔离变压电路的输入端连接。

所述高频隔离变压电路包括变压器T2和至少2个可控硅二极管，所述变压器T2的初级线圈两端点分别于所述场效应管Q1的D极与所述场效应管Q2的D极连接，所述变压器T2的初级线圈的可变端点与所述直流稳压电路的稳压二极管D5的正极连接；所述变压器T2的次级线圈与至少2个可控硅二极管的正极连接后输出触发信号。本实施例中，可控硅二极管的个数为6个，形成6个可控硅门极触发端口（1、2、3、4、5、6）。高频隔离变压电路使次级产生脉冲电压约3~5V经二极管IN4744隔开，触发双向可控硅使可控硅导通，可控硅导通后的导通角为170度。

所述过电流保护电路包括二极管D6、降压电阻R1、电解电容C2和双向触发二极管D7，所述二极管D6为IN4007，其正极与所述节电器的供电电源正极连接，所述二极管D6的负极与所述降压电阻R1的一端连接，所述降压电阻R1为10KΩ/1w，其另一端分别于所述电解电容C2的正极和所述双向触发二极管D7的一端连接，所述电解电容C2为50V/220UF，其负极接地，所述双向触发二极管D7为DB3，其另一端与所述芯片TL494CN的脚16连接。所述电流保护电路为电流、电压检测输入，用于过电流、过电压保护。输入的电流或者电压经二极管D6半波整流后，经过降压电阻R1对电解电容C2进行充电。正常运行时，电解电容C2充电约20V，双向触发二极管D7因电压不够不能导通，如遇过压过电流时，瞬间电解电容C2的电压充电高于35V，使双向触发二极管D7开通，电压信号输入至芯片TL494CN的脚16，使芯片TL494CN停止工作，从而起到保护的作用。

本实施例提供的电机智能节电器将电源电压引入后进行稳压稳流的处理，最终向电机输入平稳的电压，保证电机安全工作同时最大限度节约电能。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种电机智能节电器，其特征在于，包括直流稳压电路、脉宽调制电路、半桥驱动电路和高频隔离变压电路，所述直流稳压电路包括变压器T1、桥式整流电路、滤波电容C1、限流电阻R2和稳压二极管D5，所述变压器T1的电压输入端与所述节电器的供电电源连接，所述变压器T1的电压输出端与所述桥式整流电路的输入端连接，所述桥式整流电路与所述滤波电容C1相互并联，所述滤波电容C1与所述稳压二极管D5的负极均接地，所述滤波电容C1的正极串联所述限流电阻R2后与所述稳压二极管D5的正极连接；

所述脉宽调制电路包括芯片TL494CN，所述芯片 TL494CN的脚8与所述稳压二极管D5的正极连接，所述芯片 TL494CN的脚1、脚7、脚13、脚14和脚15均接地，所述芯片 TL494CN的脚9和脚10为驱动信号输出端；

所述半桥驱动电路包括场效应管Q1和场效应管Q2，所述场效应管Q1的G极与所述芯片TL494CN的脚9连接，所述场效应管Q2的G极与所述芯片TL494CN的脚10连接，所述场效应管Q1的S极和所述场效应管Q2的S极均接地，所述场效应管Q1的D极与所述场效应管Q2的D极分别与所述高频隔离变压电路的输入端连接；

所述高频隔离变压电路包括变压器T2和至少2个可控硅二极管，所述变压器T2的初级线圈两端点分别于所述场效应管Q1的D极与所述场效应管Q2的D极连接，所述变压器T2的初级线圈的可变端点与所述直流稳压电路的稳压二极管D5的正极连接；所述变压器T2的次级线圈与至少2个可控硅二极管的正极连接。

2.根据权利要求1所述的一种电机智能节电器，其特征在于，还包括过电流保护电路，所述过电流保护电路包括二极管D6、降压电阻R1、电解电容C2和双向触发二极管D7，所述二极管D6的正极与所述节电器的供电电源正极连接，所述二极管D6的负极与所述降压电阻R1的一端连接，所述降压电阻R1的另一端分别于所述电解电容C2的正极和所述双向触发二极管D7的一端连接，所述电解电容C2的负极接地，所述双向触发二极管D7的另一端与所述芯片TL494CN的脚16连接。

3.根据权利要求2所述的一种电机智能节电器，其特征在于，所述降压电阻R1为10KΩ/1w，所述电解电容C2为50V/220UF。

4.根据权利要求1所述的一种电机智能节电器，其特征在于，所述变压器T1为将380V电压转化为20V电压的变压器。

5.根据权利要求1所述的一种电机智能节电器，其特征在于，所述桥式整流电路包括二极管D1、D2、D3和D4，所述二极管D1和D2串联后，与所述二极管D3和D4串联后的电路相互并联。

6.根据权利要求1所述的一种电机智能节电器，其特征在于，所述芯片TL494CN的脚5与电容C3串联后接地，所述电容C3为50V/0.1UF。

7.根据权利要求1所述的一种电机智能节电器，其特征在于，所述芯片TL494CN的脚6与电阻R3串联后接地，所述电阻R3为1 KΩ/0.25w。

8.根据权利要求1所述的一种电机智能节电器，其特征在于，所述高频隔离变压电路中的可控硅二极管开通后的导通角为170度。