專利名稱：全自動三相電機(jī)節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)電器，特別是一種全自動三相電機(jī)節(jié)電器。
背景技術(shù)：
在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，廣泛采用三相電機(jī)做動力。目前工廠普遍使用的機(jī)械設(shè)備所選擇的電機(jī)都是按照機(jī)械所需的最大功率來配套，在實際使用中滿載的時間很少，如沖壓機(jī)床、拉伸設(shè)備、注塑機(jī)械等都是間歇工作的，電機(jī)經(jīng)常在空載或輕載狀態(tài)下運行，造成電力浪費。為了解決這個問題，人們想了很多辦法，因此多種多樣的節(jié)電器應(yīng)運而生，目前使用的節(jié)電器大多數(shù)利用電機(jī)輕載時降低電壓達(dá)到節(jié)電的。有一種是利用改變電機(jī)星形三角形接法的原理，實現(xiàn)節(jié)電的目的。但是，這種節(jié)電器是利用繼電器來改變電機(jī)的星形三角形連接，繼電器頻繁動作，觸點容易損壞造成接觸不良。另外有一種節(jié)電器，利用三個電抗器與三個雙向可控硅并聯(lián)串接在電機(jī)的主回路上，滿載時可控硅全導(dǎo)通電機(jī)全壓工作，輕載時可控硅關(guān)斷，電流經(jīng)過電抗器產(chǎn)生壓降，電機(jī)低壓運行從而達(dá)到節(jié)電的目的。但是，這種節(jié)電器上裝有電抗器，而電抗器的線圈體積大，鐵芯重，安裝不便，而且損耗一定電能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種可以根據(jù)電機(jī)負(fù)載的變化自動調(diào)節(jié)電機(jī)輸出功率的三相電機(jī)節(jié)電器。
本發(fā)明是這樣來實現(xiàn)上述目的的全自動三相電機(jī)節(jié)電器，其特征在于包括功率因數(shù)產(chǎn)生電路、信號放大電路、觸發(fā)電路和橋式整流電路組，功率因數(shù)產(chǎn)生電路輸入端與三相電連接，功率因數(shù)產(chǎn)生電路輸出端連接信號放大電路，信號放大電路的輸出端連接觸發(fā)電路，三相電經(jīng)觸發(fā)電路后與三相電機(jī)相連，橋式整流電路組分別與各電路的電源輸入端相連。
本發(fā)明的有益效果是由于采用了功率因數(shù)產(chǎn)生電路、信號放大保護(hù)電路、可控硅導(dǎo)通角調(diào)整電路。通過可控硅導(dǎo)通角調(diào)整電路，可以使可控硅導(dǎo)通角得到改變，將加在電機(jī)上的電壓升高或降低。電動機(jī)的主要特點是空載時功率因數(shù)最低Ψ＝0.4、隨著輕載與重載功率因數(shù)自動提高，滿載時達(dá)到Ψ＝0.84。當(dāng)在電源接線端加上電壓時，信號放大保護(hù)電路檢測到電機(jī)功率因數(shù)高、輸出一個提升電壓的控制信號至可控硅導(dǎo)通角調(diào)整電路，使可控硅觸發(fā)電路控制可控硅輸出電壓最高，保證全壓起動。在電機(jī)處于空載或輕載時，電機(jī)輸入線上的功率因數(shù)低，功率因數(shù)產(chǎn)生電路輸出信號低、經(jīng)信號放大保護(hù)電路輸出信號至可控硅導(dǎo)通角調(diào)整電路，使可控硅觸發(fā)電路控制可控硅部分導(dǎo)通，降低電壓和電流，重載時電機(jī)輸入線上的功率因數(shù)高，功率因數(shù)產(chǎn)生電路輸出信號至信號放大保護(hù)電路、驅(qū)動可控硅導(dǎo)通角調(diào)整電路，使可控硅觸發(fā)電路控制可控硅完全導(dǎo)通，實現(xiàn)重載可控硅全導(dǎo)通，空載或輕載部分導(dǎo)通，降低電壓和電流，實現(xiàn)節(jié)電。因采用功率因數(shù)作檢測信號和信號放大保護(hù)電路，所以在7.5KW～500KW的三相電動機(jī)使用、無需調(diào)整工作點。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明圖1為本發(fā)明的電路方框圖；圖2為實現(xiàn)圖1的電路原理圖。
