CN203166830U

CN203166830U - 高压电机高电效节能控制装置

Info

Publication number: CN203166830U
Application number: CN 201320076285
Authority: CN
Inventors: 李建生; 刘焱
Original assignee: HENAN HUANTONG ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: HENAN HUANTONG ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2023-02-19

Abstract

本实用新型公开了一种高压电动机高电效节能装置，包括监控器、PLC单元、变频驱动装置，所述的监控器通过网络交换机与PLC的通信模块连接，PLC与变频驱动装置连接，变频驱动装置的信号输出端连接电动机。本实用新型使原生产和工艺效果在不降低的前提下，实现稳定和安全双保障，节能效果最大化，从根本上解决了这个难题，使安全生产与节能两不误，双促进。

Description

高压电机高电效节能控制装置

技术领域

本实用新型涉及电动机节能装置，尤其涉及一种高压电机高电效节能控制装置。

背景技术

目前, 面对能源的日趋紧缺，节能降耗不仅是国家在“十一五规划”，“十二五规划”中的一项重要内容，而且也是企业降低成本，提高竞争力，更好地生存与发展的重要途径。关于电能消耗，电动机的耗电占整个国民经济用电量超过6成，在生产企业所占比重更是已经超过9成，而在现代企业中高压电动机在电动机的电耗占比超过5成，因此，做好电动机节能的文章是企业节电的重点，抓好高压电动机的节电更是降低能源消耗中的重中之重。目前，高压电动机在企业中的应用场合主要是除尘风机、供水水泵等，节能控制方式主要是应用变频器驱动，由于生产工艺的限制，设备选型不科学，控制不合理，没有监控手段等诸多因素的影响，存在变频器选型不当，故障频发，控制不科学，节能效果甚微，应用过程动态监控欠缺，尤其在除尘领域高压电动机的节能，控制不当，不仅影响到了节电的效果，更降低了除尘的效果，对环境产生了污染；不但影响到正常的生产，而且可能也影响到安全运行。因此，探索和研究高压电动机高电效的节能控制，是所有企事业单位共同研究的重要课题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高压电机高电效节能控制装置，能够高效节能、使用方便、运行可靠。

本实用新型采用下述技术方案：一种高压电动机高电效节能装置，包括监控器、PLC单元、变频驱动装置，所述的监控器通过网络交换机与PLC的通信模块连接，PLC单元与变频驱动装置连接，变频驱动装置的信号输出端连接电动机。

所述的PLC单元包括中央处理模块、通信模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块和电源模块，所述的开关量输入模块用于连接生产现场的工艺信号输出端，开关量输入模块的输出端连接中央处理模块的输入端，中央处理模块的输出端通过开关量输出模块连接变频驱动装置输入端，变频驱动装置输出端通过模拟量输入模块连接中央处理模块，通信模块连接监控器和变频驱动装置。

所述的变频驱动装置包括隔离变压器、功率单元、控制器、接口板、人机界面、输入电压检测装置、输入电流检测装置、输出电压检测装置、输出电流检测装置，隔离变压器的输出端与功率单元的输入端连接，功率单元的输出端连接电机，控制器连接功率单元的控制端；控制器的输出端连接有人机界面，人机界面与PLC单元的通信模块连接；控制器通过接口板与PC单元连接；输入电压检测装置、输入电流检测装置、输出电压检测装置、输出电流检测装置均与控制器的输入端连接。

所述的控制器包括光纤板、信号板、主控板、母线板和电源板，所述的光纤板、信号板、母线板、电源板均与主控板连接；所述的光纤板通过光纤连接功率单元，信号板与输入电压检测装置、输入电流检测装置、输出电压检测装置、输出电流检测装置连接。

