專(zhuān)利名稱：：電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)運(yùn)行節(jié)能控制裝置，特別是涉及一種根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出功率的電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置。二、
背景技術(shù)：
異步電動(dòng)機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，涉及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)。據(jù)有關(guān)報(bào)道，目前我國(guó)約有10億臺(tái)電機(jī)在運(yùn)營(yíng)，約占全國(guó)電網(wǎng)總負(fù)荷的60%。由于生產(chǎn)環(huán)境的多樣性、復(fù)雜性，以及在運(yùn)行過(guò)程中負(fù)載變化的隨機(jī)性等因素的影響，在實(shí)際運(yùn)行的電機(jī)系統(tǒng)中，約有6成的電機(jī)在低于設(shè)計(jì)額定負(fù)荷60%的負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，導(dǎo)致高達(dá)30%的用電被浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)負(fù)載率低，功率因數(shù)低，效率低，造成了很大的電能損耗。能源是國(guó)家"又好又快"發(fā)展的命脈，國(guó)家在《"十一五"十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見(jiàn)》中，把電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程放在了很重要的位置。在這種形勢(shì)下研發(fā)推廣電機(jī)節(jié)能技術(shù)，對(duì)推進(jìn)我國(guó)節(jié)能型社會(huì)的建設(shè)有著積極的意義。國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)電動(dòng)機(jī)節(jié)能運(yùn)行及控制技術(shù)進(jìn)行了較多的研究，不少電器節(jié)能產(chǎn)品相繼問(wèn)世，如采用新材料新工藝新技術(shù)提高電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)化效率的新型節(jié)能電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速技術(shù)等。雖然，目前的國(guó)內(nèi)外變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但變頻調(diào)速技術(shù)主要目的是調(diào)速，調(diào)控精度高，兼有較好的節(jié)能效果。在不需要調(diào)速的場(chǎng)合，由于其技術(shù)復(fù)雜、價(jià)格高等原因，使得變頻調(diào)速控制的性能價(jià)格比顯得較低。而在生產(chǎn)機(jī)械中，廣泛使用的中、小型電動(dòng)機(jī)大部分只需要節(jié)能而不需要甚至是不允許調(diào)速，變頻調(diào)速技術(shù)顯然不適應(yīng)這種情況。目前為止，中、小電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的節(jié)能技術(shù)裝備仍處于開(kāi)發(fā)階段，還沒(méi)有相對(duì)成熟的集節(jié)能、控制、保護(hù)于一體的技術(shù)和產(chǎn)品問(wèn)世。三、
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提出一種電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，主要由主控制回路、觸發(fā)電路、檢測(cè)電路和單片機(jī)控制電路等組成，通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)空載和輕載運(yùn)行時(shí)進(jìn)行合理的控制，提高效率和功率因數(shù)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案一種電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，含有輸出連接電動(dòng)機(jī)的主控制回路，連接電動(dòng)機(jī)的三相電流、電壓檢測(cè)電路，單片機(jī)控制電路，觸發(fā)電路以及連接在主控制回路中的晶閘管，三相電流、電壓檢測(cè)電路輸入連接單片機(jī)控制電路，單片機(jī)控制電路輸出連接觸發(fā)電路，觸發(fā)電路控制連接晶閘管，其特征是含有零序電流檢測(cè)電路，三相電流和零序電流檢測(cè)的電流信號(hào)分別經(jīng)電壓變換和放大后送給A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)控制電路；電壓檢測(cè)電路輸出電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)控制電路；單片機(jī)控制電路對(duì)所述電流和電壓信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，通過(guò)其控制輸出端口輸出控制信號(hào)，該控制輸出端口連接一放大電路，所述放大電路輸出端與觸發(fā)電路的控制端口連接。