專利名稱:智能節(jié)電控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種用于三相異步電動機的智能節(jié)電控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前常用的三相異步電動機節(jié)電方式為加裝變頻器,實現(xiàn)變頻調(diào)速控制。常規(guī)變 頻器是通過改變電動機的頻率來確定電壓的(V/F特性),從而控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。常規(guī)變頻 器對電動機的提供電壓的多少是和電動機的負荷狀況無關(guān)的。由電動機的特性得知,供給 電動機的電壓越高,電力的消耗越大,而供給電動機的電壓過低時,又會因轉(zhuǎn)矩過低而不能 正常工作。因此常規(guī)變頻器在正常運行時,為了避免電壓過低,往往把電壓值設(shè)定的較高, 這樣導(dǎo)致了電能的浪費。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能節(jié)電系統(tǒng),可解決現(xiàn)有變頻器工 頻運行不節(jié)電的問題。本實用新型的技術(shù)方案如下該智能節(jié)電控制系統(tǒng)由智能節(jié)電主機、閉環(huán)控制系統(tǒng)、旁路系統(tǒng)組成。如圖3所 示,該智能節(jié)電主機包括微處理機運算單元、變頻調(diào)速單元及負載跟蹤單元。該閉環(huán)控制系 統(tǒng)包括傳感器及控制電路。由閉環(huán)控制系統(tǒng)實時檢測電動機所工作的外部環(huán)境的標志參 數(shù),如壓力數(shù)值、溫度數(shù)值等,將其輸入至微處理機運算單元與設(shè)定值相比較,經(jīng)微處理機 運算單元運算后將結(jié)果輸出至變頻調(diào)速單元調(diào)節(jié)電動機的運行頻率;與此同時由負載跟蹤 單元檢測電動機的負載變化,將其結(jié)果輸入至微處理機運算單元與設(shè)定值相比較,經(jīng)微處 理機運算單元運算后計算出最佳運行電流及電壓,通過負載跟蹤單元調(diào)節(jié)電動機的運行電 流及電壓,達到節(jié)電的目的。旁路系統(tǒng)是智能節(jié)電主機的備用系統(tǒng),當(dāng)智能節(jié)電主機出現(xiàn)故 障時,可自動切換到旁路系統(tǒng),從而不會影響到電動機的正常運行。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有以下優(yōu)點該智能節(jié)電控制系統(tǒng)在完全覆蓋了變頻器功能的基礎(chǔ)上,增加了 “自動跟蹤負 載”、“抗沖擊負載”功能,在變頻調(diào)速的基礎(chǔ)上在線檢測電動機負載率的變化,根據(jù)負載的 實際需求,實時調(diào)整電動機的輸入功率,保證電動機在最佳節(jié)能狀態(tài)運行。同時在運行頻率 固定時(如50HZ),也可通過在線檢測電動機負載率的變化,根據(jù)負載的實際需求,實時調(diào) 整電動機的輸入功率,克服了普通變頻器工頻運行不節(jié)電的弊端,解決了三相異步電動機 實際使用中多數(shù)不能調(diào)速的機電設(shè)備的節(jié)電難題。適用于允許調(diào)速和不允許調(diào)速的所有三 相交流異步電動機。
圖1是該智能節(jié)電控制系統(tǒng)變頻調(diào)速節(jié)電特性曲線圖;圖2是該智能節(jié)電控制系統(tǒng)負載跟蹤電動機的負載特性3[0010]圖3是本實用新型智能節(jié)電控制系統(tǒng)一實施例結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
三相異步電動機如風(fēng)機水泵類負載多是根據(jù)滿負荷工作需用量來選型,實際應(yīng)用 中大部分時間并非工作于滿負荷狀態(tài),由于交流電動機調(diào)速很困難。常用擋風(fēng)板或者閥門 來調(diào)節(jié)風(fēng)量或流量,大量的電能都消耗在擋風(fēng)板和閥門上。除去擋風(fēng)板換閥門采用變頻節(jié) 電器直接控制風(fēng)機、泵類轉(zhuǎn)速來控制流量換風(fēng)量,當(dāng)電動機在額定轉(zhuǎn)速的80%運行時,理論 上其消耗的功率為額定功率(80%)的立方,即51.2%,去除機械損耗電機銅、鐵損等影響。 節(jié)能效率也接近40%。也就是當(dāng)風(fēng)門或者閥門開度為80%理論上可以節(jié)約一半的電能,其 特性曲線如圖1。變頻節(jié)電器是微電腦控制的很容易和上位機或者傳感器組成PID閉環(huán)恒 壓、恒流或者恒溫控制系統(tǒng),節(jié)能效率將進一步提高,更容易實現(xiàn)工業(yè)自動化控制。