一种用于提高电机运行效率的组合式继电器的制作方法

本实用新型涉及电子器械技术领域，特别是涉及一种用于提高电机运行效率的组合式继电器。

背景技术：

现阶段，从电机系统整体运行状况看，我国电机耗电约占工业用电总量的60％～70％，同国外相比差距很大，实际应用中，系统运行效率为30～40％，比国际先进水平低20～30％；组效率约为75％，比国外低10％左右，尤其是工业用电设备电能消耗高，浪费情况较为严重，在生产过程中，容易造成设备损耗，导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用居高不下局面。由此看来，我国的电机应用具有极大的节能潜力，推行电机节能势在必行。要解决电机节能这个问题首先要知道电动机的原理，电机在运行中产生磁场，电机功率与磁场强度和旋转速度直接相关，而强度是由外部电压决定的，旋转速度是由交流电的频率决定的，而速度快又会反过来抑制电流的增加，频率高时，速度快，力更小，频率低时力大，速度小。由此可见，调节电动机的功率可以改变它的电压，电流和频率。

目前，我国在电机行业已逐步采用变频调速控制技术以降低能耗，而工业控制领域中的许多速度调节方法还停留在传统技术上，在不改变原配套电机的条件下，保证电机的输出转矩与负荷，有效避免电机因超负荷运行而造成的电能浪费，那就要采用新的节能措施，内置优化控制模块，动态调整电机运行中的电压和频率。电机运行往往使用变频器来控制电机系统，来改变频率，提高节能，但由于变频运行时会产生高次谐波、电磁辐射等电子污染。随着电力电子设备的大量应用，电力电子污染问题越来越大，如果不从根本上加以解决，将造成诸如控制系统瘫痪、频繁误动作等不良后果；另外，在电机开启或超负载运行时，会出现峰值和过电压现象，电机温度升高，就会瞬流提高，从而使电感性负载电流损失增加和铜损提高。这就告诉我们，由于瞬流高压的冲击，多余的电能转换成热能，因而使电机的运行温度上升。电机温度每上升一度，大约增加4％的电。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种用于提高电机运行效率的组合式继电器，通过对双电机或双绕组的工作电流的检测，来控制两个电机或两个绕组的串联或并联进而来改变电机功率并降低电机的损耗功率，从而达到节能的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双用于提高电机运行效率的组合式继电器，该组合式继电器连接在两个电机或两个绕组的两个电源输入L端、以及两个电源输入N端之间；该组合式继电器具有电流输出采样电路以用来采集两个电机或两个绕组的工作电流；该组合式继电器具有电机控制电路以用来控制两个电机或两个绕组之间的串联或并联；该组合式继电器还具有单片机最小系统，单片机最小系统连接在电流输出采样电路与电机控制电路之间，单片机最小系统对电流输出采样电路输给的电流值与预置的阈值进行判断，当所述电流值大于预置的阈值时，单片机最小系统向电机控制电路输出第一控制信号，使两个电机或两个绕组成并联状态，否则，单片机最小系统向电机控制电路输出第二控制信号，使两个电机或两个绕组成串联状态。

所述组合式继电器还包括电源电路和稳压电路，电源电路的输入接至外部交直流电，电源电路将外部交直流高低电压转换低压直流输出，电源电路的输出分别向稳压电路、电机控制电路供电；所述稳压电路将输入电压转换为稳定电压输出，稳压电路的输出分别向所述单片机最小系统、电流输出采样电路供电。

所述电源电路和稳压电路组合成电源稳压电路，电源稳压电路的输出分别向单片机最小系统、电流输出采样电路、电机控制电路供电。

所述电机控制电路包括两个继电器或晶闸管，两个继电器或晶闸管分别接在两个电机或两个绕组的两个电源输入L端、以及两个电源输入N端之间。

所述电机控制电路包括第一继电器和第二继电器，第一继电器的动簧引出与第一电机或绕组的电源输入L端相连接，第一继电器的常闭静簧引出与第二电机或绕组的电源输入L端相连接，第一继电器的常开静簧引出与第二继电器的常开静簧引出相连接，第二继电器的动簧引出与第二电机或绕组的电源输入N端相连接，第二继电器的常闭静簧引出与第一电机或绕组的电源输入N端相连接。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：

本实用新型由于采用了将组合式继电器连接在两个电机或两个绕组的两个电源输入L端、以及两个电源输入N端之间；且组合式继电器具有电流输出采样电路以用来采集两个电机或两个绕组的工作电流，具有电机控制电路以用来控制两个电机或两个绕组之间的串联或并联，具有单片机最小系统连接在电流输出采样电路与电机控制电路之间，利用单片机最小系统对电流输出采样电路输给的电流值与预置的阈值进行判断，当所述电流值大于预置的阈值时，向电机控制电路输出第一控制信号，使两个电机或两个绕组成并联状态，否则，向电机控制电路输出第二控制信号，使两个电机或两个绕组成串联状态。本实用新型通过对双电机或双绕组的工作电流的检测，来控制两个电机或两个绕组的串联或并联进而来改变电机功率并降低电机的损耗功率，从而达到节能的目的。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明；但本实用新型的一种用于提高电机运行效率的组合式继电器不局限于实施例。