所述的電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，含有實(shí)時(shí)顯示、鍵盤(pán)操作系統(tǒng)，所述實(shí)時(shí)顯示、鍵盤(pán)操作系統(tǒng)包括單片機(jī)U1，設(shè)置單片機(jī)U1的一組i/o輸入端口分別與鍵盤(pán)按鍵S1—S5連接，一組I/0輸出端口和液晶顯示器連接；單片機(jī)U1設(shè)置一組通訊端口和一個(gè)控制端口經(jīng)光電隔離后連接一通訊芯片的對(duì)應(yīng)輸入及控制功能端，所述通訊芯片數(shù)據(jù)端口通訊連接上位機(jī)，完成與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)交換；單片機(jī)U1的串行通訊端口與單片機(jī)控制電路中單片機(jī)U2的對(duì)應(yīng)端口連接，實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)控制電路的數(shù)據(jù)交換。所述的電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，A相、B相、C相和零序電流互感器將對(duì)應(yīng)相的工作電流信號(hào)經(jīng)變壓器和一轉(zhuǎn)換電阻變換為電壓信號(hào)經(jīng)耦合電阻送給運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器輸出放大信號(hào)接入A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)控制電路中單片機(jī)U2;電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)通過(guò)輸入保護(hù)二極管連接運(yùn)算放大器。所述的電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，電壓檢測(cè)電路輸出電壓信號(hào)經(jīng)電阻耦合接入運(yùn)算放大器U7，運(yùn)算放大器U7輸出電壓信號(hào)經(jīng)電阻耦合接入A/D轉(zhuǎn)換器U4，A/D轉(zhuǎn)換器U4與單片機(jī)U2的一個(gè)I/O輸入端口連接，將數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)U2。電動(dòng)機(jī)節(jié)能機(jī)理分析三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)需要從電網(wǎng)吸收感性無(wú)功功率來(lái)建立磁場(chǎng)，所以異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)總是滯后的?？蛰d時(shí)，定子電流主要是無(wú)功勵(lì)磁電流，因此功率因數(shù)很低，通常不超過(guò)0.2。負(fù)載運(yùn)行時(shí)，隨著負(fù)載的增加，功率因數(shù)逐漸上升，在額定負(fù)載附近，功率因數(shù)最高。電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行范圍內(nèi)因主磁通和轉(zhuǎn)速變化很小，故鐵損耗/Ve及機(jī)械損耗Pmee認(rèn)為是不變損耗。而定子、轉(zhuǎn)子的銅損i50^和Z^u2、附加損耗戶ad隨負(fù)載而變，稱為可變損耗。當(dāng)負(fù)載增大到可變損耗等于不變損耗時(shí)，效率達(dá)最高。一般在(0.71.0)PN范圍內(nèi)效率最高。由于異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)差率S很小，轉(zhuǎn)子電流很小，轉(zhuǎn)子的銅損可以忽略。此時(shí)輸入功率消耗在定子的銅損戶Cu尸3R山2、鐵損耗戶Fe、機(jī)械損耗Pmec和空載附加損耗戶ad上，艮P:Po=3RiIo2十尸F(xiàn)e+尸mec+尸ad從空載功率Po中減去3R4102，并用Po'表示，得Po'=P?！?Ri1。2=尸F(xiàn)e+尸mec+戶ad由于尸F(xiàn)e和尸ad隨電壓Ui的變化而變化，而尸mee與電壓l^無(wú)關(guān)，只取決于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小，當(dāng)轉(zhuǎn)速變化不大時(shí)，可認(rèn)為戶mee為常數(shù)。因?yàn)閕^和尸ad可認(rèn)為與磁通密度的平方成正比，可近似地看成與端電壓U成正比。通過(guò)以上的分析，若電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期空載欠載下運(yùn)行，效率及功率因數(shù)均低，電能損耗很大，降低電壓實(shí)際上是降低了電機(jī)的空載功率。本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)器，根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性，在電機(jī)運(yùn)行中，通過(guò)電流取樣信號(hào)判斷負(fù)荷的工作狀態(tài)，采用智能化的微處理器控制，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出的電壓和電流。輕載時(shí)，自動(dòng)降低輸出電壓，將勵(lì)磁電流減少到僅僅與保持負(fù)荷的恒定轉(zhuǎn)矩相匹配。負(fù)載增加時(shí)，電壓將自動(dòng)上升以防止電機(jī)失速，提高了電機(jī)的運(yùn)行效率和功率因數(shù)，降低了電能的損耗，達(dá)到節(jié)電的目的。本實(shí)用新型的有益積極效果1、本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸入電壓進(jìn)行跟蹤控制，采用逼近法來(lái)降低異步電動(dòng)機(jī)的工作電壓，保證異步電機(jī)的輸出功率與負(fù)荷轉(zhuǎn)矩精確匹配，使電動(dòng)機(jī)始終工作在最高效率狀態(tài)，達(dá)到節(jié)電的目的。