机灵型万能节电器的制作方法

专利名称:机灵型万能节电器的制作方法
1、发明名称机灵型万能节电器2、发明所属技术领域：
:电气自动控制3、对发明的理解，检索或者审查有用的技术，并且引证反映该项技术的文件有a、科学出版社《集成运算放大器原理与应用》李清泉、黄昌宁先生编著。
4、发明的目的节约工农业生产用电5、发明的具体内容(一)本节电器适用于一切交流50HZ，60HZ单相220V两相380V三相380V的工农业用电设备(电动机)实行节约用电。
(二)本节电器通过对用电设备的精密监测，判断其工作中每时每刻的负荷性质是空载、轻载，还是重载、满载，从而自动采取相应措施-停止运行还是继续运行，由警报器发出警报声音后即会自动停止运行。
(三)使用本节电器可对交流电动机，或其他电气动力源进行起码负荷值的划定。操作者若不按规定之起码负荷值使用电动机(或其他动力源)将自行不予工作。
(四)由于本节电器使设备杜绝了空载、轻载，又能对电气动力源进行起码负荷值划定，所以本节电器可以大幅度减少补偿电容器数量。综上所述本节电器的具体功能内容是杜绝一切交流用电设备的空载浪费，轻载浪费，准确而且方便地做到大马拉大车，小马拉小车，马不拉轻车，更不拉空车。
6、本发明与已有技术相比，具有的优点和积极效果。
根据《电工技术》1984年第6期P8《电机的几种节能方法》一文报导“据有关资料统计，电网的负荷中90%以上的电力首先用于电动机”。电动机中又以各种大大小小的鼠笼型电动机使用最为广泛，本节电器对一切交流用电设备，均可适用，尤其对鼠笼型电动机，最有特效，因此使用本节电器具有极为普遍的意义。
(一)由于本机可以十分方便而准确地单独进行动力输出功率与负荷需要功率的随机匹配确定，因此可以非常迅速地在原有设备上划定动力(即电动机)与负荷的数量配合关系，运用本节电器可对全国各行各业在用的已有电机进行极为方便的普查，对于负载轻而牵引电动机容量大没有达到额定功率的电动机给以调整使用，然后给换装后的电动机附装本节电器。以长期监督其重载满载工作，此举为当今世界上任何一种节电器所无法做到的。
(二)将本节电器去掉电源变压器，直接装于电动机内部，电源从电动机绕组中抽头，该电动机将成为新型节能电动机，因为本节电器可以对该电机进行额定功率值划定，若负荷小于电动机额定功率，该电机将自动不予工作，如果负载属于变值负荷，本节电器允许电动机点动轻载。
运用本节电器可对今后全国各电机厂生产之一切交流电动机进口电动机及重绕线圈之电动机进行起码负荷值划定。此举将为生产新型节能电动机开辟一条新的途径。
(三)本节电器小巧灵活，体积仅有一盒纸烟大小，可安插在设备线路的任何空隙之处。
(四)本节电器成本低廉，单件试制不超过100元，既可节约国家大量电能，又可显著提高经济效益，在一般情况普通7.5～10KW的电机使用本节电器一年内即可收回全部投资，即可自己武装自己。
本节电器设计有跟踪抗干扰环节，因此有强大的抗干扰能力，性能稳定本节电器可在起动频繁的机床群或设备群中稳定工作。
本节电器操作十分方便，普通操作工人，按说明即会使用。按装极为简单全机仅两根按装引出线，普通合格之一级电工在十分钟之内，即可安装完毕，原线路几乎完全不动。控制对象广泛，凡0.25KW以上之上述用电设备均可使用，本节电器自身耗能极少，每天工作8小时，本节电器全年耗电费不超过0.30元。
基于上述之优良性能和独特优点，本节电器将明显产生积极效果如下本节电器有条件渗透到工农业生产的每一个角落，集我国广大工农业用电设备的点滴电能于社会主义四个现代化建设事业中，此乃迄今国内外任何节电器所望尘莫及的积极效果。
7、实现本发明的最好方式本节电器设计中每一环节，均考虑到简单，实用和可靠，且以经济效益为追求目标，以市场供应充足的国产另件，材料为设计依据，实验证明按图(原理图)施工是实现本节电器，使其发挥预期效果的最好方式。
一.替换说明本与原相比，内容相同但较详细。
二.调整方法说明(1)将本节电器接入电路，在无干扰的情况下(独机运行)使其拖动额定负载，打开本节电器盒盖，调整盒盖内旋柄(即BG3的反馈电位器旋柄)，找到使发光二极管刚好亮，蜂鸣器刚好响的一点，並在该点微动，使发光二极管灭，蜂鸣器不响为止。
