CN201270495Y - 一种节电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种节电设备，包括矢量变频器，所述的矢量变频器与电网相连，还包括控制器与交流异步电动机，所述的控制器与矢量变频器电连接组成回路；所述的交流异步电动机的一端与矢量变频器的输出端相连，另一端与负载相连。本实用新型能够自动优化能耗、自动优化调制转速，且噪音小、能耗低。可以实现一机多用、控制形式多样化、显示直观、保护功能齐全。

Description

一种节电设备

技术领域

本实用新型涉及一种节电设备，具体涉及一种基于无感矢量变频控制的节电设备，属于变频调速技术领域。

背景技术

目前，国内市场用于风机、水泵、空压机变频调速技术基本采用变频技术改造，来改善工艺流程，对电机、负载实现多重保护。平滑启动过程，可以减小电机负载对电网的冲击，达到节能降耗的目的。采用的变频器一般为SPWM(Sinusoidal pulse Width Modulation；弦波脉宽)调制的恒V/F(电压/频率)控制，SPWM调制的缺点有：直流母线电压利用率低、电流谐波大、高频噪声大，造成了这类变频器对节能的一个瓶颈。而恒V/F控制，明显存在转矩小、低速性能差、稳态精度低、动态性能(加减速性能和负载抗干扰能力)不理想等缺点。特别是低速情况下，由于定子电阻压降和死区电压误差的存在，使系统的调速性能和经济性受到严重影响。同时，输出纹波大，对电网的谐波污染严重，噪音大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够自动优化能耗、自动优化调制转速，且噪音小、能耗低的节能装置。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种节电设备，包括矢量变频器，所述的矢量变频器与电网相连，还包括控制器与交流异步电动机；所述的控制器与矢量变频器电连接组成回路；所述的交流异步电动机的一端与矢量变频器的输出端相连，另一端与负载相连。

本实用新型的有益效果是控制器发出指令对变频器进行适时优化控制，自动优化调制转速，达到节电的目的。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，在所述的矢量变频器与交流异步电动机之间还设有滤波器。

采用上述进一步方案的有益效果是可以滤除高次谐波，保护交流异步电动机。

进一步，所述的控制器可为单片机、嵌入式单片机、数字信号处理器或ARP(Address Resolution Protocol；地址解析协议)单片机。

进一步，所述的控制器设有模拟输入通道和开关量输入通道，并同时设有多路选择开关。

进一步，在所述的多路选择开关与电动机之间设有反馈回路，所述的反馈回路为光电码盘或测速电机。

进一步，在所述多路选择开关与控制器之间还设有线性隔离器与光电隔离器；所述的线性隔离器为光隔离运算放大器或变压器；所述的光电隔离器为光耦隔离或光纤隔离。

进一步，在所述的控制器上设有累时器。

进一步，在所述的控制器及矢量变频器中间设有端子控制开关。

采用上述进一步方案的有益效果是端子控制开关把需要的开关输入设置传递给矢量变频器。

进一步，在所述的控制器上连接有键盘输入装置与显示器显示装置。

采用上述进一步方案的有益效果是显示直观，可以显示多个物理变量。

进一步，在所述的控制器与矢量变频器之间设有鉴相器。

采用上述进一步方案的有益效果是鉴相器用于控制矢量变频器的正反转。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的电气原理框图；

图3为本实用新型控制器部分的原理框图；

图4为本实用新型使用在水泵上的实施例的原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，矢量变频器与电网相连，控制器直接与矢量变频器相连，在控制器上还连接有累时器、数据采集装置与系统显示装置，矢量变频器的输出端通过滤波装置与交流异步电机相连，交流异步电机上直接连有负载。滤波装置可为滤波器(如图2所示)起到滤除高次谐波的作用，保护交流异步电动机，减少EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容)。电动机启动控制系统，一端与电网相连，另一端与交流异步电机相连，并与矢量变频器组成回路，控制交流异步电动机的启动。交流异步电动机所接负载，可以是风机负载，水泵负载等。累时器是对时间的一个记录装置，既是一个时钟，又可对装置工作时间进行累积，其一个重要功能是可以作为实现控制的一个输入，控制器可以根据时间自动更改工作模式，以达到节约的目的。

