CN219875533U - 一种高效节能型plc变频柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高效节能型PLC变频柜，包括柜体，所述柜体的内腔分别安装有隔离开关、断路器模块、变频器、接触器模块、PLC和工频变频同步监测模块，所述断路器模块包括断路器2‑1、断路器2‑2、断路器2‑3和断路器2‑4，所述接触器模块包括接触器4‑1、接触器4‑2、接触器4‑3、接触器4‑4、接触器4‑5和接触器4‑6。本实用新型采用单台变频器的系统结构设计，在单个电机满频运行时，可切换至工频，利用变频器启动下一台电机，变频器的价值较高，单台变频器的设计大大的降低了设备的成本，多台电机的配置，即可满足负荷变化范围较大的场景，也可根据运行时间进行合理的工作时间分配，提高设备的运行稳定性和连续性。
Description
技术领域
本实用新型涉及PLC变频柜技术领域，具体为一种高效节能型PLC变频柜。
背景技术
电机是生产力发展的巨大动力源，是电力工业成为可能的基础，支撑着我你的现代生活的方方面面，在需要精准控制电机运行频率和出力，且负荷变化极大的应用场景，需要PLC变频控制柜来根据现场工艺需求对电机进行精准的运行控制。
因单台变频器控制电机的方案在实际运行过程中有其最小运行频率的限制，且大功率电机启动控制主要分为星角启动、软启动及变频启动三种方式。当电机超过一定功率后就不可直接启动，冲击容易造成电力系统的不稳定，所以目前可行的方案有2种，
方案1：PLC控制多台变频器来控制电机运行来实现负荷变化范围较大的工况，当单台电机不能满足需要时，此台电机满频运行，再依次开启其他变频器，此方案有如下问题：
多台变频器的配置不仅采购成本提高，其柜体尺寸、装配难度等都大大提高，因此提高了设备的整体造价；
在变频器满频运行时，所产生的热量消耗造成了电量的浪费；
方案2：PLC控制1台变频带多台电机，当电机满频后，停变频器，和旁路接触器实现单台变频器方案，此方案有如下问题：
但当电机超过一定功率后即使在电机满频运行时，主磁场在定子三相绕组内感应对称的三相电动势，若关闭变频，定子线圈产生的感应电动势并不会在极短的时间内消失机，此时切入电网系统，会造成极大的冲击电流；
当变频器故障时，无法进行电机的投入，需停机更换变频器；
因此，发明一种高效节能型PLC变频柜来解决上述问题很有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高效节能型PLC变频柜，具备高效节能和多台电机配置实现阶梯的精准控制，根据运行时间进行合理工作时间分配的优点，解决了多台变频器的配置不仅采购成本提高，其柜体尺寸、装配难度等都大大提高，因此提高了设备的整体造价，当变频器故障时，无法进行电机的投入，需停机更换变频器的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高效节能型PLC变频柜，包括柜体，所述柜体的内腔分别安装有隔离开关、断路器模块、变频器、接触器模块、PLC和工频变频同步监测模块，所述断路器模块包括断路器2-1、断路器2-2、断路器2-3和断路器2-4，所述接触器模块包括接触器4-1、接触器4-2、接触器4-3、接触器4-4、接触器4-5和接触器4-6，所述柜体的正面通过铰链转动连接有柜门，柜门的正面安装有触摸屏。
优选的，所述PLC接入端通过导线电性连接有现场传感器，所述隔离开关的接入端连接有进线电源，所述隔离开关的接出端与断电器2-1的接入端电性连接。
优选的，断路器2-1的接出端分别与断路器2-2、断路器2-3和断路器2-4的接入端电性连接，断路器2-2的接出端与接触器4-2的接入端电性连接，接触器4-2的接出端与接触器4-1的接出端电性连接，断路器2-3的接出端与接触器4-4的接入端电性连接，接触器4-4的接出端与接触器4-3的接出端电性连接，断路器2-4的接出端与接触器4-6的接入端电性连接，接触器4-6的接出端与接触器4-5的接出端电性连接。
优选的，所述断路器2-1的接出端与变频器的接入端电性连接，所述变频器的接出端分别与接触器4-1、接触器4-3和接触器4-5的接入端电性连接。
优选的，所述变频器的接出端与PLC的接入端电性连接，断路器2-2、断路器2-3、断路器2-4、接触器4-1、接触器4-3和接触器4-5的接出端均与工频变频同步监测模块的接入端电性连接，所述工频变频同步监测模块的接出端与PLC的接入端电性连接。
