CN2034351U - 异步电动机节能控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属一种异步电动机的节电控制器。
电动机带负载工作时，随负载的增加，端电压下降，电流和效率同时达极限值，然后电压继续下降时电流会上升，效率下降。因此在任何情况下，控制电机端电压，使电流调节到最小值，则可获得该负载下最佳效率。本实用新型节能控制器采用电流取样，搜索一定负载时最小电流，使电机效率最高，节电运行。采用单片微机及固化程序控制，使线路简单，成本低廉，安装使用方便。
Description
本实用新型属异步电动机控制装置。
众所周知，电动机很大部分时间是运行在空载或轻载之下，此时效率低，电能浪费较大。在能源紧张的今天，很多人都在研究克服或减小这种浪费现象的办法。如美国专利U·S4266177中诺拉提出的功率因数控制器，是考虑功率因数与能量的关系，设定一目标功率因数进行控制，这种控制器，节能效果与设定的目标功率因数有很大的关统，当设定恰当时，节能效果较好，若设定不恰当时，则节能效果差，甚至不节电，而这一目标功率因数又因电机而异，故不易设定恰当，且使用中必须先检查相序，使用带来不便。又如中国专利CN85107266感应电动机节能器，是利用光电转换法，取出电动机转差率作为控制信号，其实施时必须将机械式的光电变换装置附于电动机上，才可能检测到信号，使用中存在安装复杂的问题。
本实用新型为克服上述几种节能控制器的弊端，采用了电流取样和单片微处理器搜索、比较，计算控制的异步电动机节能控制器。本节能控制器包括过零比较电路〔2〕、触发电路〔4〕、双向可控硅〔5〕，其特征在于：还包括电流取样电路〔1〕和比较、计算、控制装置〔3〕。装置〔3〕由单片微处理器〔IC1〕、锁存器〔IC2〕、存储器〔IC3〕、定时器〔IC4〕、模数转换器〔IC5〕及门电路〔IC6〕〔IC7〕组成，且存储器〔IC3〕固化有本控制系统的程序。
本实用新型的原理是基于美国明尼苏达大学N·Mohan教授发表于《IEEE Trancctions on Power Apparatus and Systems》1980，V01.PAS－99，NO.4，他们对几种功率因数控制器进行了试验，而该大学并未研制实际的装置。从试验数据分析知，电动机在轻载时其电流几乎随电压的下降而减小，功率因数上升，功率会显著提高，可电压下降到某一值时，电流和效率几乎同时达到极值，而后电流反而增加，效率反而降低，但功率因数则随电压下降而持续上升。因此在任何给定负载下如能控制电机端电压，使电流调节到最小值，则可获该负载下最佳效率，所以可以用电流作为检测控制信号。
本实用新型所述的节能控制器是基于上述原理，采用了电流取样，并用单片微机组成控制器。存储器〔IC3〕予先固化有本控制系统的程序：根据图3所示程序流程图，再根据不同的芯片要求，很容易写出源程序，将此源程序固化于存储器2764。如图2所示的比较，计算、控制装置〔3〕就能根据取样信号，比较信号自动比较、计算，送出控制信号于触发脉冲电路〔4〕。
实际上由单片微处理器组成的比较，计算、控制装置〔3〕中的集成块可有各种不同的型号，从而组成不同的结构形式。单片微处理器〔IC1〕可采用8031，锁存器〔IC2〕可用74LS273，存储器〔IC3〕可用2764，定时器〔IC4〕以采用8253为好，模数转换器〔IC5〕可用0809。由上述型号的集成块组成的比较、计算、控制装置〔3〕的结构是最简单的一种。
电流取样电路可以有各种不同的结构。本实用新型的电流取样电路〔1〕由电流互感器CT、整流桥D1～D4、滤波电容C3、可调分压电阻W1R4电压跟随器〔IC8〕及电阻R6组成。这里由于采用可调分压电阻，且在跟随器〔IC8〕的输出端接入电阻R6，这样有效地防止了各种干扰。
本实用新型节能控制器，由于采用上述结构，其线路简单，成本低廉，安装使用方便，适用范围广，从1KW～110KW可形成系列产品，单相、三相均可使用，对于连续变化负载（如皮带运输机、机床、农用机械等）、轻重交替变化负载（如鉋床、破碎机等）、间歇性负载（如剪板机、冲床等）均可使用。
附图1——异步电动机节能控制器结构图
图中：1——电流取样电路
2——过零检测电路
3——比较计算控制装置
4——触发电路
5——可控硅调压电路
6——电动机
附图2——异步电动机节能控制器电路原理图
附图3——程序流程图
实施例
如图2所示的异步电动机节能控制系统。电流取样信号送入比较、计算、控制装置〔3〕中〔IC5〕的模拟输入端LN7，经转换后由总线进入〔IC1〕之P0口。过零信号送入〔3〕中之〔IC1〕P3.7口。〔3〕中的〔IC1〕P1.0～P1.3口接软起动时间设定开关〔DS1〕，可按需要设定16种不同的起动时间，以符合各种不同的机械负载起动所需。〔IC1〕之P1.4～P1.6口接间歇性负载之轻载电压值设定开关〔DS2〕，可设定8种不同电压，以适应不同工况的剪板机、冲床等所需。〔IC1〕之LNT口为外接间歇性负载切换开关用，〔IC1〕之P2.3口接故障声音报警器〔DE〕用P2.6、P2.7口作系统自诊故障显示、起动过程监控显示。〔IC1〕之P1.7口用于输出系统时钟。