CN107645266A - 全自动三相电机节电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动三相电机节电器，包括依次相连的三相电流取样电路、信号放大电路、触发及功率输出控制电路；所述三相电流取样电路输入端与三相电源相连，所述触发及功率输出控制电路的晶闸管一端与三相电机相连。本发明采用了三相电流取样电路、信号放大电路、触发及功率输出控制电路，通过触发及功率输出控制电路，可以使触发及功率输出控制电路中的晶闸管导通角得到改变，使加在电机上的电压升高或降低。

Description

全自动三相电机节电器

技术领域

本发明涉及节电器技术领域，具体而言，涉及一种全自动三相电机节电器。

背景技术

在工农业生产中，广泛采用三相电机做动力。电动机是电气化的主要动力机械，也是电网中主要的耗能设备。在中国，约10亿台交流电动机投入使用，耗电占电网总负荷的60％，占整个工业用电的70％。中国权威能源机构的报告指出，我国约有六成的电动机在低于设计额定负荷60％的欠负荷状态下运行，在此状态下运行的电动机，高达30％的用电被浪费掉，为此，我国制定了《中华人民共和国节能法》及相关节能技改的贷款和税收等优惠政策，鼓励企业采用新技术产品以降低能耗。

随着工业生产飞速发展，能源瓶颈对发展的制约越来越为凸出。企业对节能降耗产品的自觉需求越来越大，提高电能利用率的电机节能产品具有广阔的开发潜力及市场空间。

目前工厂普遍使用的机械设备所选择的电机都是按照机械所需的最大功率来配套，在实际使用中满载的时间很少，如冲压机床、拉伸设备、注塑机械等都是间歇工作的，电机经常在空载或轻载状态下运行，造成电力浪费。在分析过程中我们发现企业设备普通存在电机功率因数比较低，满负荷用电量只占30％-40％，待机负荷占用电量80％，功率因数也在0.5-0.8之间变化。低功率因数是浪费电能的主要因数。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种可以根据电机负载的变化自动调节电机输出功率的全自动三相电机节电器。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种全自动三相电机节电器，包括依次相连的三相电流取样电路、信号放大电路、触发及功率输出控制电路；所述三相电流取样电路输入端与三相电源相连，所述触发及功率输出控制电路的晶闸管一端与三相电机相连；还包括连接在三相电路中的供电电路，所述供电电路与所述信号放大电路相连。

进一步的，所述信号放大电路包括反相运算芯片和同相运算芯片，所述反相运算芯片输出端通过二极管与所述同相运算芯片同向输入端相连。

进一步的，所述触发及功率输出控制电路包括分别用于控制各相的子触发电路，所述的个子触发电路包括光耦、三极管、桥式整流器、晶闸管，所述信号放大电路的输出端经限流电阻分别与所述光耦输入端相连，光耦的一路输出端接地，另一路输出端经电阻与所述三极管基极相连，所述三极管集电极与发射极与桥式整流器输入端相连，所述桥式整流器的一个输出端分别通过触发二极管、电容与所述晶闸管相连。

优选的，所述晶闸管两端设有工作状态LED指示电路。

本发明的有益效果是：

1、采用了三相电流取样电路、信号放大电路、触发及功率输出控制电路，通过触发及功率输出控制电路，可以使触发及功率输出控制电路中的晶闸管导通角得到改变，使加在电机上的电压升高或降低。

2、信号放大电路U2，把三相电流取样电路U1的直流信号进行放大整形、反相。

3、触发及功率输出控制电路U3根据信号放大电路U2的驱动信号分别控制晶闸管的导通角，实现电机的电压和电流控制，达到节电的目的。

4、因采用了三相电流取样检测电路和信号放大电路，所以在三相电机使用过程中免去调整工作点。

5、全自动三相电机节电器，节电器结构简单，体积小，重量轻，安装方便，节电效果明显，特别适合负载经常变化和间歇工作的三相电机配套使用。可广泛应用在有电动机作动力的各行各业中。适应于电动衣车、冲床、打磨机、车床、钻床、空气压缩机、刨床、球磨机等转速不变的机械设备。无功状态下节电率达到15％，有功状态下节电率达到45％。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明电路的方框图；

