CN2678245Y - 磁放大器式电动机节电保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磁放大器式电动机，在比较器的输出端、整形电路的输出端接有一单片机，所述的单片机的输出端并联有驱动电路、PWM滤波器，所述驱动电路的输出端依次通过继电器、接触器、磁放大器与电动机相连，所述PWM滤波器的输出通过磁放大器驱动电路、磁放大器与电动机相连。本实用新型是引进磁放大器采用高频开关法，用小信号控制大信号；由于磁放大器作高频斩波工作，故而谐波影响很小，使电动机的损耗减少，效率提高；因而可使节电效果最佳。

Description

磁放大器式电动机节电保护器

技术领域

本实用新型涉及一种电动机节电保护器，尤其是指一种磁放大器式电动机节电保护器，适用于交流电动机的不变速场合。

背景技术

随着现在工业的飞速发展，交流电动机这种常用的工具也在进行不断的改进完善，如何使电动机实现不变速节电是本领与技术人员所追求的目标，其中已申请专利的技术将近有二十余项，采用单片机控制专利七项，我们可以把这二十余项专利中主电路的调压器件归纳为三大类：1.Y/△切换法、2.多组电感调控电压法、3.双向晶闸管(可控硅)移相调压法，具体如下面专利文献：

对比文件1：专利号为96103063.1的中国专利文献中公开了一种可变电机功率节能调控装置，该装置由延时控制电路、转换控制电路、自搭桥式程序控制电路组成，该装置可以控制电机降压起动和变态直接起动，满足各种负载拖功力矩，具有节能功能，控制电机Y→△→△→Y运行。采用的是Y/△变化原理改变电压法。

Y/△切换法只能用于正常运行时采用△形接法的电动机，如外接电压为三相380V，△形接法电动机绕组相电压为380V，当改为Y接时相电压变为220V，两者相差

倍，使电动机相电压降低，可以节能，但是电动机发出的转矩也同样降低

倍，因此其缺点是只有在负载转矩减轻较明显的场合才能使用；优点是简单、成本低多组电感调控电压法。

对比文件2：专利号为00261477.4的中国专利文献中公开了一种磁调控压式异步电动机节能器，涉及的是一种电机在空、轻载运行时的节能设备，包括铁芯上绕有AC交流线圈，在执行器件三相组合可控电抗器中，铁芯上绕有NJ交流电抗绕组和NK控制线绕组组成单相可控电抗器，以串联、并联或单绕组连接在电机M三相交流线输入端上。优点是实现了用磁电器件对磁电设备的控制，体积减小，自身能耗降低，避免了高次谐波对电网的干扰。

此法是用多组三相电感如L1、L2、L3，可以组成(1)L1(2)L2(3)L3(4)L1、L2并联；(5)L1、L3并联；(6)L2、L3并联、(7)L1、L2、L3并联；(8)L1、L2串联；(9)L1、L3串联；(10)L2、L3串联；(11)L1、L2、L3串联共十一种接法，构成十一种电感值，将这一电感值串联在三相电源与电动机之间，由于电感的降压作用使电动机上获得的电压降低，供给电动机上的功率减少，负载越轻，使电感组的电感量越大，节电越明显，由于理论上电感不消耗电能，故此法是可行的。

此法与Y/△法相比优点是：段数增多，节电调节较细，应用范围变大；其缺点是：(1)增加了电感的制造成本(2)三相电感必须对称，为制造工艺增加难度(3)仍是一种有级调节。

对比文件3：专利号为93112736.X的中国专利文献中公开了一种三相异步电动机节能控制的最小输入功率方法及其装置，采用串双向晶闸管(可控硅)法采用改变移相触发原理。