节电器送电〔3〕中之〔IC1〕初始化后，进入系统故障自诊程序，当参考电压、外设、三相平衡、系统状态均正常时，电机才能起动，否则故障报警。〔IC1〕读入外设软起动时间常数，自动设置各定时器与计数器初始值，设置初始控制角，并输出控制角常数至触发电路〔4〕，驱动双向可控硅〔5〕，电动机〔6〕软起动，然后〔3〕中之〔IC1〕对取样之新电流i1和旧电流i2大小进行比较、计算，决定改变控制角的方向与步长，由〔IC4〕的00、01、02、口输出三相触发脉冲经触发电路〔4〕的拓宽与放大、隔离，改变双向可控硅〔5〕的导通角，从而改变电机〔6〕的端电压，使在一定负载时，向最小电流逼近，达到节电效果。当三相不平衡、过流、过压发生时，通过〔3〕中的〔IC4〕输入〔IC1〕发出报警信号。
上述系统经实际测试：当电机负载率从2％～65％变化时，可节约有功功率47％～2％，无功功率55％～3％。
Claims (3)
1、异步电动步节能控制器，包括过零比较电路[2]、触发电路[4]、双向可控硅[5]；其特征在于还包括电流取样电路[1]、和比较计算控制装置[3]，本装置[3]、由片微处理器[IC1]、锁存器[IC2]、存储器[IC3]、定时器[IC4]、模数转换器[IC5]及门电路[IC7][IC6]组成，且存储器[IC3]固有本控制系统的程序。
2、根据权利要求1所述的节能控制器，其特征在于比较计算控制装置〔3〕中的单片微处理器〔2C1〕为8031，锁存器〔2C2〕为74LS273存储器〔2C3〕为2764，定时器〔2C4〕为8253，模数转换器〔2C5〕为0809。
3、根据权利要求1所述的节能控制器，其特征在于：电流取样电路〔1〕由电流互感器CT、整流桥D1～D4、滤波电容C3、可调分压电阻W1、R4电压跟随器IC8及电阻R6组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 88205316 CN2034351U (zh) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | 异步电动机节能控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 88205316 CN2034351U (zh) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | 异步电动机节能控制器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2034351U true CN2034351U (zh) | 1989-03-15 |
Family
ID=4839742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 88205316 Withdrawn CN2034351U (zh) | 1988-05-07 | 1988-05-07 | 异步电动机节能控制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2034351U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014086299A1 (zh) * | 2012-12-06 | 2014-06-12 | Wu Wingkin | 电子开关、电机及提高电机效率的方法 |
| CN112653356A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-13 | 珠海格力电器股份有限公司 | 自起动同步电机的控制方法及系统、存储介质、处理器 |
-
1988
- 1988-05-07 CN CN 88205316 patent/CN2034351U/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014086299A1 (zh) * | 2012-12-06 | 2014-06-12 | Wu Wingkin | 电子开关、电机及提高电机效率的方法 |
| CN112653356A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-04-13 | 珠海格力电器股份有限公司 | 自起动同步电机的控制方法及系统、存储介质、处理器 |
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C15 | Extension of patent right duration from 15 to 20 years for appl. with date before 31.12.1992 and still valid on 11.12.2001 (patent law change 1993) | ||
| RN01 | Renewal of patent term | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |