CN201750396U - 一种智能三相电机节电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能三相电机节电器，包括三相电流取样电路、信号放大电路、电源供电电路、开关管以及功率输出控制电路，功率输出控制电路分别并接于各开关管的两端，功率输出控制电路的输出端分别与各开关管的控制端连接，三相电流取样电路的输入端与三相电源连接，三相电流取样电路的输出端与信号放大电路连接，信号放大电路的输出端分别与各功率输出控制电路相连，电源供电电路的输出端分别与三相电流取样电路、信号放大电路、功率输出控制电路连接。本实用新型可以自动实现节能效果，其结构简单，制作零件少，可以制成体积小、重量轻的一体式产品，具有安装简单的优点。

Description

一种智能三相电机节电器

技术领域

本实用新型属于节电器技术领域，特别涉及一种智能三相电机节电器。

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。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，这一较低的功率因数必然会带来电能的巨大浪费。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型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智能三相电机节电器，其结构简单，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。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种智能三相电机节电器，包括三相电流取样电路、信号放大电路、电源供电电路、分别串接于三相电源与三相电机供电端的供电回路中的开关管以及用于控制各供电回路中开关管的导通角的功率输出控制电路，功率输出控制电路分别并接于各开关管的两端，功率输出控制电路的输出端分别与各开关管的控制端连接，三相电流取样电路的输入端与三相电源连接，三相电流取样电路的输出端与信号放大电路连接，信号放大电路的输出端分别与各功率输出控制电路相连，电源供电电路的输出端分别与三相电流取样电路、信号放大电路、功率输出控制电路连接。

作为优选的实施方式，本实用新型还包括工作状态指示电路，所述工作状态指示电路并接于开关管的两端。

本实用新型在三相电源和三相电机供电端之间串接有开关管，通过控制开关管的导通角可以控制三相电机的电压和电流大小，此开关管导通角的改变是受功率输出控制电路控制的，当三相电源通电时，三相电流取样电路取样的电压高，信号放大电路根据此较高的取样电压信号向功率输出控制电路输出一个提升电压的信号，功率输出控制电路控制开关管输出电压最高，确保三相电机全压起动；在三相电机处于空载或者轻载时，电流较小，三相电流取样电路的取样电流输出信号低，此信号经信号放大电路放大后输出到功率输出控制电路，使开关管部分导通，降低电压和电流；三相电机处于重载时三相电流取样电路的取样信号高，此信号经信号放大电路放大后输出到功率输出控制电路，使开关管完全导通，实现重载开关管全导通，利用上述方式本实用新型可以根据三相电机的负荷状态控制三相电机的电压和电流大小，从而可以自动实现节能效果，三相电流取样电路和信号放大电路的设置可以使得三相电机在工作过程中免去调整工作点的麻烦，特别适合负载经常变化和间歇工作的三相电机配套使用，本实用新型结构简单，制作零件少，可以制成体积小、重量轻的一体式产品，具有安装简单的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的系统组成方框图；

图2为本实用新型一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的一种智能三相电机节电器，包括三相电流取样电路1、信号放大电路2、电源供电电路3、分别串接于三相电源L1、L2、L3与三相电机供电端U、V、W的供电回路中的开关管VT1、VT2、VT3以及用于控制各供电回路中开关管的导通角的功率输出控制电路4A、4B、4C，其中开关管VT1、VT2、VT3优选为双向晶闸管，其导通和关闭状态受控制端输入信号的控制，功率输出控制电路4A、4B、4C分别并接于各开关管VT1、VT2、VT3的两端，功率输出控制电路4A、4B、4C的输出端分别与各开关管VT1、VT2、VT3的控制端连接，三相电流取样电路1的输入端与三相电源L1、L2、L3连接，三相电流取样电路1的输出端与信号放大电路2连接，信号放大电路2的输出端分别与各功率输出控制电路4A、4B、4C相连，电源供电电路3的输出端分别与三相电流取样电路1、信号放大电路2、功率输出控制电路4A、4B、4C连接。

