CN200959586Y - 全自动三相电机节电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动三相电机节电器，其特征在于包括功率因数产生电路、信号放大电路、触发电路和桥式整流电路组，功率因数产生电路输入端与三相电连接，功率因数产生电路输出端连接信号放大电路，信号放大电路的输出端连接触发电路，三相电经触发电路后与三相电机相连，桥式整流电路组分别与各电路的电源输入端相连，采用了功率因数产生电路、信号放大保护电路、可控硅导通角调整电路。通过可控硅导通角调整电路，可以使可控硅导通角得到改变，将加在电机上的电压升高或降低，实现节电，本实用新型结构简单，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。

Description

全自动三相电机节电器

技术领域

本实用新型涉及一种节电器，特别是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。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。为了解决这个问题，人们想了很多办法，因此多种多样的节电器应运而生，目前使用的节电器大多数利用电机轻载时降低电压达到节电的。有一种是利用改变电机星形三角形接法的原理，实现节电的目的。但是，这种节电器是利用继电器来改变电机的星形三角形连接，继电器频繁动作，触点容易损坏造成接触不良。另外有一种节电器，利用三个电抗器与三个双向可控硅并联串接在电机的主回路上，满载时可控硅全导通电机全压工作，轻载时可控硅关断，电流经过电抗器产生压降，电机低压运行从而达到节电的目的。但是，这种节电器上装有电抗器，而电抗器的线圈体积大，铁芯重，安装不便，而且损耗一定电能。

发明内容

本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处而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三相电机节电器。

本实用新型是这样来实现上述目的的：

全自动三相电机节电器，其特征在于包括功率因数产生电路、信号放大电路、触发电路和桥式整流电路组，功率因数产生电路输入端与三相电连接，功率因数产生电路输出端连接信号放大电路，信号放大电路的输出端连接触发电路，三相电经触发电路后与三相电机相连，桥式整流电路组分别与各电路的电源输入端相连。

本实用新型的有益效果是：由于采用了功率因数产生电路、信号放大保护电路、可控硅导通角调整电路。通过可控硅导通角调整电路，可以使可控硅导通角得到改变，将加在电机上的电压升高或降低。电动机的主要特点是：空载时功率因数最低Ψ＝0.4、随着轻载与重载功率因数自动提高，满载时达到Ψ＝0.84。当在电源接线端加上电压时，信号放大保护电路检测到电机功率因数高、输出一个提升电压的控制信号至可控硅导通角调整电路，使可控硅触发电路控制可控硅输出电压最高，保证全压起动。在电机处于空载或轻载时，电机输入线上的功率因数低，功率因数产生电路输出信号低、经信号放大保护电路输出信号至可控硅导通角调整电路，使可控硅触发电路控制可控硅部分导通，降低电压和电流，重载时电机输入线上的功率因数高，功率因数产生电路输出信号至信号放大保护电路、驱动可控硅导通角调整电路，使可控硅触发电路控制可控硅完全导通，实现重载可控硅全导通，空载或轻载部分导通，降低电压和电流，实现节电。因采用功率因数作检测信号和信号放大保护电路，所以在7.5KW～500KW的三相电动机使用、无需调整工作点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1为本实用新型的电路方框图；

图2为实现图1的电路原理图。

具体实施方式

参照图1，全自动三相电机节电器，包括功率因数产生电路U1、信号放大电路U2、触发电路U3和桥式整流电路组U4，功率因数产生电路U1输入端与三相电L1、L2、L3连接，功率因数产生电路U1输出端连接信号放大电路U2，信号放大电路U2的输出端连接触发电路U3，三相电L1、L2、L3经触发电路U3后与三相电机相连，桥式整流电路组U4分别与各电路的电源输入端相连。

下面参照图2对各电阻的组成及原理作详细的描述。

(1)功率因数产生电路U1，用于检测三相电机功率因素变化，其为三相相位检测电路，第一相L1的输入端连接电阻R26、R25与信号放大电路U2输入端相连，第二相L2串接稳压管Z6与电阻R26、R25的连接处相连，第三相L3的检测电路为一并联有另一稳压管Z5的感应线圈L3，感应线圈L3的一输出端连接三极管VT12的基极，三极管VT12的发射极连接感应线圈L3的另一输出端且串连电阻R27后连接第二相L2的输入端，三极管VT12的集电极接地，还有电容C8和分压电阻R24并连在功率因数产生电路U1的输出端。当电机输入线上的功率因数低，功率因数产生电路输出较低的直流信号；相反当电机输入线上的功率因数高时，功率因数产生电路输出较高的直流信号。

(2)信号放大电路U2，将功率因数产生电路U1的直流信号进行放大整形、反相等，以驱动触发电路U3，由运算放大器IC1A及其外围元件组成的放大电路和由另一运算放大器IC1B及其外围元件组成的反向电路，运算放大器IC1A的输出端串接二极管D8与另一运算放大器IC1B的同向输入端相连。

