专利名称：用于远离电源设备启动的节能装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于远离电源设备启动的节能装置。
背景技术：
桥隧工程、矿山企业、山区或野外等所使用的设备(尤指电机驱动的设备)位置分 散、且距离电源(变压器)较远，常常无法正常启动和运行。这是因为交流电远距离输送时， 线损和压降很大，用电设备实际得到的电压远低于额定电压，而这些场合使用的设备功率 往往很大，本身启动就很困难，加上远距离送电，更无法启动，为此，设备单位往往采用更换 超大线径电缆、甚至增设变压器的方法来解决，投入大、能耗高、耗时长，且很难彻底解决。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题提供一种用于远离电源设备启动的节能装置，采用 整流滤波、直流送电、变频控制等技术，巧妙且彻底解决了远离电源的交流用电设备的启动 运行问题，并且有显著的节能效果。本实用新型采用的技术方案远离电源设备启动的节能装置，由整流控制单元和 逆变单元构成，整流控制单元的输入端与电网三相电源连接，其输出端与逆变单元的输入 端相接；逆变单元的输出端直接接三相异步交流电动机的输入端。所述整流控制单元由整流桥阵的输入端经过空开ZK1与电网三相电源R、S、T相 连，所述整流桥阵的正极输出端经交流接触器KM的常开触点接滤波电容I的正极，整流桥 阵的负极输出端接滤波电容I的负极，交流接触器KM的常开触点并接充电电阻R1 ；滤波电 容I两端接输出端子P、N ；开关电源及整流控制的输入端并接于滤波电容I两端，开关电 源及整流控制的输出端接继电器K的线圈；交流接触器KM的线圈经继电器K的常开触点与 输入侧R、S连接。所述逆变单元的正负输入端子经过空开ZK2分别与整流控制单元的正负输出端 相接；逆变单元的正极输入端子经直流接触器KM1的常开触点与滤波电容II的正极相接， 逆变单元的负极入端子与滤波电容II的正极相接，直流接触器KM1的常开触点并接充电电 阻R2 ；滤波电容II两端接逆变桥阵和开关电源及定时控制的输入，逆变桥阵的输出端接输 出端子U、V、W，输出端子U、V、W直接接电机输入端；开关电源及定时控制的输出端接继电 器K1的线圈；直流接触器KM1的线圈经继电器K1的常开触点与电源V1、V1+相接，作为直 流接触器KM1的控制回路；MCU及系统控制为单片机最小系统，它的电源输入接开关电源及 定时控制，MCU及系统控制的控制输出接PWM及驱动控制；PWM及驱动控制的输出端接逆变 桥阵。所述整流控制单元的输入端接输入电抗器的输出端，输入电抗器的输入端接空开 ZK1的输出端。所述直流接触器KM1常开触点的输出侧接直流电抗器的正极输入端，整流控制单 元的负极输入端接直流电抗器的负极输入端，直流电抗器的正负输出端分别接滤波电容II的正负极。所述逆变单元的输入端并接制动单元的输入端，制动单元的输出端接制动电阻 R3。本实用新型与现有技术相比的优点1、采用直流供电模式，大幅度降低供电线路损耗和线路压降；并且长距离输电线 由四根减为两根，仅输电线就节约可观费用；2、提高电机功率因数和设备效率；3、实现电机软起动，彻底解决了远离电源的交流电机启动困难和运行耗能问题；4、实现交流电机无级调速，改善电机性能和设备性能，延长电机和设备的使用寿 命；5、最大限度减小无功损耗，按需要输出有功，具有非常显著的节电效果。
图1为本实用新型原理框图；图2为本实用新型电路原理图；图3为本实用新型另一种实施例结构原理图。
具体实施方式