由于變 頻節(jié)電器可實現(xiàn)大的電動機的軟停、軟起,避免了啟動時的電壓沖擊,減少電動機故障率, 延長使用壽命,同時也降低了對電網(wǎng)的容量要求和無功損耗。本實用新型智能節(jié)電控制系 統(tǒng)在變頻調(diào)速的基礎(chǔ)上在線檢測電動機負載率的變化,根據(jù)負載的實際需求,實時調(diào)整電 動機的輸入功率,保證電動機在最佳節(jié)能狀態(tài)運行。從圖2可知道電動機的負載特性負 載不變,輸入電壓的過大或過小都會導(dǎo)致一電流增加一電能浪費增加;輸入電壓不變,負 載的增加或減少都會導(dǎo)致一電流增加一電能浪費增加;只有在X、Y、Z點上電流和電能消 耗最小。如圖3所示,本實用新型智能節(jié)電控制系統(tǒng)裝有微處理機運算單元,在線實時檢 測電動機負載率,當(dāng)電動機的負載從100%降到50%,再降到30%,智能節(jié)電控制系統(tǒng)根 據(jù)設(shè)備電動機的負載變化率,實時自動跟蹤,檢測數(shù)據(jù)處理,并在線調(diào)整電動機的輸入電壓 (V)和負載電流(I),使其工作點始終保持在圖2所示的X、Y、Z點(節(jié)能點)上運行,從而 在變頻調(diào)速節(jié)電的基礎(chǔ)上達到進一步節(jié)電的目的。產(chǎn)品特點·比傳統(tǒng)流量控制方法節(jié)省用電20 % -70 %,比單純變頻調(diào)速方法節(jié)省用電 10-20%。眷驅(qū)動電機可以軟起動,沒有起動6倍的沖擊電流。 可以無極調(diào)整轉(zhuǎn)速,避開機械共振點及運轉(zhuǎn)噪音。 通過物理量檢測輸入PID 口,可以形成閉環(huán)回路自動控制系統(tǒng)。 具有管路故障(堵塞或破裂)檢知功能。 軟起動特性可以延長機械負載的運轉(zhuǎn)壽命。 可設(shè)計成恒壓、恒流、恒水位等控制系統(tǒng)。 繞線式電動機亦可使用,特特別是水泥廠蘿茨送風(fēng)機。
權(quán)利要求一種智能節(jié)電控制系統(tǒng),用于三相異步電動機,其特征在于,所述系統(tǒng)包括智能節(jié)電主機、旁路系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng),其中所述智能節(jié)電主機具體包括微處理機運算單元、變頻調(diào)速單元及負載跟蹤單元,所述閉環(huán)控制系統(tǒng)具體包括傳感器及控制電路;所述控制電路將所述傳感器實時檢測獲得的標志參數(shù)輸入至所述微處理機運算單元,由所述微處理機運算單元與預(yù)設(shè)的標志參數(shù)值比較,并通過所述變頻調(diào)速單元調(diào)節(jié)所述三相異步電動機的運行頻率;所述負載跟蹤單元檢測所述三相異步電動機的負載變化,并將所述負載變化情況輸入至所述微處理機運算單元,由所述微處理機運算單元計算出最佳運行電流及電壓,并通過所述負載跟蹤單元調(diào)節(jié)三相異步電動機的運行電流及電壓;所述旁路系統(tǒng)為所述智能節(jié)電主機的備用系統(tǒng),與所述智能節(jié)電主機的結(jié)構(gòu)一致,當(dāng)所述智能節(jié)電主機出現(xiàn)故障時,可自動切換到所述旁路系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的智能節(jié)電控制系統(tǒng),其特征在于,所述標志參數(shù)為壓力數(shù)值和 溫度數(shù)值。
專利摘要本實用新型公開了一種應(yīng)用于三相電機節(jié)電系統(tǒng)的節(jié)電裝置——聯(lián)創(chuàng)智能節(jié)電控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在完全覆蓋了變頻器功能的基礎(chǔ)上,增加了“自動跟蹤負載”、“抗沖擊負載”功能,恒速、變速運行隨機,克服了普通變頻器工頻運行不節(jié)電的弊端,解決了電機市場中多數(shù)不能調(diào)速的機電設(shè)備的節(jié)電難題,是目前國際最新的電機節(jié)能技術(shù)和裝置。適用于允許調(diào)速和不允許調(diào)速的所有三相交流異步電動機。聯(lián)創(chuàng)智能節(jié)電控制系統(tǒng)包括智能節(jié)電主機、旁路系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)等。
文檔編號H02P25/02GK201726357SQ200920106319
公開日2011年1月26日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者張軍 申請人:張軍