专利名称：实时多路精确控制节电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力系统中动力设备运行的节能技术领域，尤其适用于电动机、 风机、水泵等电机设备的一种实时多路精确控制节电装置。
背景技术：
在目前我国现代化建设的发展过程中，电力的发展已经成为社会经济发展的决定性因素之一。在我国的GDP增长过程中，单位GDP的能耗过高已经影响到我国经济的快速发展，因此发展电力和节约电能必将成为我国今后长期发展的基本方针。目前，从电网输送、区域供电到末端用户群都存在着较多的能源浪费现象。第一， 发电站为避免长距离送电过程中的电路损耗，要以较高的电压传送，以确保末端用户达到额定电压，导致实际电压往往高于用户需求的额定电压。第二在区域供电的范围内，即末端的用户群中，由于开工状况不同，通常只有70-80%的用户承载着100%的电力供应，致使电力的配量进一步过剩。第三，对于某一具体单位的电动机来说，为了保护用电高峰时设备正常工作，往往要求变压器的输出电压高于电动机的额定电压，因此在这种供电网络的运行过程中，常常造成电动机的用电量和电源供电量之间的严重的能量不匹配状态。尤其是当电动机处于空载、轻载和中等程度的负载时，这种能量的不匹配状况将更为突出。为了解决上述用电设备的电能浪费问题，国外自十九世纪四十年代即开始了节能技术的研究，我国也于上世纪六十年代初期开展了相应的节能新技术研究。经历了六十年的发展，到目前为止，已经先后出现了多种类型的节能技术和节电设备，如电容补偿、星角转换调压、自藕变压器降压、可控硅调压、电抗器调压、逆变调压、谐波和浪涌电流抑制和变频调速等一系列节电技术。但是到目前为止，这一系列节电技术对于电机的许多运行状态节电要求不适用，如当电动机工作在中重载、重载、满载和超载状态下时(其负载分别为 65-80%、80-90%、90-100%、101-135%)，当电机运行的功率因数较高时(0. 65-0. 98)，当恒负载和恒转矩电机工作在中重载、重载、满载和超载状态下时等等。而且这种工作状态和运行状况的电动机的数量约占到社会拥有电机总量的80%左右，因此节能技术必须寻求新的突破。我们总结了多方式实时调控负载(电动机)的电流和电压大小的新的方法，其调控的可靠性和精确度，决定了节电设备的节电率以及适用于节电领域的范围大小。其基本原理是，利用计算机控制下的变频和调压实时切换和互补，并通过科学的线路设计，以及各种运行参数的精确计算，在计算机的智能化控制中，实现了节电装置的有效节电率。
发明内容针对上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种实时多路精确控制节电装置，用于电动机、水泵、风机上，并能够利用多种节能实施方式调控电源的输出功率，实现对于各类负载的实际用电量的精确匹配。为了实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案[0008]一种实时多路精确控制节电装置，具有多组输入信号检测单元和电机信号检测单元分别与可编程控制器(MPU)输入接口相连，所述可编程控制器(MPU)分别通过数据端口与变频器和三相可控硅调压装置相连；所述变频器和三相可控硅调压装置的输出端通过电容补偿装置、正弦波成型器与输出信号检测单元相连；所述可编程控制器(MPU)的信号输出端通过旁路系统与输出信号检测单元的输出端口相连；所述可编程控制器(MPU)与控制制冷或加热的温度控制单元相连。一种实时多路精确控制节电装置，所述三相可控硅调压装置由单片机89C51和芯片82M编程控制的3个三相可控硅组构成。一种实时多路精确控制节电装置，每组输入信号检测单元由互感器、电流比较放大器开关组成。一种实时多路精确控制节电装置，输出信号检测单元设置有供运行过中的联网监控、数据采集和程序更新的写入PCI接口。一种实时多路精确控制节电装置，正弦波成型器由电感滤波装置和电磁转换装置构成。一种实时多路精确控制节电装置，温度控制单元由温度控制器和计时器构成。一种实时多路精确控制节电装置，所述旁路系统为原市电系统的工作电压。一种实时多路精确控制节电装置，所述工作电压为380V，或为660V、1140V、 3000V、6000V、9000V、10000V、13800V 及 15000V 的电力电压。由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下优越性一种实时多路精确控制节电装置，通过频率、压差和脉宽同步精确调控的方式，能够实现对电动机动力配电的随载输入，同时能够自动清除供电系统和变频调节后的谐波和浪涌，提高了功率因数，为动力设备的运行提供了高质量、清洁节约的电源。
图1为实时多路精确控制节电装置的电路方框图。
具体实施方式