應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，節(jié)電效果明顯，經(jīng)濟(jì)效益和蛇會(huì)效益顯著，將為節(jié)能減排做出積極的貢獻(xiàn)。2、本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)電運(yùn)行控制，其推廣應(yīng)用，必將產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益和長(zhǎng)遠(yuǎn)的社會(huì)效益。對(duì)于實(shí)現(xiàn)3055kw的電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制裝置，其成本指標(biāo)分析如下外殼200元；智能控制板2500元；功率開(kāi)關(guān)元件1500元；加工成本200元(含配件工資部分)；管理費(fèi)100元；設(shè)備折舊300元；稅金800元。合計(jì)5600元。以一臺(tái)長(zhǎng)期運(yùn)行的30kW水泵電動(dòng)機(jī)為例，每小時(shí)耗電量為30度，每天耗電量為720度，若負(fù)載率為70%,根據(jù)工業(yè)性試驗(yàn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，節(jié)能裝置投入運(yùn)行后，電動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗功率由21.1kw降低到16.5kw，降低消耗功率4.6kw，每天運(yùn)行20小時(shí)，則年節(jié)約電能33580度，每度電價(jià)按0.6元計(jì)算，每年可以節(jié)約電費(fèi)20148元。3、本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置的開(kāi)發(fā)意義不單單在于降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行損耗，降低企業(yè)生產(chǎn)成本的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也具有不可估量的社會(huì)效益節(jié)能減排，降低資源浪費(fèi)，同時(shí)有利于環(huán)境保護(hù)。四、圖1:本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置原理框圖圖2:本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置中單片機(jī)控制電路原理框圖圖3:本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置電壓、電流檢測(cè)電路原理圖圖4-l:本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖圖4-2:本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置控制電路單片機(jī)U2原理圖圖5:電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置實(shí)時(shí)顯示、鍵盤(pán)操作系統(tǒng)電路原理圖圖6:電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性與自然運(yùn)行比較視在功率曲線圖圖7:電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性與自然運(yùn)行比較無(wú)功功率曲線圖圖8:電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性與自然運(yùn)行比較負(fù)載電流曲線圖五具體實(shí)施方式實(shí)施例一參見(jiàn)圖1、圖2，本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，含有輸出連接電動(dòng)機(jī)的主控制回路，連接電動(dòng)機(jī)的三相電流、電壓檢測(cè)電路，單片機(jī)控制電路，觸發(fā)電路以及連接在主控制回路中的晶閘管，三相電流、電壓檢測(cè)電路輸入連接單片機(jī)控制電路，單片機(jī)控制電路輸出連接觸發(fā)電路，觸發(fā)電路控制連接晶閘管，含有零序電流檢測(cè)電路，三相電流和零序電流檢測(cè)的電流信號(hào)分別經(jīng)電壓變換和放大后送給A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)控制電路；電壓檢測(cè)電路輸出電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)控制電路；單片機(jī)控制電路對(duì)所述電流和電壓信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，通過(guò)其控制輸出端口輸出控制信號(hào)，該控制輸出端口連接一放大電路，所述放大電路輸出端與觸發(fā)電路的控制端口連接。具體電路原理參見(jiàn)圖3、圖4-l、圖4-2，圖3中A相電流互感器將A相工作電流轉(zhuǎn)換成按比例的小電流信號(hào)經(jīng)T5、R2變換電壓信號(hào)、與之連接的D05、D06為輸入保護(hù)二極管。電壓信號(hào)經(jīng)R7、R9送給運(yùn)算放大器U5的2、3端口，放大后的信號(hào)經(jīng)R4、R5送給A/D轉(zhuǎn)換器Ul的15、16端口，A/D轉(zhuǎn)換器Ul將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器Ul的20端口與單片機(jī)U2的45端口連接，將數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)U2;B相電流互感器將B相工作電流轉(zhuǎn)換成按比例的小電流信號(hào)經(jīng)Tll、R20變換電壓信號(hào)、與之連接的D07、D08為輸入保護(hù)二極管。