CN106357166A - 电源效率节能控制器 - Google Patents

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付合营
崔朝辉
肖卫雄
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Tangshan Xinyuan Technology Co., Ltd.
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Beijing Xinyuan Technology Co Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Abstract

本发明涉及一种基于负载情况实时调节晶闸管触发电流和频率，实现优化电机磁场的电源效率节能控制器。包括核心控制器、软起调节电路、显示及操作部分，还包括脉冲生成电路、电机信号正反馈采集电路、电机功率因数计算跟随电路、逆变单元，核心控制器为DSP控制器；脉冲生成电路的脉冲信号输出端与DSP控制器的信号输入端电连接；电机信号正反馈采集电路、电机功率因数计算跟随电路分别与DSP控制器的信号输入端电连接；DSP控制器的信号输出端与逆变单元电连接。本发明结构简单，具有软启动的全部功能，并且没有变频器对电网的谐波污染，最重要的是具有根据负载情况实时调节晶闸管触发频率和电流，实现节电。

Description

电源效率节能控制器
技术领域
本发明涉及电机节电器，具体是一种基于负载情况实时调节晶闸管触发电流和频率，实现优化电机磁场的电源效率节能控制器。
背景技术
目前，三相交流异步电动机起动器主要分为三大类：第一类是通过接触器直接启动，起动电流大，对机械部分有冲击；第二类是软启动，软启动主要技术原理是运用不同的方法，控制三相反并联晶闸管的导通角，即相控原理，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，在软启动起动结束后，晶闸管被旁路，不具有节电功能；第三类是变频器，其输出不但改变电压而且同时改变频率，具有软启动的全部功能，但相对于软启动价格太高，且基于变频器的工作原理，其不可避免的会对电网造成谐波污染，对周围其他设备正常工作产生干扰，对电机本身绝缘也有损坏，经常出现烧坏普通鼠笼电机的现象。
申请号201610049062.0公开了一种智能电机节电器，其节电原理主要是相控原理，具有谐波大的缺点。
发明内容
本发明旨在解决上述电机节电器存在的各种问题，而提供一种基于负载情况实时调节晶闸管触发电流和频率，实现优化电机磁场的电源效率节能控制器。其具有软起的功能，对电网没有谐波污染，并且运行过程中具有节电功能。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种电源效率节能控制器，包括核心控制器、软起调节电路、显示及操作部分，还包括脉冲生成电路、电机信号正反馈采集电路、电机功率因数计算跟随电路、逆变单元，核心控制器为DSP控制器；脉冲生成电路的脉冲信号输出端与DSP控制器的信号输入端电连接；电机信号正反馈采集电路、电机功率因数计算跟随电路分别与DSP控制器的信号输入端电连接，电机信号正反馈采集电路通过运放电路和逆变单元采集电机电流变化情况，电机功率因数计算跟随电路通过运放电路实现电机功率因数的计算及跟随，并将功率因数传输给DSP控制器；DSP控制器的信号输出端与逆变单元电连接，控制逆变单元在不同触发电流和不同频率下工作。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：
具有软启动的功能，但与传统的软启动的最大区别是电机运行全速后，不切换至旁路，并且可以实现节电功能，同时可避免变频器对电网的谐波污染；通过控制晶闸管的触发频率和电流，达到优化电机磁场，进而实现节电，并且具有降低电机运行温度，提高电机寿命的优点。
进一步的，本发明的优选方案是：
脉冲生成电路通过运放集成电路产生13kHz的脉冲信号，传输给DSP控制器。
逆变单元为内阻低于10欧姆的反并联晶闸管电路。
软起调节电路包括调节电阻，通过调节电阻与DSP控制器连接成软起时间电路。
显示及操作部分包括5寸液晶屏及键盘。
附图说明
图1为本发明实施例的结构框图；
图中：1-脉冲生成电路；2-核心控制器；3-软起调节电路；4-电机信号正反馈采集电路；5-电机功率因数计算跟随电路；6-逆变单元；7-显示及操作部分。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的说明，目的仅在于更好的理解本发明内容，因此所举之例并非是对本发明内容的限制。
参见图1，一种电源效率节能控制器，由脉冲生成电路1、核心控制器2、软起调节电路3、电机信号正反馈采集电路4、电机功率因数计算跟随电流5、逆变单元6、显示及操作部分7组成，核心控制器2为信号处理速度高的DSP控制器，脉冲生成电路1的脉冲信号输出端与核心控制器2的信号输入端电连接，脉冲生成电路1通过运放组成脉冲生成电路，产生13kHz的方波信号传输至核心控制器2；软起调节电路3通过调节电阻的调整，可调整不同的软起时间，并将软起调整电阻传给核心控制器2；电机信号正反馈采集电路4、电机功率因数计算跟随电路5分别与核心控制器2的信号输入端电连接，电机信号正反馈采集电路4通过运放电路和逆变单元6采集电机电流变化情况，电机功率因数计算跟随电路5通过运放电路实现电机功率因数的计算及跟随，并将功率因数传输给核心控制器2，核心控制器2的信号输出端与逆变单元6电连接，控制逆变单元6在不同触发电流和不同频率下工作，实现电机的节电功能。
显示及操作部分7与核心控制器2连接，通过其液晶屏显示整个装置的工作情况，并可通过键盘进行操作。
具体工作流程简述如下：
首先通过软起调节电路3根据不同负载调节软起时间，通过显示及操作部分7起动本控制器，控制器在核心控制器2的控制下，触发逆变单元6起动电机；通过采集电机信号正反馈采集电路4、电机功率因数计算跟随电流5两部分实时的采集当前电机运行情况并及时反馈给核心控制器2；核心控制器2可根据电机的负载情况实时调节触发逆变器的电流和频率，控制逆变单元6按照负载情况输出相应的电流，保证负载需要多少功，电机输出相应的有用功，通过此功能实现节能。
上述电源效率节能控制器，其控制板、晶闸管和电机三者必须同时在线，在控制板、晶闸管（被看做电阻R）和电机（被看做电感L）三者之间形成RL振荡，通过控制板根据负载情况实时调节触发晶闸管的电流和频率实现优化电机磁场，提高电机运行效率，最终达到节电的目的。
上述实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种电源效率节能控制器，包括核心控制器、软起调节电路、显示及操作部分，其特征在于：还包括脉冲生成电路、电机信号正反馈采集电路、电机功率因数计算跟随电路、逆变单元，核心控制器为DSP控制器；脉冲生成电路的脉冲信号输出端与DSP控制器的信号输入端电连接；电机信号正反馈采集电路、电机功率因数计算跟随电路分别与DSP控制器的信号输入端电连接，电机信号正反馈采集电路通过运放电路和逆变单元采集电机电流变化情况，电机功率因数计算跟随电路通过运放电路实现电机功率因数的计算及跟随，并将功率因数传输给DSP控制器；DSP控制器的信号输出端与逆变单元电连接，控制逆变单元在不同触发电流和不同频率下工作。
2.根据权利要求1所述的电源效率节能控制器，其特征在于：脉冲生成电路通过运放集成电路产生13kHz的脉冲信号，传输给DSP控制器。
3.根据权利要求1所述的电源效率节能控制器，其特征在于：逆变单元为内阻低于10欧姆的反并联晶闸管电路。
4.根据权利要求1所述的电源效率节能控制器，其特征在于：软起调节电路包括调节电阻，通过调节电阻与DSP控制器连接成软起时间电路。
5.根据权利要求1所述的电源效率节能控制器，其特征在于：显示及操作部分包括5寸液晶屏及键盘。
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