(3)触发电路U3根据信号放大电路U2的驱动信号分别控制可控硅VT1、VT2、VT3的导通角，实现电机的电压和电流控制，达到节能的目的。包括三组分别用于各相控制的触发子电路U31、U32、U33，每个子电路包括光电耦合器VT7、VT8、VT9、三极管VT4、VT5、VT6、触发二极管DZ1、DZ2、DZ3、可控硅VT1、VT2、VT3及其外围元件，信号放大电路U2的输出端经限流电阻R7、R8、R9分别与光电耦合器VT7、VT8、VT9输入端相连，光电耦合器VT7、VT8、VT9的输出端经电阻R7、R8、R9接地同时经电阻R4、R5、R6与三极管VT4、VT5、VT6基极相连，三极管VT4、VT5、VT6集电极及发射极、分别与桥式整流器D1、D2、D3相连，每相电的输入端一方面经电阻R1、R2、R3与桥式整流器D1、D2、D3相连，另一方面串接可控硅VT1、VT2、VT3与三相电机相连，触发二极管DZ1、DZ2、DZ3一端与桥式整流器D1、D2、D3相连，另一端与可控硅VT1、VT2、VT3的控制端相连。还有电容C1、C2、C3一端与触发二极管DZ1、DZ2、DZ3连接，另一端与三相电机相连。以其中第一相L1为例，信号放大电路U2的信号经R28的电流增加时，光电耦合器VT7内发射的红外线也增加使光电耦合器VT7内三极管导通加深，经电阻R4的电流也增加，驱动三极管VT4导通加深，电阻R1的电流增大，使电容C1的冲放电加快，则经触发二极管DZ1触发可控硅VT1的导通角加大，从而输出高电压给电动机工作。B相与C相同理。因此可控硅VT1、VT2、VT3的输出电压随功率因数提高而增大。相反当功率因数降低时，可控硅VT1、VT2、VT3的导通角变小，输出电压降低，实现节能。

(4)桥式整流电路组U4，用于提供各电路的工作电源，包括两组桥式整流电路U41、U42，其中桥式整流电路U41用于向信号放大电路U2供电，桥式整流电路U42用于向触发电路U3供电，其电路都是常用的整流稳压电路。

(5)过载保护电路U5，防止电机的超负荷运行，包括运算放大器IC1C、可控硅VT11和三极管VT10，运算放大器IC1C的反向输入端与功率因数产生电路U1输出端相连，运算放大器IC1C的输出端串接电阻R15与可控硅VT11的控制端相连，可控硅VT11一输出端与三极管的VT10的基极，三极管的集电极和基极串接于桥式整流电路组U4中其中一路用于信号放大电路U2供电的输出端。如果功率因数产生电路U1输出端的电压过高，该电压信号经R15进入可控硅VT11使其全导通，输出低电位，将三极管VT10关断，使供给信号放大电路U2的电源关闭，信号放大电路U2停止工作，从而关闭对触发电路U3的控制，达到停止电机运行的目的。

本实用新型结构简单，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。

Claims (5)

1.全自动三相电机节电器，其特征在于包括功率因数产生电路(U1)、信号放大电路(U2)、触发电路(U3)和桥式整流电路组(U4)，功率因数产生电路(U1)输入端与三相电(L1、L2、L3)连接，功率因数产生电路(U1)输出端连接信号放大电路(U2)，信号放大电路(U2)的输出端连接触发电路(U3)，三相电(L1、L2、L3)经触发电路(U3)后与三相电机相连，桥式整流电路组(U4)分别与各电路的电源输入端相连。

2.根据权利要求1所述的全自动三相电机节电器，其特征在于所述功率因数产生电路(U1)为三相相位检测电路，第一相(L1)的输入端连接电阻(R26、R25)与信号放大电路(U2)输入端相连，第二相(L2)串接稳压管(Z6)与电阻(R26、R25)的连接处相连，第三相(L3)的检测电路为一并联有另一稳压管(Z5)的感应线圈(L3)，感应线圈(L3)的一输出端连接三极管(VT12)的基极，三极管(VT12)的发射极连接感应线圈(L3)的另一输出端且串连电阻(R27)后连接第二相(L2)的输入端，三极管(VT12)的集电极接地，还有电容(C8)和分压电阻(R24)并连在功率因数产生电路(U1)的输出端。

3.根据权利要求1所述的全自动三相电机节电器，其特征在于信号放大电路(U2)包括由运算放大器(IC1A)及其外围元件组成的放大电路和由另一运算放大器(IC1B)及其外围元件组成的反向电路，运算放大器(IC1A)的输出端串接二极管(D8)与另一运算放大器(IC1B)的同向输入端相连。

4.根据权利要求1所述的全自动三相电机节电器，其特征在于触发电路(U3)包括三组分别用于各相控制的触发子电路(U31、U32、U33)，每个子电路包括光电耦合器(VT7、VT8、VT9)、三极管(VT4、VT5、VT6)、触发二极管(DZ1、DZ2、DZ3)、可控硅(VT1、VT2、VT3)及其外围元件，信号放大电路(U2)的输出端经限流电阻(R7、R8、R9)分别与光电耦合器(VT7、VT8、VT9)输入端相连，光电耦合器(VT7、VT8、VT9)的输出端经电阻(R7、R8、R9)接地同时经电阻(R4、R5、R6)与三极管(VT4、VT5、VT6)基极相连，三极管(VT4、VT5、VT6)集电极及发射极、分别与桥式整流器(D1、D2、D3)相连，每相电的输入端一方面经电阻(R1、R2、R3)与桥式整流器(D1、D2、D3)相连，另一方面串接可控硅(VT1、VT2、VT3)与三相电机相连，触发二极管(DZ1、DZ2、DZ3)一端与桥式整流器(D1、D2、D3)相连，另一端与可控硅(VT1、VT2、VT3)的控制端相连。还有电容(C1、C2、C3)一端与触发二极管(DZ1、DZ2、DZ3)连接，另一端与三相电机相连。

5.根据权利要求1所述的全自动三相电机节电器，其特征在于还设有过载保护电路(U5)，包括运算放大器(IC1C)、可控硅(VT11)和三极管(VT10)，运算放大器(IC1C)的反向输入端与功率因数产生电路(U1)输出端相连，运算放大器(IC1C)的输出端串接电阻(R15)与可控硅(VT11)的控制端相连，可控硅(VT11)一输出端与三极管的(VT10)的基极，三极管的集电极和基极串接于桥式整流电路组(U4)中其中一路用于信号放大电路(U2)供电的输出端。

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