電壓信號(hào)經(jīng)R19、R25送給運(yùn)算放大器U9的2、3端口，，放大后的信號(hào)經(jīng)R14、R16送給A/D轉(zhuǎn)換器U4的15、16端口，A/D轉(zhuǎn)換器U1將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器U4的20端口與單片機(jī)U2的41端口連接，將數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)U2;C相電流互感器將C相工作電流轉(zhuǎn)換成按比例的小電流信號(hào)經(jīng)T13、R24變換電壓信號(hào)、與之連接的DIO、D12為輸入保護(hù)二極管。電壓信號(hào)經(jīng)R41、R52送給運(yùn)算放大器U11的2、3端口，，放大后的信號(hào)經(jīng)R19、R20送給A/D轉(zhuǎn)換器U5的15、16端口，A/D轉(zhuǎn)換器U5將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器U5的20端口與單片機(jī)U2的46端口連接，將數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)U2;電壓互感器經(jīng)T4、Rl將工作電壓轉(zhuǎn)換成按比例的電壓信號(hào)、與之連接的D03、D04為輸入保護(hù)二極管。電壓信號(hào)經(jīng)R2、R3送給A/D轉(zhuǎn)換器Ul的10、11端口，A/D轉(zhuǎn)換器Ul將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器U1的20端口與單片機(jī)U2的45端口連接，將數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)U2;零序電流互感器經(jīng)T6、R3將漏電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)、與之連接的D03、D04為輸入保護(hù)二極管。電壓信號(hào)經(jīng)RIO、R12送給運(yùn)算放大器U7的2、3端口，放大后的信號(hào)經(jīng)R19、R20送給A/D轉(zhuǎn)換器U4的10、ll端口，A/D轉(zhuǎn)換器U4將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器U4的20端口與單片機(jī)U2的41端口連接，將數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)U2。單片機(jī)U2的19端口為系統(tǒng)的控制輸出端口，該端口經(jīng)R26與運(yùn)算放大器UA1A的3端口連接，運(yùn)算放大器UA1A的1端口與觸發(fā)板的控制端口連接。圖4-2中單片機(jī)U2完成該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、信號(hào)放大、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、以及控制輸出功能。實(shí)施例二參見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4-l、圖4-2、圖5。本實(shí)施例電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，同實(shí)施例一不同的是含有圖5所示的實(shí)時(shí)顯示、鍵盤(pán)操作系統(tǒng)，與單片機(jī)U2的數(shù)據(jù)交換以及與上位機(jī)的通訊通過(guò)485芯片U42實(shí)現(xiàn)。其連接關(guān)系如下單片機(jī)U1的4一8端口操作輸入端口與鍵盤(pán)S1—S5連接，和液晶顯示器一起完成人機(jī)對(duì)話，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、故障査詢功能。單片機(jī)Ul的21—24、26—28、32—39端口與液晶顯示器4—17端口連接，完成適時(shí)參數(shù)顯示、參數(shù)設(shè)置、故障査詢功能。單片機(jī)U1的12、13、25端口與光耦合器U2""U4端口連接，光耦合器U2—U4端口與485芯片U42的l一4，連接，完成與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)交換。單片機(jī)Ul的ll、12端口與單片機(jī)U2的19、21端口連接，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單片機(jī)U1、U2的數(shù)據(jù)交換。本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，利用單片機(jī)技術(shù)，采用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的檢測(cè)、比較、運(yùn)算、控制軟件程序；開(kāi)發(fā)相應(yīng)的控制電路，完成電動(dòng)機(jī)節(jié)電運(yùn)行、軟起動(dòng)、軟停止、綜合保護(hù)等功能控制。1)、功率因數(shù)反映了異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)負(fù)荷情況，通過(guò)檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)，可得到異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載狀況。