为了能够更好地向用户显示节电器的工作状态，本实用新型还进一步优选包括工作状态指示电路5A、5B、5C，所述工作状态指示电路5A、5B、5C并接于开关管VT1、VT2、VT3的两端，该工作状态指示电路可以利用LED发光二极管实现，工作状态指示电路的发光状态可以指示开关管的导通关闭状态，例如，当开关管断开时，指示电路不亮，当开关管完全导通时，指示电路则处于完全点亮状态。

如图2所示，作为优选的实施方式，本实用新型的信号放大电路2一般包括串联连接的反相放大电路和同相放大电路，反相放大电路的反向输入端与三相电流取样电路的输出端连接，反相放大电路的输出端通过二极管后与同相放大电路的同向输入端连接，反相放大电路的输出端与功率输出控制电路的输入端相连。在本实施例中，反相放大电路由放大器IC1A以及其外围元件组成，同相放大电路由放大器IC1B以及其外围元件组成，信号放大电路2与三相电流取样电路1配合工作可以免去在工作过程中调整工作点的麻烦。

为了可以使得每一相的控制独立，不互相影响，本实用新型的功率输出控制电路4A、4B、4C优选包括隔离电路和控制电路，所述控制电路并接于开关管的两端，控制电路的输出端与开关管连接，控制电路的输入端通过隔离电路与信号放大电路的输出端相连，该隔离电路的设置可以信号放大电路所输出的一个信号可以同时被各个控制电路所用，而且各个控制电路之间可以对相应的开关管独立控制，其中，隔离电路一侧的控制电路根据隔离电路另一侧的信号放大电路2输入信号强弱控制开关管的导通程度大小。在图2的实施例中，控制电路的主要部件包括三极管VT4、VT5、VT6、触发二极管DZ1、DZ2、DZ3、桥式整流器D1、D2、D3等，以其中一相L1为例，信号放大电路的信号增大时，光耦VT7的三极管导通加深，经电阻R4的电流增加，三极管VT4导通加深，电阻R1的电流增大，电容C1的充电加快，那么经触发二极管DZ1触发开关管VT1的导通角加大，交流电源L1输出更大的电压给电动机工作。利用上述的工作原理节能器可以实现完好的节能效果。

Claims (5)

1.一种智能三相电机节电器，其特征在于包括三相电流取样电路（1）、信号放大电路（2）、电源供电电路（3）、分别串接于三相电源（L1、L2、L3）与三相电机供电端（U、V、W）的供电回路中的开关管（VT1、VT2、VT3）以及用于控制各供电回路中开关管的导通角的功率输出控制电路（4A、4B、4C），功率输出控制电路（4A、4B、4C）分别并接于各开关管（VT1、VT2、VT3）的两端，功率输出控制电路（4A、4B、4C）的输出端分别与各开关管（VT1、VT2、VT3）的控制端连接，三相电流取样电路（1）的输入端与三相电源（L1、L2、L3）连接，三相电流取样电路（1）的输出端与信号放大电路（2）连接，信号放大电路（2）的输出端分别与各功率输出控制电路（4A、4B、4C）相连，电源供电电路（3）的输出端分别与三相电流取样电路（1）、信号放大电路（2）、功率输出控制电路（4A、4B、4C）连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能三相电机节电器，其特征在于还包括工作状态指示电路（5A、5B、5C），所述工作状态指示电路（5A、5B、5C）并接于开关管（VT1、VT2、VT3）的两端。

3.根据权利要求1所述的一种智能三相电机节电器，其特征在于所述开关管（VT1、VT2、VT3）为双向晶闸管。

4.根据权利要求1所述的一种智能三相电机节电器，其特征在于所述信号放大电路（2）包括串联连接的反相放大电路和同相放大电路，反相放大电路的反向输入端与三相电流取样电路的输出端连接，反相放大电路的输出端通过二极管后与同相放大电路的同向输入端连接，反相放大电路的输出端与功率输出控制电路的输入端相连。

5.根据权利要求1所述的一种智能三相电机节电器，其特征在于所述功率输出控制电路（4A、4B、4C）包括隔离电路和控制电路，所述控制电路并接于开关管的两端，控制电路的输出端与开关管连接，控制电路的输入端通过隔离电路与信号放大电路的输出端相连。

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