图2为本发明优选实施例电路原理图。

图中标号说明：U1、三相电流取样电路，U2、信号放大电路，U3、触发及功率输出控制电路，U3-0、子触发电路，U4、供电电路，ICIA、反相运算芯片，ICIB、同相运算芯片，VT1、光耦，VT2、三极管，VT3、晶闸管，D1、二极管，D2、桥式整流器，DZ、触发二极管，C、电容，R1、限流电阻，R2、电阻，M、三相电机。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参照图1所示，一种全自动三相电机节电器，包括依次相连的三相电流取样电路U1、信号放大电路U2、触发及功率输出控制电路U3；所述三相电流取样电路U1输入端与三相电源相连，所述触发及功率输出控制电路U3的晶闸管VT3一端与三相电机M相连；还包括连接在三相电路中的供电电路U4，所述供电电路U4与所述信号放大电路U2相连。

参照图2所示，所述信号放大电路U2包括反相运算芯片ICIA和同相运算芯片ICIB，所述反相运算芯片ICIA输出端通过二极管D1与所述同相运算芯片ICIB同向输入端相连。

参照图2所示，所述触发及功率输出控制电路U3根据信号放大电路U2的驱动信号分别控制晶闸管VT3的导通角，实现电机的电压和电流控制，达到节电的目的。所述触发及功率输出控制电路U3包括分别用于控制各相的子触发电路U3-0，所述的个子触发电路U3-0包括光耦VT1、三极管VT2、桥式整流器D2、晶闸管VT3，所述信号放大电路U2的输出端经限流电阻R1分别与所述光耦VT1输入端相连，光耦VT1的一路输出端接地，另一路输出端经电阻R2与所述三极管VT2基极相连，所述三极管VT2集电极与发射极与桥式整流器D2输入端相连，所述桥式整流器D2的一个输出端分别通过触发二极管DZ、电容C与所述晶闸管VT3相连。

所述晶闸管VT3两端设有工作状态LED指示电路。

本实施例的工作原理如下：

空载时电流最低，随着轻载与重载电流取样自动提高，满载时达到最大负荷。当在电源线端加上电压时，信号放大电路U2检测到三相电流取样电路U1的电压高，输出一个提升电压的信号给触发及功率输出控制电路U3，使触发及功率输出控制电路U3控制晶闸管VT3输出电压最高，保证全压起动。

在三相电机M处于空载或轻载时，三相电机M输入线上的三相电流取样低，取样信号输出低、经信号放大至触发及功率输出控制电路U3，使触发及功率输出控制电路U3的晶闸管VT3部分导通，降低电压和电流。

在三相电机M处于重载时，三相电机M输入线上的三相电流取样高，取样信号输出高、经信号放大至触发及功率输出控制电路U3，使触发及功率输出控制电路U3的晶闸管VT3完全导通，实现重载晶闸管全导通，空载或轻载部分导通，降低电压和电流，实现节电。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全自动三相电机节电器，其特征在于：包括依次相连的三相电流取样电路(U1)、信号放大电路(U2)、触发及功率输出控制电路(U3)；所述三相电流取样电路(U1)输入端与三相电源相连，所述触发及功率输出控制电路(U3)的晶闸管(VT3)一端与三相电机(M)相连；还包括连接在三相电路中的供电电路(U4)，所述供电电路(U4)与所述信号放大电路(U2)相连。

2.根据权利要求1所述的全自动三相电机节电器，其特征在于：所述信号放大电路(U2)包括反相运算芯片(ICIA)和同相运算芯片(ICIB)，所述反相运算芯片(ICIA)输出端通过二极管(D1)与所述同相运算芯片(ICIB)同向输入端相连。

3.根据权利要求1所述的全自动三相电机节电器，其特征在于：所述触发及功率输出控制电路(U3)包括分别用于控制各相的子触发电路(U3-0)，所述的个子触发电路(U3-0)包括光耦(VT1)、三极管(VT2)、桥式整流器(D2)、晶闸管(VT3)，所述信号放大电路(U2)的输出端经限流电阻(R1)分别与所述光耦(VT1)输入端相连，光耦(VT1)的一路输出端接地，另一路输出端经电阻(R2)与所述三极管(VT2)基极相连，所述三极管(VT2)集电极与发射极与桥式整流器(D2)输入端相连，所述桥式整流器(D2)的一个输出端分别通过触发二极管(DZ)、电容(C)与所述晶闸管(VT3)相连。

4.根据权利要求3所述的全自动三相电机节电器，其特征在于：所述晶闸管(VT3)两端设有工作状态LED指示电路。