专利名称：抽油机电机节能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机节能控制器，特别是一种自动调节电压与负载匹配的抽油机电机节能控制器。
背景技术：
电机是工业生产的主要动力来源，在其空载或轻载时，均会造成电能的巨大浪费，目前在石油化工，冶金工业中，特别是油田中使用的三相异步电动机，在电机容量选择上总是比实际负载要大很多，当负载变大、变小、或空载时，都会使无功消耗大，甚至出现“大马拉小车”的情况，不但造成电能的浪费，而且使电能的传送电路、发电设备的效率降低、损耗增大。常用的电机节能控制器是针对稳定负载设计的，其原理是通过检测非节电方式下的功率因数，调整串接在电机绕组中的双向可控硅导通角，从而调整输入到电机的电压值，也即调整电机输出额定功率，使之与负载功率相匹配，达到节能目的。而抽油机中的电机负载变化比较快，采用上述方法在实时调整电机输入电压，使电机效率在负载不断变化的情况下，无法保证电机的工作效率达到最高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点而提供一种改进的抽油机电机节能控制器，实时调整电机输入电压适应负载变化，提高电机的工作效率，节约电能。
本实用新型的目的可以通过如下技术措施来实现本节能控制器包括中央微处理器、光电耦合器、采样电路、模数转换电路、过载保护电路、同步电路、数字显示电路、触发脉冲形成电路，采样电路经模数转换电路连接中央微处理器输入端，过载保护电路连接采样电路，同步电路经光电耦合器连接中央微处理器输入端，中央微处理器输出端分别连接数字显示电路、触发脉冲形成电路。采样电路中设有三组二极管并联，每组都有二个方向相同二极管串联而成，电机三相电源分别接有三个电流互感器，三个电流互感器的一端分别连接每组二极管的两二极管之间，三个电流互感器的另一端相互连接，并联的二极管组一端接地，另一端连接模数转换电路、过载保护电路的比较器正输入端；模数转换电路的比较器输出端连接A/D转换集成块输入端，A/D转换集成块与中央微处理器连接；过载保护电路的比较器输出端连接三极管，三极管连接有继电器，由三极管控制继电器来控制电机电源；同步电路设有两个相同的电感器，其中一电感器接有桥式整流电路，桥式整流电路连接光电耦合器和三极管，另一电感器经电阻连接三极管；光电耦合器连接中央微处理器输入端；数字显示电路的数字显示管连接显示集成块，显示集成块与中央微处理器连接；触发脉冲形成电路设有与非门电路集成块，中央微处理器的输出端分别连接与非门电路集成块的输入端，与非门电路集成块输出可控硅控制信号，控制可控硅的导通角，从而调整电机的输入电压；为了保证控制器的可靠工作和扩展功能，可增加可靠性保护电路和数模转换电路，另在中央微处理器写入计算软件配合使用。
本控制器的电路中，同步电路是可控硅装置所必须的，每隔360度相位角产生一个同步脉冲给中央微处理器，中央微处理器利用外部中断0检测该同步信号即交流电压过零时刻，通过软件处理和内部定时器定时，根据铁损等于铜损时，电机整机功率损失最小的理论，输出相应的可控硅触发脉冲。光电耦合器是将信号隔离，避免干扰，由采样电路的电流互感器采集到电机的负载电流信号，经模数转换电路比较器、A/D转换集成块输入中央微处理器，经处理后中央微处理器输出脉冲触发信号，经触发脉冲形成电路的与非门电路集成块控制可控硅的导通角，调整电机的输入电压，使施加在电机的电压自动跟踪负载的变化，从而使电机工作在最佳状态，中央微处理器同时经显示集成块输给数字显示管信号，实时显示交流电路的电流值，当负载电流过大，过载保护电路的比较器输出端有电压，三极管导通，继电器触点断开，切断主回路的交流电源，保护电机。