附图说明

图1是本实用新型的应用示意图；

图2是本实用新型的原理框图；

图3是本实用新型的电源电路和稳压电路的电路原理图；

图4是本实用新型的单片机最小系统的电路原理图；

图5是本实用新型的电机控制电路的电路原理图；

图6是本实用新型的电流输出采样电路的电路原理图。

具体实施方式

实施例

参见图1至图6所示，本实用新型的一种用于提高电机运行效率的组合式继电器，该组合式继电器连接在两个电机或两个绕组的两个电源输入L端、以及两个电源输入N端之间；该组合式继电器具有电流输出采样电路3以用来采集两个电机或两个绕组的工作电流；该组合式继电器具有电机控制电路5以用来控制两个电机或两个绕组之间的串联或并联；该组合式继电器还具有单片机最小系统4，单片机最小系统4连接在电流输出采样电路3与电机控制电路5之间，单片机最小系统4对电流输出采样电路3输给的电流值与预置的阈值进行判断，当所述电流值大于预置的阈值时，单片机最小系统4向电机控制电路5输出第一控制信号，使两个电机或两个绕组成并联状态，否则，单片机最小系统4向电机控制电路5输出第二控制信号，使两个电机或两个绕组成串联状态。

组合式继电器还包括电源电路1和稳压电路2，电源电路1的输入接至外部交直流电，电源电路1将外部交直流高低电压转换低压直流输出，电源电路1的输出分别向稳压电路2、电机控制电路5供电；所述稳压电路2将输入电压转换为稳定电压输出，稳压电路2的输出分别向所述单片机最小系统4、电流输出采样电路3供电。

当然，也可以将电源电路1和稳压电路2组合成电源稳压电路，电源稳压电路的输出分别向单片机最小系统4、电流输出采样电路3、电机控制电路5供电。

所述电机控制电路包括两个继电器或晶闸管，两个继电器或晶闸管分别接在两个电机或两个绕组的两个电源输入L端、以及两个电源输入N端之间。

如图5所示，本实施例中，所述电机控制电路包括第一继电器和第二继电器，第一继电器的动簧引出与第一电机或绕组的电源输入L端相连接，第一继电器的常闭静簧引出与第二电机或绕组的电源输入L端相连接，第一继电器的常开静簧引出与第二继电器的常开静簧引出相连接，第二继电器的动簧引出与第二电机或绕组的电源输入N端相连接，第二继电器的常闭静簧引出与第一电机或绕组的电源输入N端相连接。

本实用新型的一种用于提高电机运行效率的组合式继电器，电源电路1是为整个电子器供电；所述电源电路1输出连接于稳压电路2进一稳压为3V，5V；所述稳压电路2稳压后输出连接于电流输出采样电路3、单片机最小系统电路4为其供电；所述电流输出采样电路3包括电流互感器及电流滤波放大电路用于检测两电机或绕组的工作电流情况，然后经过滤波，放大后输出连接于单片机最小系统电路，供单片机最小系统4用于分析判断电机的工作情况来产生相应的电机串联并联控制指令；所述单片机最小系统4产生控制指令输出连接于电机控制电路5，所述电机控制电路5通过继电器、晶闸管等输出连接于电机，对电机进行控串并联控制。

电源电路1包括电阻，电容，三极管等电子元器件，电源电路1的作用是把输入电源AC24V～AC240V的电源转换成低压直流输出，为稳压电路2及电机控制电路5供电。稳压电路2包括电阻，稳压二极管等电子元器件，稳压电路2的作用是把低压直流电源转换成稳定的5.1V输出，为单片机最小系统电路4和电流输出采样电路3提供稳定可靠的电压。电流输出采样电路3包括电流互感器，运放IC等电子元器件，通过电流互感器进行电流互感，并通过运放电路对电流信号进行滤波整流放大，为单片机最小系统电路4提供稳定的电信号。单片机最小系统4进行内部AD转换，并通过相应的软件程序算法进行分析判断电机的工作状态：轻载，重载，异常工作。当电机处于轻载状态下(低电流情况)，单片机最小系统4通过电机控制电路5使电机处于串联状态。当电机处于重载状态下(高电流情况)，单片机最小系统4通过电机控制电路5使电机处于并联状态。当电机处于异常工作下，单片机最小系统4通过电机控制电路5使电机处于断开状态。最小系统电路4中的软件程序算法采用现有的成熟技术进行处理。电机控制电路5包括电阻，电容，三极管，继电器(或晶闸管)等电子元器件，通过对继电器的闭合、断开的控制来达到对两个电机(即第一电机、第二电机)的两个N,L输入端进行串并联控制。

单片机最小系统4通过自身自带的AD模块，对串联与两电机的电流输出采样电路3输出的低压直流电进行采样，通过相关的软件程序进行分析判断电机的工作状态。当电机处于轻载状态下(低电流情况)，单片机最小系统4通过电机控制电路5使电机处于串联状态。当电机处于重载状态下(高电流情况)，单片机最小系统4通过电机控制电路5使电机处于并联状态。当两电机串联时，每个电机分到的电压小，使电机的功率降，同时电压降低使的电机的自身损耗降低从而起到节能做用。当两电机并联时，电机电压升高，从而提高了电机的输出功率从而保证了电机的正常工作。所以通过监测电机的工作状态适时的调整电机的串并联方式来使电机节能降耗。

本实用新型的一种用于提高电机运行效率的组合式继电器，是采用了将组合式继电器连接在两个电机或两个绕组的两个电源输入L端、以及两个电源输入N端之间；且组合式继电器具有电流输出采样电路3以用来采集两个电机或两个绕组的工作电流，具有电机控制电路5以用来控制两个电机或两个绕组之间的串联或并联，具有单片机最小系统4连接在电流输出采样电路3与电机控制电路5之间，利用单片机最小系统4对电流输出采样电路3输给的电流值与预置的阈值进行判断，当所述电流值大于预置的阈值时，向电机控制电路5输出第一控制信号，使两个电机或两个绕组成并联状态，否则，向电机控制电路5输出第二控制信号，使两个电机或两个绕组成串联状态。本实用新型通过对双电机或双绕组的工作电流的检测，来控制两个电机或两个绕组的串联或并联进而来改变电机功率并降低电机的损耗功率，从而达到节能的目的。

上述只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。