具體實施例方式
參照圖1，全自動三相電機(jī)節(jié)電器，包括功率因數(shù)產(chǎn)生電路U1、信號放大電路U2、觸發(fā)電路U3和橋式整流電路組U4，功率因數(shù)產(chǎn)生電路U1輸入端與三相電L1、L2、L3連接，功率因數(shù)產(chǎn)生電路U1輸出端連接信號放大電路U2，信號放大電路U2的輸出端連接觸發(fā)電路U3，三相電L1、L2、L3經(jīng)觸發(fā)電路U3后與三相電機(jī)相連，橋式整流電路組U4分別與各電路的電源輸入端相連。
下面參照圖2對各電阻的組成及原理作詳細(xì)的描述。
(1)功率因數(shù)產(chǎn)生電路U1，用于檢測三相電機(jī)功率因素變化，其為三相相位檢測電路，第一相L1的輸入端連接電阻R26、R25與信號放大電路U2輸入端相連，第二相L2串接穩(wěn)壓管Z6與電阻R26、R25的連接處相連，第三相L3的檢測電路為一并聯(lián)有另一穩(wěn)壓管Z5的感應(yīng)線圈L3，感應(yīng)線圈L3的一輸出端連接三極管VT12的基極，三極管VT12的發(fā)射極連接感應(yīng)線圈L3的另一輸出端且串連電阻R27后連接第二相L2的輸入端，三極管VT12的集電極接地，還有電容C8和分壓電阻R24并連在功率因數(shù)產(chǎn)生電路U1的輸出端。當(dāng)電機(jī)輸入線上的功率因數(shù)低，功率因數(shù)產(chǎn)生電路輸出較低的直流信號；相反當(dāng)電機(jī)輸入線上的功率因數(shù)高時，功率因數(shù)產(chǎn)生電路輸出較高的直流信號。
(2)信號放大電路U2，將功率因數(shù)產(chǎn)生電路U1的直流信號進(jìn)行放大整形、反相等，以驅(qū)動觸發(fā)電路U3，由運算放大器IC1A及其外圍元件組成的放大電路和由另一運算放大器IC1B及其外圍元件組成的反向電路，運算放大器IC1A的輸出端串接二極管D8與另一運算放大器IC1B的同向輸入端相連。
(3)觸發(fā)電路U3根據(jù)信號放大電路U2的驅(qū)動信號分別控制可控硅VT1、VT2、VT3的導(dǎo)通角，實現(xiàn)電機(jī)的電壓和電流控制，達(dá)到節(jié)能的目的。包括三組分別用于各相控制的觸發(fā)子電路U31、U32、U33，每個子電路包括光電耦合器VT7、VT8、VT9、三極管VT4、VT5、VT6、觸發(fā)二極管DZ1、DZ2、DZ3、可控硅VT1、VT2、VT3及其外圍元件，信號放大電路U2的輸出端經(jīng)限流電阻R7、R8、R9分別與光電耦合器VT7、VT8、VT9輸入端相連，光電耦合器VT7、VT8、VT9的輸出端經(jīng)電阻R7、R8、R9接地同時經(jīng)電阻R4、R5、R6與三極管VT4、VT5、VT6基極相連，三極管VT4、VT5、VT6集電極及發(fā)射極、分別與橋式整流器D1、D2、D3相連，每相電的輸入端一方面經(jīng)電阻R1、R2、R3與橋式整流器D1、D2、D3相連，另一方面串接可控硅VT1、VT2、VT3與三相電機(jī)相連，觸發(fā)二極管DZ1、DZ2、DZ3一端與橋式整流器D1、D2、D3相連，另一端與可控硅VT1、VT2、VT3的控制端相連。還有電容C1、C2、C3一端與觸發(fā)二極管DZ1、DZ2、DZ3連接，另一端與三相電機(jī)相連。