利用双向晶闸管移相触发将导通前的电压波形截除，导通后的电压加到电动机上，因此改变触发角就可实现供给电动机上电压改变的目的实现节能。此法的优点是：(1)控制比较方便(2)可实现无级变压，即变压很细应用范围宽，节电效果优于上述两种(3)无笨重的电感(4)响应速度快；其缺点是：(1)由于电动机上得到的电压波形是正弦波的后部，其波形被严重扭曲(2)扭曲的电压波形具有严重的谐波成份，对负载电动机而言，损耗加大、效率降低、出力降低。对电网而言，造成严重的谐波污染(3)由于移相触发角度的改变所产生的谐波分量的数值(频率)及大小都随之而变，很难滤除难以通过3C标准。

综上所述各项方法或装置的缺陷，有待于本领域的技术人员对其进行该进，经本实用新型的发明人研究，磁放大器不仅能克服上述的缺陷，还具有一些意想不到的有益效果，而目前即没有提出用磁放大器对电动机进行节电保护的概念，也没有使用磁放大器对电动机进行节电保护的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种即具有良好隔离作用，又能实现无级调压的磁放大器式电动机节电保护器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种磁放大器式电动机节电保护器，包括与电动机工作线路相连的漏电信号测试器1、用于采集电压和电流信号的电压互感器2、电流互感器3，所述的漏电信号测试器1、电压互感器2和电流互感器3的输出端与多路滤波器4的输入端相连，所述的多路滤波器4的输出端与比较器6的输入端相连，所述的电压互感器2和电流互感器3的另一输出端与整形电路5的输入端相连，其特征在于：在比较器6的输出端、整形电路5的输出端接有一单片机微处理器8，所述的单片机微处理器8的输出端并联有驱动电路10、PWM滤波器11，所述驱动电路10的输出端依次串联有继电器14、接触器16，所述PWM滤波器11的输出通过磁放大器驱动电路15与磁放大器17相连，接触器16的输出端与磁放大器17的输入端相连。

所述单片机微处理器8内部带有A/D变换器81，在其外部附带一显示故障原因的显示器12。所述单片机微处理器8的输出端可进一步设有便于进行远程通信的串行通讯接口13。所述单片机微处理器8的输入端进一步设有便于开关量输入的键盘输入9。

所述的单片机微处理器8所采用型号为80C552/LCC。

使用本实用新型的有益效果在于：

本实用新型是引进磁放大器采用高频开关法，用小信号控制大信号；由于磁放大器作高频斩波工作，故而谐波影响很小，使电动机的损耗减少，效率提高；因而可使节电效果最佳；

谐波少，对电网的污染也小，较易达到3C标准；

由于磁放大器是种铁芯加绕组的磁性元件，因而抗过电压、抗过负载、抗干扰能力远强于双向晶闸管。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图；

图2为本实用新型的单片机微处理器上的主电路原理图；

图3为本实用新型的滤波电路原理图；

图4为本实用新型的整形电路原理图；

图5为与图2相关的一些其他电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施例加以附图对本实用新型进行详细说明。

首先，构成电动机节电保护器的一些电器元件所采用的型号如下：漏电信号测试器1选用型号LD1640，电压互感器2选用型号SPT214，电流互感器3选用型号SDD107，单片机微处理器8选用型号80C552/LCC，显示器12可以选用型号12232-7B1的液晶显示器，继电器14选用型号JQX-16F，接触器16选用型号CJ20，磁放大器17选用型号MY-382。

如图1所示，所述的磁放大器式电动机节电保护器包括与电动机工作线路相连的漏电信号测试器1、用于采集电压和电流信号的电压互感器2、电流互感器3，所述的漏电信号测试器1、电压互感器2和电流互感器3的输出端与多路滤波器4的输入端相连，所述的多路滤波器4的输出端与比较器6的输入端相连，所述的电压互感器2和电流互感器3的另一输出端与整形电路5的输入端相连，其特征在于：在比较器6的输出端、整形电路5的输出端接有一单片机微处理器8，所述的单片机微处理器8的输出端并联有驱动电路10、PWM滤波器11，所述驱动电路10的输出端依次串联有继电器14、接触器16，所述PWM滤波器11的输出通过磁放大器驱动电路15与磁放大器17相连，接触器16的输出端与磁放大器17的输入端相连。