所述的变频驱动装置还包括有温度监控装置，温度监控装置用于检测隔离变压器、功率单元的温度，温度监控装置的信号输出端与控制器连接。

所述的功率单元包括IGBT组成的单相H形桥式逆变电路、三相二极管、电容、电阻、，其中三相二极管和隔离变压器的二次线圈的三相低压输出端连接，三相二极管经过全波整流为直流环节电容充电，电容上的电压提供给IGBT组成的单相H形桥式逆变电路，逆变电路的输出端与电动机连接。

本实用新型由变频驱动装置、PLC单元和监控器构成，使原生产和工艺效果在不降低的前提下，实现稳定和安全双保障，节能效果最大化，从根本上解决了这个难题，使安全生产与节能两不误，双促进。其中监控器不但可以对过程运行的电流、频率、功率、速度等参数实时监视，而且可以发送指令经过PLC单元对变频驱动装置进行控制，同时可以通过数据库对电量进行量化监管；PLC单元是系统装置控制的核心，既能够通过采集生产工艺过程的变量参数，经过运算与处理为变频装置提供最佳效果信号，而且可以把所有信息传输给监控器，运行可靠，抗干扰能力强；变频驱动装置是功率单元串联和模块化，整流电路的脉冲数30脉动，多电平，旁路冗余，具有可靠性和运行效率高，谐波含量低，调速性能和稳速精度佳，动态响应快的特点及作用。综上所述，本实用新型操作安全可靠，使用方便，电效率高，节能控制效果明显。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图；

图2为本实用新型中变频驱动装置的电路图；

图3为本实用新型中功率单元的电路图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一种高压电动机高电效节能装置，包括监控器1、PLC单元2、变频驱动装置3，所述的监控器1通过网络交换机4与PLC单元2的通信模块23连接，PLC单元2与变频驱动装置3连接，变频驱动装置3的信号输出端连接电动机。其中所述的PLC单元包括中央处理模块22、通信模块23、开关量输入模块24、开关量输出模块25、模拟量输入模块26和电源模块21，所述的开关量输入模块24用于连接生产现场的工艺信号输出端，开关量输入模块24的输出端连接中央处理模块22的输入端，中央处理模块22的输出端通过开关量输出模块25连接变频驱动装置3的输入端，变频驱动装置3的输出端通过模拟量输入模块26连接中央处理模块22，通信模块23连接监控器1和变频驱动装置3。

如图2所示，所述的变频驱动装置包括隔离变压器31、功率单元33、控制器35、接口板36、人机界面34、所述的控制器35包括光纤板351、信号板352、主控板353、母线板355和电源板354，所述的光纤板351、信号板352、母线板355、电源板354均与主控板353连接；所述的光纤板351通过光纤连接功率单元33，信号板352 与输入电压检测装置37、输入电流检测装置38、输出电压检测装置39、输出电流检测装置310连接，隔离变压器31的输出端与功率单元33的输入端连接，功率单元33的输出端连接电机M，控制器35连接功率单元33的控制端；控制器35的输出端连接有人机界面34，人机界面34与PLC单元2的通信模块连接；控制器35通过接口板36与PC单元2连接；输入电压检测装置37、输入电流检测装置38、输出电压检测装置39、输出电流检测装置310的信号输出端均与控制器35的输入端连接。所述的变频驱动装置还包括有温度监控装置32，温度监控装置32用于检测隔离变压器31、功率单元33的温度，温度监控装置32的信号输出端与控制器35连接。当温度过高时，则控制器控制使功率单元停止输出，从而更好的保护电动机及设备的安全。

人机界面34为中文操作界面，负责信息处理和与外部的通讯，它与PLC单元2的通信模块23连接，与主控板353及接口板36连接，把电流、电压、功率及运行频率等参数集中显示，同时也能动态监控变频驱动装置3的系统状态。监控器1可以把电动机的消耗电量通过数据库进行相关处理，最终实现电量的瞬时值实时显示、班次报表自动生成、月报自动生成、年报自动生成、指标完成情况查询和管理等功能，从而实现量化指标管理。