2)、若異步電動(dòng)機(jī)工作在輕載、空載狀態(tài)下，通過(guò)逼近法控制異步電機(jī)的供電電壓，使異步電機(jī)的輸出功率與負(fù)荷轉(zhuǎn)矩精確匹配。使異步電機(jī)可在空載和大多數(shù)負(fù)荷情況下保持較高的效率。3)、通過(guò)對(duì)電流、電壓、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)速的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)電運(yùn)行以及綜合保護(hù)，包括過(guò)載、短路、缺相、漏電、軟啟、軟停等多項(xiàng)保護(hù)。本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，采用單片機(jī)技術(shù)檢測(cè)被控電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況對(duì)電動(dòng)機(jī)的輸入電壓進(jìn)行跟蹤控制，當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載或輕載時(shí)，輸出轉(zhuǎn)矩小，功率因數(shù)低，空載電流大，空載損耗大，效率低，調(diào)節(jié)裝置逐步降低輸出電壓，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，電動(dòng)機(jī)在低電壓下8穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載增加時(shí)，調(diào)節(jié)裝置升高輸出電壓，電動(dòng)機(jī)輸出功率加大，保證輸出扭矩的平衡，電動(dòng)機(jī)始終工作在最高效率狀態(tài)。由于電動(dòng)機(jī)空載或輕載時(shí)，調(diào)節(jié)裝置降低輸出電壓，電動(dòng)機(jī)在低電壓下運(yùn)行，大大降低了空載電流和無(wú)功功率，電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)始終運(yùn)行在較高的狀態(tài)，因此節(jié)電效果顯著。不同電動(dòng)機(jī)負(fù)載時(shí)節(jié)電效果不同，下面以一臺(tái)4kw電動(dòng)機(jī)為例分析機(jī)電效果。分別參見(jiàn)表1表5:表1:電動(dòng)機(jī)P-0.0515kW(負(fù)荷率-1.3。/。)時(shí)節(jié)電效果分析項(xiàng)目不經(jīng)調(diào)節(jié)經(jīng)調(diào)節(jié)降低量降低百分比視在功率kVA3.611.702.6147.75%無(wú)功功率kvar3.561.652.6147.75%負(fù)載電流A5.53.22.223.75%電壓V3802967421.57%表2:電動(dòng)機(jī)Pi.635kW(負(fù)荷率45.9c/。)時(shí)節(jié)電效果分析項(xiàng)目不經(jīng)調(diào)節(jié)經(jīng)調(diào)節(jié)降低量降低百分比視在功率kVA3.592.171.4235.50%無(wú)功功率kvar3.522.061.4636.44%負(fù)載電流A5.63.91.7517.50%電壓V37429579.0020.79%表3:電動(dòng)機(jī)P4.21kW(負(fù)荷率-30Q/。)時(shí)節(jié)電效果分析項(xiàng)目不經(jīng)調(diào)節(jié)經(jīng)調(diào)節(jié)降低量降低百分比視在功率kVA3.632.790.8521.13%無(wú)功功率kvar3.432.600.8320.75%負(fù)載電流A5.604.680.939.25%電壓V374.00338.0036.009.47%表4:電動(dòng)機(jī)P-1.6kW(負(fù)荷率-40n/。)時(shí)節(jié)電效果分析<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表5:電動(dòng)機(jī)P-2.935Kw(負(fù)荷率-73。/。)時(shí)節(jié)電效果分析<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從上面的分析可以看出在電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率較低時(shí)節(jié)電效果最顯著，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率達(dá)到70%以上時(shí)，電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性與自然運(yùn)行特性差別不大。圖6圖8分別為電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)特性與自然運(yùn)行比較之視在功率、無(wú)功功率和負(fù)載電流曲線圖，從圖中可以清楚的看出電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)控制器能根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載變化連續(xù)地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的輸入電壓，保證電動(dòng)機(jī)始終工作在最高效率狀態(tài)。其電動(dòng)機(jī)電壓自動(dòng)跟蹤電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的功率因數(shù)，空載有功節(jié)電率》40%，有功綜合節(jié)電率10%30%。一臺(tái)55kw電機(jī)的制冷機(jī)使用電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)控制器一年可降低電耗15%20%，可節(jié)約電費(fèi)68萬(wàn)元，6個(gè)月可收回投資。