以其中第一相L1為例，信號放大電路U2的信號經(jīng)R28的電流增加時，光電耦合器VT7內(nèi)發(fā)射的紅外線也增加使光電耦合器VT7內(nèi)三極管導(dǎo)通加深，經(jīng)電阻R4的電流也增加，驅(qū)動三極管VT4導(dǎo)通加深，電阻R1的電流增大，使電容C1的沖放電加快，則經(jīng)觸發(fā)二極管DZ1觸發(fā)可控硅VT1的導(dǎo)通角加大，從而輸出高電壓給電動機(jī)工作。B相與C相同理。因此可控硅VT1、VT2、VT3的輸出電壓隨功率因數(shù)提高而增大。相反當(dāng)功率因數(shù)降低時，可控硅VT1、VT2、VT3的導(dǎo)通角變小，輸出電壓降低，實現(xiàn)節(jié)能。
(4)橋式整流電路組U4，用于提供各電路的工作電源，包括兩組橋式整流電路U41、U42，其中橋式整流電路U41用于向信號放大電路U2供電，橋式整流電路U42用于向觸發(fā)電路U3供電，其電路都是常用的整流穩(wěn)壓電路。
(5)過載保護(hù)電路U5，防止電機(jī)的超負(fù)荷運行，包括運算放大器IC1C、可控硅VT11和三極管VT10，運算放大器IC1C的反向輸入端與功率因數(shù)產(chǎn)生電路U1輸出端相連，運算放大器IC1C的輸出端串接電阻R15與可控硅VT11的控制端相連，可控硅VT11一輸出端與三極管的VT10的基極，三極管的集電極和基極串接于橋式整流電路組U4中其中一路用于信號放大電路U2供電的輸出端。如果功率因數(shù)產(chǎn)生電路U1輸出端的電壓過高，該電壓信號經(jīng)R15進(jìn)入可控硅VT11使其全導(dǎo)通，輸出低電位，將三極管VT10關(guān)斷，使供給信號放大電路U2的電源關(guān)閉，信號放大電路U2停止工作，從而關(guān)閉對觸發(fā)電路U3的控制，達(dá)到停止電機(jī)運行的目的。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，安裝方便，節(jié)電效果明顯，特別適合負(fù)載經(jīng)常變化和間歇工作的三相電機(jī)配套使用。
權(quán)利要求
1.全自動三相電機(jī)節(jié)電器，其特征在于包括功率因數(shù)產(chǎn)生電路(U1)、信號放大電路(U2)、觸發(fā)電路(U3)和橋式整流電路組(U4)，功率因數(shù)產(chǎn)生電路(U1)輸入端與三相電(L1、L2、L3)連接，功率因數(shù)產(chǎn)生電路(U1)輸出端連接信號放大電路(U2)，信號放大電路(U2)的輸出端連接觸發(fā)電路(U3)，三相電(L1、L2、L3)經(jīng)觸發(fā)電路(U3)后與三相電機(jī)相連，橋式整流電路組(U4)分別與各電路的電源輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動三相電機(jī)節(jié)電器，其特征在于所述功率因數(shù)產(chǎn)生電路(U1)為三相相位檢測電路，第一相(L1)的輸入端連接電阻(R26、R25)與信號放大電路(U2)輸入端相連，第二相(L2)串接穩(wěn)壓管(Z6)與電阻(R26、R25)的連接處相連，第三相(L3)的檢測電路為一并聯(lián)有另一穩(wěn)壓管(Z5)的感應(yīng)線圈(L3)，感應(yīng)線圈(L3)的一輸出端連接三極管(VT12)的基極，三極管(VT12)的發(fā)射極連接感應(yīng)線圈(L3)的另一輸出端且串連電阻(R27)后連接第二相(L2)的輸入端，三極管(VT12)的集電極接地，還有電容(C8)和分壓電阻(R24)并連在功率因數(shù)產(chǎn)生電路(U1)的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動三相電機(jī)節(jié)電器，其特征在于信號