专利名称：可编程变频电机节电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及节能控制装置，特别是一种变频电机节电装置。
背景技术：
变频电动机广泛应用于各种电力传动装置中，其用电量占电网总负荷一半以上。由于变频电机并不总是工作在满载状态，大多数长时间在空载或轻载状态下运行，电机功率因数很低，效率很差，因此造成电能的极大浪费。目前，多通过变频器改变交流电机的电源频率和电压，对电机进行调速控制，从而实现节能目的。但是，交流电机和变频器的匹配问题，导致变频器难以输出精确的U/f给电动机，因此难以进一步提高节能效果。同时，由于变频器电路应用交变直，又由直变交的AC-DC-AC变换技术，AC-DC变换产生大量谐波干扰，DC-AC变换产生电磁噪音干扰。谐波分量为50Hz的奇次分量，通常把3Hz以下的干扰称为谐波干扰，3Hz以上的干扰称为电磁噪声。变频器的谐波和电磁噪声会对电网造成污染，影响电网运行，甚至造成社会问题，这是制约变频器大量推广使用的根本性原因。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种节能效率高，抑制电磁噪声干扰和谐波干扰效果良好的可编程变频电机节电装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种可编程变频电机节电装置，主要包括变频器，其变频器输入端设有一与电动机连接的可进行自适应控制的电动机参数离线设定系统；变频器的输入端和输出端分别串联有线噪声滤波器；在变频器的输入端设置一并联无源补偿装置；在变频器主电路中设置一串联补偿装置。
上述的电动机参数离线设定系统包括自检测控制环节和速度调节环节，其输入端分别通过模/数转换器与电动机连接输入电动机参数，其输出端分别通过电流控制环节与变频器连接输出电压和频率，形成两个循环回路。
上述的线噪声滤波器由线心线圈构成，内含4匝3圈缠绕。
上述的并联无源补偿装置为由R、L、C联接而成的同步滤波器及高通滤波器，与变频器并联接向电源。
上述的串联补偿装置为一直流电抗器，串联于变频器主电路中的桥式整流和电容滤波器之间。
本实用新型在原系统接线的基础上，利用计算机网络独特的“电动机在线自适应算法”进行电动机参数检测，能实现精确的电动机参数测定，并把测定的结果通过编程输入到变频器中，变频器修正参数后再加到电动机中，然后再次进行检测，形成一个闭环的多次适应性检测，从而可实现精确的节能运算控制，节电效果明显，在典型应用中节电效率可达70％以上，一般电动机可达43％以上。同时，利用线噪声滤波法和无源并联-串联补偿法，能有效地抑制电磁干扰和谐波干扰。
图1是本实用新型电动机参数离线设定系统结构图。
图2是本实用新型线噪声滤波器的安装示意图。
图3是本实用新型无源并联补偿装置的接线图。
图4是本实用新型串联补偿装置的接线图。
图5是本实用新型变频器抗干扰配件的安装示意图。
图6是本实用新型的电气接线图。
具体实施方式
本实用新型主要包括一变频器1。变频器1输出端与电动机M连接，输入端设有一可进行自适应控制的电动机参数离线设定系统，该系统与电动机M连接，形成循环回路。如图1所示，电动机参数离线设定系统包括自检测控制环节II和速度调节环节III，两个环节的输入端分别通过12线、模/数转换器A/D与电动机M连接输入电动机参数，输出端分别通过电流控制环节I、6线与变频器连接输出电压和频率，形成自检测和自调速两个循环回路。速度调节环节III在自检测时断开。自检测需采集的信号主要是指令电流Im1、It1和电动机转速n以及Um1和Ut1的阶跃响应，具体测试项目包括定子电阻R1、转差系数Ks和转矩系数Kt。完成电动机参数离线自设立后，把电动机参数写入变频器1的内部寄存器进行寄存，通过变频器1指令，起动变频器的模型自适应系统，实际节电系统对电动机参数在线修正。