优选的，所述PLC与触摸屏双向电性连接，所述接触器4-1、接触器4-3和接触器4-5的接出端均电性接入有现场负荷。
优选的，所述工频变频同步监测模块包括电压互感器、运算放大器电路、过零比较器和DI识别电路，电压互感器的接出端与运算放大器电路的接入端电性连接，运算放大器电路的接出端与过零比较器的接入端电性连接，过零比较器的接出端与DI识别电路的接入端电性连接，DI识别电路的接出端与PLC的接入端电性连接，电压互感器的接入端分别电性接入有工频AB和变频AB。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
1、本实用新型采用单台变频器的系统结构设计，在单个电机满频运行时，可切换至工频，利用变频器启动下一台电机，变频器的价值较高，单台变频器的设计大大的降低了设备的成本，多台电机的配置，即可满足负荷变化范围较大的场景，也可根据运行时间进行合理的工作时间分配，提高设备的运行稳定性和连续性。
2、本实用新型采用工频变频同步监测模块，可对工频及变频器输出相位进行监测，PLC可监测变频器输出电压的过零点相位；当电机在满频运行时关闭变频，此时根据过零点投入电网系统，无冲击电流产生，方案整体造价低、灵活性强，即可满足工况需求又提高了设备的稳定性，降低了能耗，高效节能可行。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型电路图；
图3为本实用新型工频变频同步监测模块框图。
图中：1、隔离开关；2、断路器模块；3、变频器；4、接触器模块；5、PLC；6、工频变频同步监测模块；7、柜体。
具体实施方式
请参阅图1-图3，一种高效节能型PLC变频柜，包括柜体7，柜体7的内腔分别安装有隔离开关1、断路器模块2、变频器3、接触器模块4、PLC5和工频变频同步监测模块6，断路器模块2包括断路器2-1、断路器2-2、断路器2-3和断路器2-4，接触器模块4包括接触器4-1、接触器4-2、接触器4-3、接触器4-4、接触器4-5和接触器4-6，柜体7的正面通过铰链转动连接有柜门，柜门的正面安装有触摸屏；
PLC5接入端通过导线电性连接有现场传感器，隔离开关1的接入端连接有进线电源，隔离开关1的接出端与断电器2-1的接入端电性连接，通过设置现场传感器，能够对工作现场的情况进行监测，并反馈到PLC5上进行显示；
断路器2-1的接出端分别与断路器2-2、断路器2-3和断路器2-4的接入端电性连接，断路器2-2的接出端与接触器4-2的接入端电性连接，接触器4-2的接出端与接触器4-1的接出端电性连接，断路器2-3的接出端与接触器4-4的接入端电性连接，接触器4-4的接出端与接触器4-3的接出端电性连接，断路器2-4的接出端与接触器4-6的接入端电性连接，接触器4-6的接出端与接触器4-5的接出端电性连接。
断路器2-1的接出端与变频器3的接入端电性连接，变频器3的接出端分别与接触器4-1、接触器4-3和接触器4-5的接入端电性连接，通过采用单台变频器3的系统结构设计，可依次控制每一台电机的运行；
变频器3的接出端与PLC5的接入端电性连接，断路器2-2、断路器2-3、断路器2-4、接触器4-1、接触器4-3和接触器4-5的接出端均与工频变频同步监测模块6的接入端电性连接，工频变频同步监测模块6的接出端与PLC5的接入端电性连接，通过设置工频变频同步监测模块6，可对工频及变频器3输出相位进行监测；
PLC5与触摸屏双向电性连接，接触器4-1、接触器4-3和接触器4-5的接出端均电性接入有现场负荷，通过设置PLC5可监测变频器3输出电压的过零点相位，通过由接触器进行投切操作，可将电机直接投入到系统，也可再电机运行时，根据实现过零点投切；
工频变频同步监测模块6包括电压互感器、运算放大器电路、过零比较器和DI识别电路，电压互感器的接出端与运算放大器电路的接入端电性连接，运算放大器电路的接出端与过零比较器的接入端电性连接，过零比较器的接出端与DI识别电路的接入端电性连接，DI识别电路的接出端与PLC5的接入端电性连接，电压互感器的接入端分别电性接入有工频AB和变频AB，通过设置电压互感器、运算放大器电路、过零比较器和DI识别电路，将三相电压转化为PLC5可识别的信号，通过比较脉冲间隔时间，来进行接触器的投切。