本实用新型的设计合理，应用铁损等于铜损时，电机整机功率损失最小的理论，实时调整电机工作电压响应负载变化，实现最佳匹配，提高电机的工作效率，节约电能，其控制灵敏度高，响应速度快，工作可靠，性能稳定，是先进实用的电机节能设备。
图1是本实用新型的电路结构图。
具体实施方式
参照图1，中央微处理器IC1采用单片机89C51，光电耦合器采用4N31，还有采样电路、模数转换电路、过载保护电路、同步电路、数字显示电路、触发脉冲形成电路。采样电路有三个电流互感器L1、L2、L3连接在电机三相电源，电阻R1、R2、R3、分别接在L1、L2、L3两端，二极管D1、D2串联成一组，二极管D3、D4串联成一组，二极管D5、D6串联成一组，三组再并联，三个电流互感器L1、L2、L3的一端分别连接每组二极管的两二极管之间，另一端相互连接，并联的二极管组一端接地，另一端连接模数转换电路、过载保护电路的比较器IC4、IC5正输入端，比较器IC4、IC5为LM324，比较器IC4的输入端经电阻R4、R5连接其输出端，比较器IC4输出端连接A/D转换集成块IC2输入端，A/D转换集成块IC4与中央微处理器IC1连接，A/D转换集成块IC4为0809，过载保护电路的比较器IC5的输入端经电阻R6、R7连接其输出端，输出端经二极管D8、电阻R8连接三极管BG1的基极，三极管BG1的集电极连接继电器J，继电器J并联接有二极管D7，继电器J为常闭触点继电器，控制交流接触器来控制电机电源。
同步电路有两个相同的电感器L4、L5，电感器L5接二极管D9、D10、D11、D12的桥式整流电路，桥式整流电路一端光电耦合器A连接三极管BG2的集电极，另一端接三极管BG2的发射极，电感器L4一端经电阻R9连接三极管BG2的基极，另一端接三极管BG2的发射极，光电耦合器A连接中央微处理器IC1的输入端。
中央微处理器IC1的输出端连接数字显示电路的显示集成块IC3，IC3为74LS164×4，数字显示管连接显示集成块IC3；触发脉冲形成电路有与非门电路集成块IC6，中央微处理器IC1的输出端分别连接与非门电路集成块IC6的输入端，与非门电路集成块IC6输出可控硅控制信号，通过控制可控硅的导通角，从而调整电机的输入电压；可靠性保护电路有电阻R10、R11和集成块IC7和组成，IC7为X25045；可增加数模转换电路以扩展功能。
权利要求1.一种抽油机电机节能控制器，包括中央微处理器、光电耦合器、采样电路、模数转换电路、过载保护电路、同步电路、数字显示电路、触发脉冲形成电路，其特征是采样电路中有三组二极管并联，二极管D1、D2串联成一组，二极管D3、D4串联成一组，二极管D5、D6串联成一组，三个电流互感器L1、L2、L3的一端分别连接每组二极管的两二极管之间，另一端相互连接，并联的二极管组一端接地，另一端连接模数转换电路、过载保护电路的比较器IC4、IC5正输入端，比较器IC4的输出端连接A/D转换集成块输入端IC2，A/D转换集成块IC2与中央微处理器连接，比较器IC5的输出端连接三极管BG1，三极管BG1连接有继电器J，同步电路设有两个相同的电感器L4、L5，电感器L5接有桥式整流电路，桥式整流电路连接光电耦合器A和三极管BG2，电感器L4经电阻R9连接三极管BG2，光电耦合器A连接中央微处理器IC1输入端，触发脉冲形成电路设有与非门电路集成块IC6，中央微处理器IC1的输出端分别连接与非门电路集成块IC6的输入端。
专利摘要一种抽油机电机节能控制器，包括中央微处理器、光电耦合器、采样电路、模数转换电路、过载保护电路、同步电路、数字显示电路、触发脉冲形成电路，采样电路有三个电流互感器L
文档编号F24C15/20GK2648319SQ0327358
公开日2004年10月13日 申请日期2003年8月14日 优先权日2003年8月14日
发明者吴晓帆, 罗平, 张岩京 申请人:茂名学院