所述单片机微处理器8内部带有A/D变换器81，在其外部附带一显示故障原因的显示器12。所述单片机微处理器8的输出端可进一步设有串行通讯接口13，所述单片机微处理器8的输入端进一步设有便于开关量输入的键盘输入9。

其中，所述串行通讯接口13可以采用RS232、RS485通讯接口。

结合附图2、图3、图4、图5，对本实用新型的工作原理介绍如下：

由漏电信号测试器1测出电动机工作线路漏电信息，经多路滤波器4和比较器6进入型号为80C552的单片机微控制器8的p3.3中断口，当漏电分量达到或接近国家规定值时发出中断信号，单片机微控制器cpu8响应中断而发出保护信号，经驱动电路10、继电器14切断接触器16，通过磁放大器17的作用使电动机18停止工作；

由电压互感器2和电流互感器3提供三相电压和电流信号，一方面经过多路滤波器4进入单片机微控制器8的p5.0至p5.5口，由其内部A/D变换器81实现对电压和电流值的测量，另一方面电压和电流信号进入整形电路5后进入到单片机微控制器8的p1.0至p1.5口，从而测得各相电压与电流之间的相位差角Φ，经单片机微控制器8的计算得功率因数cosΦ和有功功率p值。

经上述测量计算后，单片机微控制器8可以很容易地判断出是否存在过压、欠压、过载、短路、断相、漏电等故障，若存在某一故障，一方面经驱动电路10使继电器14吸合，切断接触器16使电动机18停止工作，另一方面由显示器12显示故障原因，以便查找故障，及时排除。

在无故障的情况下，单片机微控制器8进入正常的节电控制程序，根据测得的三相电压、三相电流和三个功率因数算得负载的有功功率Pz，根据1式算得供电电压U，

U≥Pz/2.4IH                    式1

占空比  ∏B％＝U/Uh×100％     式2

单片机微控制器8根据上述两式计算出来的结果，发出高频PWM脉冲，经过PWM滤波器11的滤波，将信号传给磁放大器驱动电路15去控制磁放大器17的控制绕组Wk，改变磁放大器17工作绕组Wj的工作模式，达到对电动机18调压节能的目的。

因此本实用新型具有极好的实用性能和应用潜力。

Claims (5)

1.一种磁放大器式电动机节电保护器，包括与电动机工作线路相连的漏电信号测试器(1)、用于采集电压和电流信号的电压互感器(2)、电流互感器(3)，所述的漏电信号测试器(1)、电压互感器(2)和电流互感器(3)的输出端与多路滤波器(4)的输入端相连，所述的多路滤波器(4)的输出端与比较器(6)的输入端相连，所述的电压互感器(2)和电流互感器(3)的另一输出端与整形电路(5)的输入端相连，其特征在于：在比较器(6)的输出端、整形电路(5)的输出端接有一单片机(8)，所述的单片机(8)的输出端并联有驱动电路(10)、PWM滤波器(11)，所述驱动电路(10)的输出端依次串联有继电器(14)、接触器(16)，所述PWM滤波器(11)的输出通过磁放大器驱动电路(15)与磁放大器(17)相连，接触器(16)的输出端与磁放大器(17)的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的磁放大器式电动机节电保护器，其特征在于：所述单片机(8)内部带有A/D变换器(81)，在其外部附带一显示故障原因的显示器(12)。

3.根据权利要求1或2所述的磁放大器式电动机节电保护器，其特征在于：所述单片机(8)的输出端可进一步设有便于进行远程通信的串行通讯接口(13)。

4.根据权利要求1或2所述的磁放大器式电动机节电保护器，其特征在于：所述单片机(8)的输入端进一步设有便于开关量输入的键盘输入(9)。

5.根据权利要求1所述的磁放大器式电动机节电保护器，其特征在于：所述的单片机(8)所采用型号为80C552/LCC。

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