以下结合附图1、2、3描述本实用新型的一种实施例。远离电源设备启动的节能装置，由整流控制单元1和逆变单元2构成，整流控制单 元1的输入端与电网三相电源连接，其输出端与逆变单元2的输入端相接；逆变单元2的输 出端直接接三相异步交流电动机的输入端；整流控制单元1由整流桥阵3的输入端经过空 开ZK1与电网三相电源R、S、T相连，所述整流桥阵3的正极输出端经交流接触器KM的常开 触点接滤波电容I 4的正极，所述整流桥阵3的负极输出端直接接滤波电容I 4的负极，交 流接触器KM的常开触点并接充电电阻R1 ；滤波电容I 4两端接输出端子P、N;开关电源及 整流控制5的输入端并接于滤波电容I 4两端，开关电源及整流控制5的输出端接继电器K 的线圈；交流接触器KM的线圈经继电器K的常开触点与输入侧R、S连接；逆变单元2的正 负输入端子经过空开ZK2与整流控制单元1的正负输出端相接；逆变单元2的正极输入端 子经直流接触器KM1常开触点与滤波电容II 6正极相接，逆变单元2的负极输入端子直接 与滤波电容II 6负极相接；直流接触器KM1的常开触点并接充电电阻R2 ；滤波电容II 6两 端接逆变桥阵7和开关电源及定时控制8的输入，逆变桥阵7的输出端接输出端子U、V、W， 输出端子U、V、W直接接电机输入端；开关电源及定时控制8的输出端接继电器K1的线圈； 直流接触器KM1的线圈经继电器K1的常开触点与电源VI、V1+相接，作为直流接触器KM1 的控制回路;MCU及系统控制9为单片机最小系统，它的电源输入接开关电源及定时控制8， MCU及系统控制9的控制输出接PWM及驱动控制10 ；PWM及驱动控制10的输出端接逆变桥 阵7。上述整流控制单元1的输入端还可并接输入电抗器11的输出端，输入电抗器11 的输入端接空开ZK1的输出端。当电网电压波动较大、谐波含量高、或周边多有大功率设备 启停时，电源会滋生较大浪涌，引入强电磁干扰，导致整流控制单元1损坏或引起逆变单元2工作紊乱。此时，增加输入电抗器11可大幅度滤除和抑制电源谐波、浪涌，从而保证后续 设备工作安全。上述直流接触器KM1的输出侧可串接直流电抗器12，即直流接触器KM1常开触点 的输出侧接直流电抗器12的正极输入端，整流控制单元1的负极输入端接直流电抗器12 的负极输入端，直流电抗器12的正负输出端分别接滤波电容II 6的正负极。加装直流电抗 器12的目的主要是为滤除直流母线上的谐波干扰、减少电压浪涌对逆变单元2的冲击，尤 其是在负载变动较大时，能够充分保障逆变单元2可靠工作。上述逆变单元2的输入端可并接制动单元13的输入端，制动单元13的输出端接 制动电阻R3。制动单元13作为系统可选附件，主要用于负载惯性较大的场合，其制动电阻 R3为低感或无感电阻，其功率和阻值大小根据设备功率和实际负载状况确定。本装置由整流控制单元1、逆变单元2组成，三相380AVC由R、S、T输入，合上空开 ZK1后，整流桥阵3开始工作，并经R1给滤波电容I 4充电，滤波电容I 4充电达到额定电 压80%左右时，交流接触器KM闭合，将R1旁路，直接向滤波电容I 4充电。这样做的目的 是避免滤波电容I 4中空时充电电流过大而损坏滤波电容I 4和整流桥阵3。K为中间继 电器，控制KM线圈；直流输出PN可远距离输送，经过空开ZK2接入逆变单元2，逆变单元2 实际上是一台变频器，ZK2合上后，直流P先经R2给滤波电容II 6充电，若干秒后，直流接 触器KM1闭合，将R2旁路。K1为中间继电器，控制KM1线圈。KM1线圈电压一般为110VDC， 因此，此处的开关电源系统分为两个部分，一个是逆变控制和输出所用的控制电源，主要包 括24V、士 15V、12V、5V等；另一个用于直流接触器控制，主要包括24V、110V等；逆变输出端 u、v、w接交流电机，即可实现平稳软启动和无级调速等功能，并能方便地实现正反转切换、 点动、多段速控制等；对电机负载而言，具有显著节能效果。