同時(shí)大大延長(zhǎng)了用電設(shè)備的壽命，也間接的節(jié)約了開(kāi)支，有著廣泛的推廣應(yīng)用前景。權(quán)利要求1、一種電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，含有輸出連接電動(dòng)機(jī)的主控制回路，連接電動(dòng)機(jī)的三相電流、電壓檢測(cè)電路，單片機(jī)控制電路，觸發(fā)電路以及連接在主控制回路中的晶閘管，三相電流、電壓檢測(cè)電路輸入連接單片機(jī)控制電路，單片機(jī)控制電路輸出連接觸發(fā)電路，觸發(fā)電路控制連接晶閘管，其特征是含有零序電流檢測(cè)電路，三相電流和零序電流檢測(cè)的電流信號(hào)分別經(jīng)電壓變換和放大后送給A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)控制電路；電壓檢測(cè)電路輸出電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)控制電路；單片機(jī)控制電路對(duì)所述電流和電壓信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，通過(guò)其控制輸出端口輸出控制信號(hào)，該控制輸出端口連接一放大電路，所述放大電路輸出端與觸發(fā)電路的控制端口連接。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，其特征是含有實(shí)時(shí)顯示、鍵盤(pán)操作系統(tǒng)，所述實(shí)時(shí)顯示、鍵盤(pán)操作系統(tǒng)包括單片機(jī)Ul，設(shè)置單片機(jī)Ul的一組I/O輸入端口分別與鍵盤(pán)按鍵SI—S5連接，一組I/O輸出端口和液晶顯示器連接；單片機(jī)U1設(shè)置一組通訊端口和一個(gè)控制端口經(jīng)光電隔離后連接一通訊芯片的對(duì)應(yīng)輸入及控制功能端，所述通訊芯片數(shù)據(jù)端口通訊連接上位機(jī)，完成與上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)交換；單片機(jī)U1的串行通訊端口與單片機(jī)控制電路中單片機(jī)U2的對(duì)應(yīng)端口連接，實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)控制電路的數(shù)據(jù)交換。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的所述的電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，其特征是A相、B相、C相和零序電流互感器將對(duì)應(yīng)相的工作電流信號(hào)經(jīng)變壓器和一轉(zhuǎn)換電阻變換為電壓信號(hào)經(jīng)耦合電阻送給運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器輸出放大信號(hào)接入A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)控制電路中單片機(jī)U2;電流信號(hào)變換為電壓信號(hào)通過(guò)輸入保護(hù)二極管連接運(yùn)算放大器。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的所述的電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，其特征是電壓檢測(cè)電路輸出電壓信號(hào)經(jīng)電阻耦合接入運(yùn)算放大器U7，運(yùn)算放大器U7輸出電壓信號(hào)經(jīng)電阻耦合接入A/D轉(zhuǎn)換器U4，A/D轉(zhuǎn)換器U4與單片機(jī)U2的一個(gè)I/O輸入端口連接，將數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)U2。專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)運(yùn)行節(jié)能控制裝置。一種電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)節(jié)裝置，含有主控制回路，連接電動(dòng)機(jī)的三相電流、電壓檢測(cè)電路，單片機(jī)控制電路，觸發(fā)電路以及連接在主控制回路中的晶閘管，電流、電壓檢測(cè)電路輸入連接單片機(jī)控制電路，單片機(jī)控制電路輸出連接觸發(fā)電路，觸發(fā)電路控制連接晶閘管，三相電流和零序電流檢測(cè)的電流信號(hào)分別經(jīng)電壓變換和放大后送給A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)控制電路；電壓檢測(cè)電路輸出電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)控制電路；單片機(jī)控制電路對(duì)所述電流和電壓信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，通過(guò)其控制輸出端口輸出控制信號(hào)，通過(guò)一放大電路與觸發(fā)電路的控制端口連接。文檔編號(hào)H02P21/00GK201430569SQ20092009082公開(kāi)日2010年3月24日申請(qǐng)日期2009年6月15日優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日發(fā)明者吉增權(quán),龐元俊,李樹(shù)偉,栗成杰,蘇其昌申請(qǐng)人:平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院