如图2所示，控制器通过A/D转换(数模转换)与模数转换开关后与矢量变频器相连。在控制器上连接有模拟量输入通道与开关量输入通道，并同时连接有多路选择开关，多路选择开关可以在模拟输入通道与开关量输入通道之间进行切换，开关量包括整机的运行、停止、急停信号，电机转速反馈的光电码盘信号等，模拟量是环境变量，温度变量，以及根据现场运用需要可以进行设置的控制算法需要的输入变量。所有的模拟量经过隔离器后输入到控制器中，模拟量经过线性隔离器隔离，线性隔离器是光隔离运算放大器或变压器隔离；开关量经过光电隔离器隔离，光电隔离可以是光耦隔离，也可以是光纤隔离。

在交流异步电动机与多路选择开关之间还设有反馈回路，反馈回路用来检测电机的转速，反馈回路可以是光电码盘或测速电机。在控制器上还设有键盘输入装置、显示装置与累时器；键盘输入用于输入需要的控制变量和选择需要的工作模式，查询当前的工作状态等功能；显示装置为LED显示或LCD显示，用于显示当前的工作状态，输入数据的实时显示，运行变量的显示，故障状态的显示。

控制器IV经端子控制开关和矢量变频器I的开关量的输入输出相接，把需要的开关输入设置传递给矢量变频器，矢量变频器的开关输出状态信号传递给智能控制器，在控制器与矢量变频器之间还设有鉴相器，通过鉴相器的设置可以控制矢量变频器的正反转。矢量变频器的频率指令，或转矩指令可以以模拟的方式给定；通过A/D再通过模数转换开关，传递给矢量变频器；或通过串行通信的方式进行给定。

图3是控制器部分的原理框图，模拟量经过模拟选择开关经过线性隔离器隔离后进入控制器，其中模拟量最多为8路。开关量经过DIP(Dualln-linePackage，双列直插式封装)选择开关经过光电隔离器隔离后进入控制器，开关量输入最多为16路。控制器的输出可为8路开关量输出、经A/D转换后的1路模拟量输出，经电平转换后引出串行通信口。

如图4所示，本实施例中负载为水泵，矢量变频器与电网相连。开关量与模拟量输入到控制器中，控制器通过累时器及输入量的变化实时调整，监测矢量变频器、交流异步电动机与负载间运行曲线的变化，适时优化控制。在矢量变频器与控制器间设有变频器状态反馈电路，所使用的滤波装置为电容电感滤波器，所使用的反馈回路为光电码盘。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种节电设备，包括矢量变频器，所述的矢量变频器与电网相连，其特征在于：还包括控制器与交流异步电动机；所述的控制器与矢量变频器电连接组成回路；所述的交流异步电动机的一端与矢量变频器的输出端相连，另一端与负载相连。

2.根据权利要求1所述的节电设备，其特征在于：在所述的矢量变频器与交流异步电动机之间还设有滤波器。

3.根据权利要求1所述的节电设备，其特征在于：所述的控制器可为单片机、嵌入式单片机或数字信号处理器。

4.根据权利要求1所述的节电设备，其特征在于：所述的控制器设有模拟输入通道和开关量输入通道，并同时设有多路选择开关。

5.根据权利要求4所述的节电设备，其特征在于：在所述的多路选择开关与电动机之间设有反馈回路，所述的反馈回路为光电码盘或测速电机。

6.根据权利要求4所述的节电设备，其特征在于：在所述多路选择开关与控制器之间还设有线性隔离器与光电隔离器；所述的线性隔离器为光隔离运算放大器或变压器；所述的光电隔离器为光耦隔离或光纤隔离。

7.根据权利要求1所述的节电设备，其特征在于：在所述的控制器上设有累时器。

8.根据权利要求1所述的节电设备，其特征在于：在所述的控制器及矢量变频器中间设有端子控制开关。

9.根据权利要求1所述的节电设备，其特征在于：在所述的控制器上连接有键盘输入装置与显示器显示装置。

10.根据权利要求1所述的节电设备，其特征在于：在所述的控制器与矢量变频器之间设有鉴相器。

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