权利要求1.远离电源设备启动的节能装置，其特征是整流控制单元(1)的输入端与电网三相电 源连接，其输出端与逆变单元(2)的输入端相接；逆变单元(2)的输出端直接接三相异步交 流电动机的输入端。
2.根据权利要求1所述的远离电源设备启动的节能装置，其特征在于所述整流控制 单元(1)由整流桥阵(3)的输入端经过空开ZK1与电网三相电源R、S、T相连，所述整流桥 阵⑶的正极输出端经交流接触器KM的常开触点接滤波电容I (4)的正极，整流桥阵(3) 的负极输出端接滤波电容I (4)的负极，交流接触器KM的常开触点并接充电电阻R1 ；滤波 电容I (4)两端接输出端子P、N;开关电源及整流控制(5)的输入端并接于滤波电容I (4) 两端，开关电源及整流控制(5)的输出端接继电器K的线圈；交流接触器KM的线圈经继电 器K的常开触点与输入侧R、S连接。
3.根据权利要求1所述的远离电源设备启动的节能装置，其特征在于所述逆变单元 (2)的正负输入端子经过空开ZK2分别与整流控制单元(1)的正负输出端相接；逆变单元 (2)的正极输入端子经直流接触器KM1的常开触点与滤波电容II (6)的正极相接，逆变单 元(2)的负极入端子与滤波电容II (6)的正极相接，直流接触器KM1的常开触点并接充电 电阻R2 ；滤波电容II (6)两端接逆变桥阵(7)和开关电源及定时控制(8)的输入，逆变桥 阵⑵的输出端接输出端子U、V、W，输出端子U、V、W直接接电机输入端；开关电源及定时 控制(8)的输出端接继电器K1的线圈；直流接触器KM1的线圈经继电器K1的常开触点与 电源VI、V1+相接，作为直流接触器KM1的控制回路；MCU及系统控制(9)为单片机最小系 统，它的电源输入接开关电源及定时控制(8)，MCU及系统控制(9)的控制输出接PWM及驱 动控制(10) ；PWM及驱动控制(10)的输出端接逆变桥阵(7)。
4.根据权利要求1、2或3所述的远离电源设备启动的节能装置，其特征在于所述整 流控制单元(1)的输入端接输入电抗器(11)的输出端，输入电抗器(11)的输入端接空开 ZK1的输出端。
5.根据权利要求1、2或3所述的远离电源设备启动的节能装置，其特征在于所述直 流接触器KM1常开触点的输出侧接直流电抗器(12)的正极输入端，整流控制单元⑴的负 极输入端接直流电抗器(12)的负极输入端，直流电抗器(12)的正负输出端分别接滤波电 容II (6)的正负极。
6.根据权利要求1、2或3所述的远离电源设备启动的节能装置，其特征在于所述逆 变单元(2)的输入端并接制动单元(13)的输入端，制动单元(13)的输出端接制动电阻R3。
专利摘要提供一种远离电源设备启动的节能装置，由整流控制单元和逆变单元构成，整流控制单元的输入端与电网三相电源连接，其输出端与逆变单元的输入端相接；逆变单元的输出端直接接三相异步交流电动机的输入端。本实用新型采用整流滤波、直流送电、变频控制等技术，巧妙且彻底解决了远离电源的交流用电设备的启动运行问题，并且有显著的节能效果。
文档编号H02P1/26GK201781454SQ201020518328
公开日2011年3月30日 申请日期2010年9月6日 优先权日2010年9月6日
发明者任兴乾 申请人:宝鸡赫尔克电子有限公司