如图1所示一种实时多路精确控制节电装置，具有多组输入信号检测单元和电机信号检测单元分别与可编程控制器(MPU)输入接口相连，所述可编程控制器(MPU)分别通过数据端口与变频器和三相可控硅调压装置相连；所述变频器和三相可控硅调压装置的输出端通过电容补偿装置、正弦波成型器与输出信号检测单元相连；所述可编程控制器 (MPU)的信号输出端通过旁路系统与输出信号检测单元的输出端口相连；所述可编程控制器(MPU)与控制制冷或加热的温度控制单元相连。所述三相可控硅调压装置由单片机89C51和芯片82M编程控制的3个三相可控硅组构成。所述每组输入信号检测单元由互感器、电流比较放大器开关组成。所述输出信号检测单元设置有供运行过中的联网监控、数据采集和程序更新的写入PCI接口。所述正弦波成型器由电感滤波装置和电磁转换装置构成。所述电容补偿装置为电容组。所述温度控制单元由温度控制器和计时器构成。所述旁路系统为原市电系统的工作电压。所述工作电压为380V，或为660V、1140V、3000V、6000V、9000V、10000V、13800V 及 15000V 的电力电压。使用时，将多组输入信号检测单元的互感器接入输入电网，使检测的输入信号供节电装置系统循环采样。节电装置内部有可供MPU调控的变频器和三相可控硅调压装置，通过电容补偿装置、正弦波成型器和输出信号检测单元，输出的正弦波形三相电供三相电机使用。机箱中同时装载了正弦波成型器和回馈器。单片机内设有汇编语言编写的节电控制程序。本实用新型装置通过频率、压差和脉宽同步精确调控的方式，实现对电动机动力配电的随载输入；同时自动清除供电系统和变频调节后的谐波和浪涌，提高了功率因数为动力设备的运行提供了高质量、清洁节约的电源。该节电装置在原有线路结构不变，只更换电子元器件的额定值和连接导线的规格的情况下，其工作电压可以在 380V、660V、1140V、3000V、6000V、9000V、10000V、13800V 及 15000V的电力系统中进行节电控制。当电流经过正弦波成型器时，经过其内部的电感滤波及电磁转换中的能量交换， 电磁转换由于不产生能量损失，而且这一过程中不产生新的浪涌干扰和谐波污染，所以当电流经过正弦波成型器，其电流和电压的输出均为标准的正弦波形，不仅不会对电网造成新的谐波污染，而且还可对电网原有的谐波加以消除，对电源进行优化，实现高质量的电源输出。当负载为某些对温度有特定要求的局部空间和场所时，则温度控制器和计时器即可根据该场所的温度和时间要求，设定一套特定的温度控制和时间计量的软件程序。当设备运行时，温度控制和时间计量信息即可直接传送到可编程控制器MPU。经过中央控制其处理后，即发送出控制信息到对温度控制有特定要求的场所，当该场所的温度高于(或低于)某一特定值时，则制冷系统或加热系统即开始对该场所进行制冷或加热，当其温度低于或高于某一特定值时，则制冷系统或加热系统即停止制冷或加热，随着温度的控制方式的改变，可使负载达到更好的节电效果。当设备运行中发生过流、过压或三相不平衡等情况时，则电流传感器即使是将这一信息通过电流放大器放大后，经电流比较放大器进一步处理后传送到中央控制器。经过中央控制器再次处理后寄送出控制信息开启旁路，设备将立即停止工作，控制速度达到10 毫秒，同时故障指示灯亮，可使电动机得到更好的保护。本设备还提供PCI接口以供运行过中的联网监控，数据采集和新的程序写入。
权利要求1.一种实时多路精确控制节电装置，其特征在于具有多组输入信号检测单元和电机信号检测单元分别与可编程控制器MPU输入接口相连，所述可编程控制器MPU分别通过数据端口与变频器和三相可控硅调压装置相连；所述变频器和三相可控硅调压装置的输出端通过电容补偿装置、正弦波成型器与输出信号检测单元相连；所述可编程控制器MPU的信号输出端通过旁路系统与输出信号检测单元的输出端口相连；所述可编程控制器MPU与控制制冷或加热的温度控制单元相连。
2.根据权利要求1所述的实时多路精确控制节电装置，其特征在于所述三相可控硅调压装置由单片机89C51和芯片82M编程控制的3个三相可控硅组构成。
3.根据权利要求1所述的实时多路精确控制节电装置，其特征在于每组输入信号检测单元由互感器、电流比较放大器开关组成。
4.根据权利要求1所述的实时多路精确控制节电装置，其特征在于输出信号检测单元设置有供运行过中的联网监控、数据采集和程序更新的写入PCI接口。
5.根据权利要求1所述的实时多路精确控制节电装置，其特征在于正弦波成型器由电感滤波装置和电磁转换装置构成。
6.根据权利要求1所述的实时多路精确控制节电装置，其特征在于温度控制单元由温度控制器和计时器构成。
7.根据权利要求1所述的实时多路精确控制节电装置，其特征在于所述旁路系统为原市电系统的工作电压。
8.根据权利要求1所述的实时多路精确控制节电装置，其特征在于所述工作电压为 380V，或为 660V、1140V、3000V、6000V、9000V、10000V、13800V 及 15000V 的电力电压。
专利摘要本实用新型涉及电力系统中动力设备的节能技术领域，公开一种实时多路精确控制节电装置，具有多组输入信号检测单元和电机信号检测单元分别与可编程控制器MPU输入接口相连，所述可编程控制器MPU分别通过数据端口与变频器和三相可控硅调压装置相连；变频器和三相可控硅调压装置的输出端通过电容补偿装置、正弦波成型器与输出信号检测单元相连；可编程控制器MPU的信号输出端通过旁路系统与输出信号检测单元的输出端口相连；可编程控制器MPU与控制制冷或加热的温度控制单元相连。本实用新型能够实现对电动机动力配电的随载输入，能够自动清除供电系统和变频调节后的谐波和浪涌，提高功率因数，为动力设备的运行提供高质量、清洁的电源。
文档编号H02J3/01GK202050384SQ20112016452
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者任俊杰, 黄君佳 申请人:洛阳沃能节电科技有限公司