具体步骤如下①将电动机M额定参数输入功能码P01、P02和P03内；极数功能码为P01，设定值2～14极容量功能码为P02，设定值0.01～500kW额定电流功能码为P03，设定值0.00～2000A②将功能码P04设定为2，电动机M停转，系统自检测电动机M的定子电阻R1％和50Hz下的总漏抗X％，自动输入功能码P05；③将功能码P04设定为3，电动机M处于停转状态，测R1％和X％后，电动机M在相应频率下转动，再自动测量电动机M空载电流I0，并将测出的参数自动写入P06、P07和P08；④将功能码P04设定为0，自检测不动作，功能码P05设定为1，电机参数在线自调整动作，使自检测状态变为自动速度调节状态；⑤电动机转差补偿输入功能码P09。
设定值计算式＝基本频率×转差/同步转速(Hz)一般取在0.00～15.00Hz范围内。
为抑制电磁噪声干扰和谐波干扰，如图5所示，本实用新型采用了线噪声滤波技术和无源串-并联补偿技术。一避雷器5与本实用新型并联接入电源。在变频器1的输入端和输出端分别串联有线噪声滤波器2(如图2所示)，由线心线圈构成，由于缠绕的圈数越多，其滤波效果越好，本实用新型中使用的线噪声滤波器2内含3圈缠绕(4匝)，对数百千赫兹以上的噪声效果显著。无源补偿装置与变频器1并联接向电源，如图3所示，在变频器1的输入端，并联有由电容Cl、电感L1组成的同步滤波器3和由电容C2、电感L2以及电阻R2组成的高通滤波器4，由特定的参数匹配，使对特定的奇次谐波形成谐振，从而达到吸收高次谐波的目的，使谐波就地吸收，不反送到电网中，从而抑制变频器谐波对电网造成的污染。在变频器1的主电路中，断开原来桥式整流和电容滤波器之间的连接，加设一直流电抗器DCL(如图4所示)，可增加变频器的输入阻抗，大大提高变频器1的功率因素，可有效抑制谐波干扰。
本装置GK的输入端顺序连接变送器、屏蔽，最后外接传感器，而输出端通过导线与电动机M连接，如图6所示，加设于原电气接线系统(图6虚线框部分)，安装时不需改变原接线系统，安装非常方便。
权利要求1.一种可编程变频电机节电装置，主要包括变频器，其特征是所述变频器输入端设有一与电动机连接的可进行自适应控制的电动机参数离线设定系统；变频器的输入端和输出端分别串联有线噪声滤波器；在变频器的输入端设置一并联无源补偿装置；在变频器主电路中设置一串联补偿装置。
2.根据权利要求1所述的可编程变频电机节电装置，其特征是所述的电动机参数离线设定系统包括自检测控制环节和速度调节环节，其输入端分别通过模/数转换器与电动机连接输入电动机参数，其输出端分别通过电流控制环节与变频器连接输出电压和频率，形成两个循环回路。
3.根据权利要求1所述的可编程变频电机节电装置，其特征是所述的线噪声滤波器由线心线圈构成，内含4匝3圈缠绕。
4.根据权利要求1所述的可编程变频电机节电装置，其特征是所述的并联无源补偿装置为由电阻、电感、电容联接而成的同步滤波器及高通滤波器。
5.根据权利要求1所述的可编程变频电机节电装置，其特征是所述的串联补偿装置为一直流电抗器，串联于变频器主电路中的桥式整流和电容滤波器之间。
专利摘要本实用新型涉及一种可编程变频电机节电装置，主要包括一变频器，该变频器输入端设有一与电动机连接的可进行自适应控制的电动机参数离线设定系统；变频器的输入端和输出端分别串联有线噪声滤波器；在变频器的输入端设置一并联无源补偿装置；在变频器主电路中设置一串联补偿装置。本实用新型利用“电动机在线自适应算法”进行电动机参数检测，并把测定的结果通过编程输入到变频器中，从而可实现精确的节能运算控制，节电效果明显，在典型应用中节电效率可达70％以上，一般电动机可达43％以上。同时，利用线噪声滤波法和无源并联－串联补偿法，能有效地抑制谐波干扰和电磁干扰。
文档编号H02K11/00GK2632938SQ0326772
公开日2004年8月11日 申请日期2003年7月17日 优先权日2003年7月17日
发明者俞展新, 钟钦全, 梁舜晓 申请人:广州金关节能科技发展有限公司