专利名称：电动机智能软启动和调压节能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于节能电器技术领域。
背景技术：
为了提高电机的工作效率，多年来世界各国从电机的设计制造、电机的选择使用、 电网供电管理等几个方面入手，作了大量研究工作，取得了较好的成果。其中从电机的设计 制造方面人手，开发出了高效节能电动机，使效率显著提高，可大量节能。但这种电机造价 较高，而且经济效果较大地取决于负载的情况，即对于长期工作于额定负载、连续运行的应 用场合，其节能效果能达到最佳。但对大多数电机用户来说，怎样使现有设备上的电机工作 于效率较高的状态显得更为现实。 国外从六、七十年代就开始了中小型异步电动机的节能研究，1975年美国宇航局 工程师Frank Nola为减少航天飞机上泵和风扇能耗而研制的功率因数控制器即在定子 电压一定的情况下，只要负载率小于额定负载率，交流异步电动机的功率因数基本是和它 的负载率成一一对应的关系。这种装置的工作原理是通过检测功率因数作为控制输入电压 信号，并通过该类装置控制定子端电压来调节输入功率，使其随负载的变化而变化。该类装 置空载时节电率为40%左右，总节电率大致为20%左右，功率因数有一定改善，但并未超 过O. 5。 利用晶闸管交流调压技术研制的软起动器是从70年代开始应用的，以后美国宇 航局工程师诺瓦又把功率因数控制技术结合进去，以及采用微电脑代替模拟控制电路，发 展成现在的智能化电机节能控制器。 目前，世界上有许多公司都生产软起动器，例如美国Allen-Bradley公司在90年 代初期推出T系列的智能控制器(SMC-SmartMotor Controller) ;GE公司生产的软起动器 最大功率为850kW，额定电压500V.额定电流1. 18kA，最大起动电流为5. 9kA ;在欧洲，德国 的金钟默勒公司的Softpact系列起动器在欧洲销售得较好；意大利SIEI公司生产的软起 动器额定电压达到690V，额定电流达到1. 6kA。由于能源紧缺我国也从七十年代开展了大 规模节能装置的研究。据国家第七批节能产品推广项目介绍，研制出了 ID，DJZ，XSZ等等一 大批系列节电器。其空载节电率大于30%左右，轻载(小于30%负载率)为33-43%左右。 但这些产品功能还不完善，性能不稳定，界面不友好，同国外产品比较还有很大差距。而国 外产品价格昂贵，操作复杂，对使用人员要求高，限制了在国内的推广。
发明内容本实用新型的目的是提供一种电动机智能软启动和调压节能装置，它通过软启 动后自动调解电动机供电电压进入节电运行。 本实用新型的技术方案是单片机的PI. 0、P1. 1、P1. 2与比较器相连，比较器与同 步信号光耦检测相连，SCR与同步信号光耦检测相连，单片机的PO. 0-PO. 7 口与A/D转换电 路数据输出端D0-D7相连，单片机的PI. 4、P1. 5、P1. 6与缓冲器74LS373的输入端D0-D2相连，缓冲器输出端Q0， Ql， Q2与光耦驱动的阴极2脚相连，光耦驱动的输出4脚与SCR的控制端相连，电流互感器的输出端与A/D转换电路的模拟输入端IN0相连，A/D转换电路的输出端D0-D7与单片机的P0-P7相连。 本实用新型的有益效果是对电动机在轻载、变载和空载情况下的极限耗能进行分析，并把分析结果和模糊控制技术应用到电动机的节能与安全监控当中。产生的节能效益和安全效益将十分显著，是电动机节能与安全监控技术的一大改进。
图1是本实用新型电路原理框图；[0010] 图2是本实用新型工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步描述[0012] 工作原理 控制系统以单片机为主控单元，电流过零检测、同步信号整形、三相平衡检测、A/D转换、光电驱动隔离等部分组成控制系统其它单元。通过光电耦合器检测SCR模块电流过零状态取得三相同步信号，经比较器得到整形后的三相TTL同步脉冲信号直接与单片机P3.3-P3.5接口。三相平衡检测由同步信号光耦检测电路实现，通过比较器引入检测结果；利用电流互感器完成检测当前主电路负载的变化情况，经过A/D转换后由P0 口将检测结果送入单片机。单片机产生控制脉冲，由P1.4-P1.6 口发出，通过缓冲器、驱动电路直接驱动SCR模块，同时通过同步信号检测电路确保三相触发信号的同步。[0014] 工作过程 控制系统上电后，开始识别三相同步信号，并进入软起动程序。此时系统不检测A/D参数，只检测三相平衡状态及三相同步信号，如果三相同步信号或三相平衡状态异常，控制系统将作出保护处理。 软起动程序结束后，控制系统立即检测A/D参数，根据A/D转换数据判断当前负载
情况，并根据负载率自动调节电动机供电电压，进入节电运行。如果节电运行期间电动机出
现过栽，或三相同步信号、三相平衡状态异常，控制系统将作出保护处理。 主要技术指标 触发电流(IG):《130mA 自动调压范围220V-380V 软起动时间3S 过载保护时间7S-9S 具备缺、断相保护功能 工作及待机时间长期 工作温度范围_30-85(°C )
权利要求一种电动机智能软启动和调压节能装置，其特征是单片机的P1.0、P1.1、P1.2与比较器相连，比较器与同步信号光耦检测相连，SCR与同步信号光耦检测相连，单片机的P0.0-P0.7口与A/D转换电路数据输出端D0-D7相连，单片机的P1.4、P1.5、P1.6与缓冲器74LS373的输入端D0-D2相连，缓冲器输出端Q0，Q1，Q2与光耦驱动的阴极2脚相连，光耦驱动的输出4脚与SCR的控制端相连，电流互感器的输出端与A/D转换电路的模拟输入端INO相连。
专利摘要一种电动机智能软启动和调压节能装置，属于节能电器技术领域，其特征是单片机与比较器相连，比较器与同步信号光耦检测相连，SCR与同步信号光耦检测相连，单片机与转换电路数据输出端相连，单片机与缓冲器输入端相连，缓冲器输出端与光耦驱动的阴极相连，光耦驱动的输出与SCR的控制端相连，电流互感器的输出端与转换电路的模拟输入端相连，转换电路的输出端与单片机相连。有益效果是对电动机在轻载、变载和空载情况下的极限耗能进行分析，并把分析结果和模糊控制技术应用到电动机的节能与安全监控当中。产生的节能效益和安全效益将十分显著，是电动机节能与安全监控技术的一大改进。
文档编号H02P23/02GK201504205SQ200920093318
公开日2010年6月9日 申请日期2009年4月1日 优先权日2009年4月1日
发明者于彦民, 刘龙, 李晓光, 杨树臣, 罗红宇, 肖萍萍 申请人:吉林工程技术师范学院