放大電路(U2)包括由運算放大器(IC1A)及其外圍元件組成的放大電路和由另一運算放大器(IC1B)及其外圍元件組成的反向電路，運算放大器(IC1A)的輸出端串接二極管(D8)與另一運算放大器(IC1B)的同向輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動三相電機(jī)節(jié)電器，其特征在于觸發(fā)電路(U3)包括三組分別用于各相控制的觸發(fā)子電路(U31、U32、U33)，每個子電路包括光電耦合器(VT7、VT8、VT9)、三極管(VT4、VT5、VT6)、觸發(fā)二極管(DZ1、DZ2、DZ3)、可控硅(VT1、VT2、VT3)及其外圍元件，信號放大電路(U2)的輸出端經(jīng)限流電阻(R7、R8、R9)分別與光電耦合器(VT7、VT8、VT9)輸入端相連，光電耦合器(VT7、VT8、VT9)的輸出端經(jīng)電阻(R7、R8、R9)接地同時經(jīng)電阻(R4、R5、R6)與三極管(VT4、VT5、VT6)基極相連，三極管(VT4、VT5、VT6)集電極及發(fā)射極、分別與橋式整流器(D1、D2、D3)相連，每相電的輸入端一方面經(jīng)電阻(R1、R2、R3)與橋式整流器(D1、D2、D3)相連，另一方面串接可控硅(VT1、VT2、VT3)與三相電機(jī)相連，觸發(fā)二極管(DZ1、DZ2、DZ3)一端與橋式整流器(D1、D2、D3)相連，另一端與可控硅(VT1、VT2、VT3)的控制端相連。還有電容(C1、C2、C3)一端與觸發(fā)二極管(DZ1、DZ2、DZ3)連接，另一端與三相電機(jī)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動三相電機(jī)節(jié)電器，其特征在于還設(shè)有過載保護(hù)電路(U5)，包括運算放大器(IC1C)、可控硅(VT11)和三極管(VT10)，運算放大器(IC1C)的反向輸入端與功率因數(shù)產(chǎn)生電路(U1)輸出端相連，運算放大器(IC1C)的輸出端串接電阻(R15)與可控硅(VT11)的控制端相連，可控硅(VT11)一輸出端與三極管的(VT10)的基極，三極管的集電極和基極串接于橋式整流電路組(U4)中其中一路用于信號放大電路(U2)供電的輸出端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全自動三相電機(jī)節(jié)電器，其特征在于包括功率因數(shù)產(chǎn)生電路、信號放大電路、觸發(fā)電路和橋式整流電路組，功率因數(shù)產(chǎn)生電路輸入端與三相電連接，功率因數(shù)產(chǎn)生電路輸出端連接信號放大電路，信號放大電路的輸出端連接觸發(fā)電路，三相電經(jīng)觸發(fā)電路后與三相電機(jī)相連，橋式整流電路組分別與各電路的電源輸入端相連，采用了功率因數(shù)產(chǎn)生電路、信號放大保護(hù)電路、可控硅導(dǎo)通角調(diào)整電路。通過可控硅導(dǎo)通角調(diào)整電路，可以使可控硅導(dǎo)通角得到改變，將加在電機(jī)上的電壓升高或降低，實現(xiàn)節(jié)電，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，安裝方便，節(jié)電效果明顯，特別適合負(fù)載經(jīng)常變化和間歇工作的三相電機(jī)配套使用。
文檔編號G05F1/70GK1960163SQ20061012261
公開日2007年5月9日 申請日期2006年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月8日
發(fā)明者陳景林, 李志成 申請人:鶴山市多普樂高新節(jié)電技術(shù)有限公司