使用时，进线电源进入柜体7先接入隔离开关1，再接入断路器2-1，分为2个之路变频支路及旁路支路，旁路支路：断路器2-1出口分别接断路器2-2、接触器4-2，再接入接触器4-1出口；断路器2-1出口分别接断路器2-3、接触器4-4，再接入接触器4-1出口；断路器2-1出口分别接断路器2-4、接触器4-6，再接入接触器4-1出口；变频支路：断路器2-1接入变频器3，出口分别接接触器4-1、接触器4-3、接触器4-5，后接现场电机，控制回路由PLC5接工频变频同步监测模块6、触摸屏、现场传感器和变频器3，并控制所有的接触器动作，工频变频同步监测模块6，分别接断路器2-1出口，作为工频监测点，接变频器3出口，作为变频监测点，采用单台变频器3的系统结构设计，可依次控制每一台电机的运行；多台电机的配置，实现阶梯的精准控制，也可根据运行时间进行合理的工作时间分配；工频变频同步监测模块6，可对工频及变频器3输出相位进行监测，PLC5可监测变频器3输出电压的过零点相位；由接触器进行投切操作，可将电机直接投入到系统，也可再电机运行时，实现过零点投切。
综上所述：该高效节能型PLC变频柜，通过隔离开关1、断路器模块2、变频器3、接触器模块4、PLC5、工频变频同步监测模块6、现场传感器和触摸屏进行配合，解决了多台变频器的配置不仅采购成本提高，其柜体尺寸、装配难度等都大大提高，因此提高了设备的整体造价，当变频器故障时，无法进行电机的投入，需停机更换变频器的问题。
Claims (7)
1.一种高效节能型PLC变频柜，包括柜体(7)，其特征在于：所述柜体(7)的内腔分别安装有隔离开关(1)、断路器模块(2)、变频器(3)、接触器模块(4)、PLC(5)和工频变频同步监测模块(6)，所述断路器模块(2)包括断路器2-1、断路器2-2、断路器2-3和断路器2-4，所述接触器模块(4)包括接触器4-1、接触器4-2、接触器4-3、接触器4-4、接触器4-5和接触器4-6，所述柜体(7)的正面通过铰链转动连接有柜门，柜门的正面安装有触摸屏。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能型PLC变频柜，其特征在于：所述PLC(5)接入端通过导线电性连接有现场传感器，所述隔离开关(1)的接入端连接有进线电源，所述隔离开关(1)的接出端与断电器2-1的接入端电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能型PLC变频柜，其特征在于：断路器2-1的接出端分别与断路器2-2、断路器2-3和断路器2-4的接入端电性连接，断路器2-2的接出端与接触器4-2的接入端电性连接，接触器4-2的接出端与接触器4-1的接出端电性连接，断路器2-3的接出端与接触器4-4的接入端电性连接，接触器4-4的接出端与接触器4-3的接出端电性连接，断路器2-4的接出端与接触器4-6的接入端电性连接，接触器4-6的接出端与接触器4-5的接出端电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种高效节能型PLC变频柜，其特征在于：断路器2-1的接出端与变频器(3)的接入端电性连接，所述变频器(3)的接出端分别与接触器4-1、接触器4-3和接触器4-5的接入端电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种高效节能型PLC变频柜，其特征在于：所述变频器(3)的接出端与PLC(5)的接入端电性连接，断路器2-2、断路器2-3、断路器2-4、接触器4-1、接触器4-3和接触器4-5的接出端均与工频变频同步监测模块(6)的接入端电性连接，所述工频变频同步监测模块(6)的接出端与PLC(5)的接入端电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种高效节能型PLC变频柜，其特征在于：所述PLC(5)与触摸屏双向电性连接，所述接触器4-1、接触器4-3和接触器4-5的接出端均电性接入有现场负荷。
7.根据权利要求1所述的一种高效节能型PLC变频柜，其特征在于：所述工频变频同步监测模块(6)包括电压互感器、运算放大器电路、过零比较器和DI识别电路，电压互感器的接出端与运算放大器电路的接入端电性连接，运算放大器电路的接出端与过零比较器的接入端电性连接，过零比较器的接出端与DI识别电路的接入端电性连接，DI识别电路的接出端与PLC(5)的接入端电性连接，电压互感器的接入端分别电性接入有工频AB和变频AB。
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