如图3所示，所述功率单元33的输入端和隔离变压器31的二次线圈的三相低压输出端331连接，三相二极管332经过全波整流为直流环节电容333充电，电容333上的电压提供给IGBT334组成的单相H形桥式逆变电路，功率单元33通过光纤接收信号，采用空间矢量正弦波脉宽调制PWM方式，控制IGBT334（VI1-VI4）的导通和关断，生成单相脉宽调制波形。因功率单元采用多重化PWM控制，多电平逆变器，则输出波形好，电动机转矩无脉动，无共模电压和轴电流，不存在均压问题，总电压和电量失真率低，无DU/Dt对电动机的绝缘影响，可以和普通的新老电动机匹配，使运行功率因数大于0.95，同时模块化设计维修方便，运行可靠。

如图1、图2、图3所示，本实用新型按照电压等级确定后，PLC单元2接收到生产过程中不同的工艺信号，按照预先设定好的程序，以脉冲信号形式发送给变频驱动装置3的接口板36，主控板353运用正弦波空间矢量控制方式产生脉宽调制的三相电压指令，完成对电动机M的自动速度调节，进而实现电动机最佳节能控制，人机界面34把变频驱动装置3的电流、电压、速度等相关运行参数传输给PLC单元2，PLC单元2经通讯模块23把所有运行数据以internet协议通过网络交换机4传输给监控器1，监控器1不但可以把所有的数据信息、工作状态、故障状态等实时动态显示，而且利用数据库进行数据存储、信息查询机报表自动生成，在实现量化指标管理的基础上，实现了高电效。

Claims

1.一种高压电动机高电效节能装置，其特征在于：包括监控器、PLC单元、变频驱动装置，所述的监控器通过网络交换机与PLC的通信模块连接，PLC单元与变频驱动装置连接，变频驱动装置的信号输出端连接电动机。

2.根据权利要求1所述的高压电动机高电效节能装置，其特征在于：所述的PLC单元包括中央处理模块、通信模块、开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块和电源模块，所述的开关量输入模块用于连接生产现场的工艺信号输出端，开关量输入模块的输出端连接中央处理模块的输入端，中央处理模块的输出端通过开关量输出模块连接变频驱动装置输入端，变频驱动装置输出端通过模拟量输入模块连接中央处理模块，通信模块连接监控器和变频驱动装置。

3.根据权利要求2所述的高压电动机高电效节能装置，其特征在于：所述的变频驱动装置包括隔离变压器、功率单元、控制器、接口板、人机界面、输入电压检测装置、输入电流检测装置、输出电压检测装置、输出电流检测装置，隔离变压器的输出端与功率单元的输入端连接，功率单元的输出端连接电机，控制器连接功率单元的控制端；控制器的输出端连接有人机界面，人机界面与PLC单元的通信模块连接；控制器通过接口板与PC单元连接；输入电压检测装置、输入电流检测装置、输出电压检测装置、输出电流检测装置均与控制器的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的高压电动机高电效节能装置，其特征在于：所述的控制器包括光纤板、信号板、主控板、母线板和电源板，所述的光纤板、信号板、母线板、电源板均与主控板连接；所述的光纤板通过光纤连接功率单元，信号板与输入电压检测装置、输入电流检测装置、输出电压检测装置、输出电流检测装置连接。

5.根据权利要求4所述的高压电动机高电效节能装置，其特征在于：所述的变频驱动装置还包括有温度监控装置，温度监控装置用于检测隔离变压器、功率单元的温度，温度监控装置的信号输出端与控制器连接。

6.根据权利要求5所述的高压电动机高电效节能装置，其特征在于：所述的功率单元包括IGBT组成的单相H形桥式逆变电路、三相二极管、电容、电阻、，其中三相二极管和隔离变压器的二次线圈的三相低压输出端连接，三相二极管经过全波整流为直流环节电容充电，电容上的电压提供给IGBT组成的单相H形桥式逆变电路，逆变电路的输出端与电动机连接。