(2)关闭本节电器盖子，使电机及其设备在设备群中拖动额定负载，调整盒外旋柄即BG5的增益调节电位器10k的旋柄，也找到使发光二极管刚好亮，蜂鸣器刚好响的一点，并在该点微动，使发光二极管灭，蜂鸣器不响为止，全部调节即完毕。
三、原理说明(1)精密监测电路通过感应环取出与B相线内电流大小一一对应的感应电压值送到同相比例放大器BG3，在额定负载下，调整反馈电阻值，使输出信号到达BG4反相输出端时为直流1.5V。各种不同容量的电机均可通过反馈阻值的调节而获得该1.5V。BG4是增益KF＝1的差动放大电路其反相输入端为恒稳1.5V。当同相输入端也为1.5V时其差动输出为零，並将此值送BG8。
(2)判断电路BG8的反相输入端为BG4的输出，同相端连接由盒盖控制的微型转换开关KH盒盖开时，KH处在“开盖”位置，BG8同相输入端为零。BG8此时是过零比较器，当同相端和反相端输入均为零时输出亦为零。它使BG1截止，BG2截止。当盒盖盖好后，微型转换开关KH因盒盖的压迫自行切换到“闭盖”的位置。
(3)跟踪抗干扰电路。
微型转换开关切换到“闭盖”位置后，跟踪抗干扰电路便接入。BG5是增益可调的差动放大器，它的一个输入是恒稳1.5V，另一个输入为变压器二次侧DE经整流和滤波分压所得的直流1.5V，该值随电网干扰而波动。用波动的1.5V与恒稳的1.5V的差值来反映电网干扰的大小。将此输入差经BG5放大后送BG8作过零比较器的浮动基准电压，当电网无干扰时BG5输出为零。
电网的同一个干扰可以从两条路同时到达BG8的两个输入端。一路经感应环再经BG3、BG4到达BG8的反相输入端产生ΔVI1;另一路经BG5再经微型转换开关KH到达BG8的同相输入端得ΔVI2，通过对BG5上增益电位器的调节获得一个合适的放大倍数使ΔVI1＝ΔVI2。因此只要负荷轻重不变，干扰不会改变BG8的输出状态。
由于本节电器的前述调整方法，使BG5的差动放大倍数KF值必成为跟踪抗干扰的自然值。
关于负载性质选择的必要性是由于本节电器是万能节电器，控制对象形形式式，但对于干扰来说，不外二种情况如下
a、电网电压跌落时用电器线路内电流减少。
b、电网电压跌落时用电器线路内电流增加，一般电动机属此种类型。
为保证两种情况下干扰都要在BG8的输入端上被抵消，就必须根据负载性质在BG5的输入端确定接线方法。上述a种情况的接线法为1-2相接，3-5相接，说明如下。
根据差动放大器输入输出关系式V0＝2(1+ 1/(K) ) (RF)/(Rf) (VI2-VI1)，V0的符号与VI2-VI1相同，电网电压下跌时一路是V感应环有减量，即负增量，此负增量经过BG3、BG4到达BG8输入端时得一负增量;电网电压下跌时另一路是变压器二次侧DE值下降，BG5的同相输入端VI2减少，其VI2-VI1为负、V0亦为负，此值送BG8，在BG8的输入端亦得一负增量，干扰就被克服。
同理，上述b种情况的接线法为1-3相接、2-5相接。
(4)开关电路、不论有无干扰只要负载有变化，判断电路BG8输出都将变化，若负载低于额定值BG8的输出使BG1饱和导通，随之蜂鸣报警，发光二极管亮，操作者若不加大负载或置之不理，则延时若干分钟(可外调)BG2就导通，切断交流接触器Z的控制回路，电动机停转，若确实需要临时性轻载工作可点动原电路中的“启动”按扭，电机将允许其临时性轻载工作。
四、怎样对各类电动源划定起码或额定负荷值;怎样鉴别负载与电机是否匹配。
按电机容量的大小事先确定BG3同相比例运算放大器的反馈阻值，再将本节电器装于相应的电机中即能划定电动机的起码负载值，往后若电动机被用于低于划定值的负载中将自行不予工作。
同上述同样方法也能鉴定负载与电机容量是否相匹配，若不匹配电机亦将不予正常工作。
五、二相、单相使用原理同上。在小容量用电器中本节电器的JO2常开触点即可代替交流接触器，只要线路略作改动。
六、本节电器经省略变压器及其它若干元件，可直接装于电动机内部，使电动机成为被划定负荷值的节能型电动机，也即无空，无轻载节能电动机。
七、图中符号说明X自制感应环K1电动机原控制按扭“启动”。
K2电动机原控制按扭“停止”。
Z电动机原磁力起动器线圈。
KH盒盖控制微型开关、型号KWXJO2JRX-13F 12VRD原电动机保险丝。
权利要求
1.前序部份机灵型万能节电器是属于电气自动控制技术领域：
的一项新发明，它应用的都是最基本最典型的线路，但当它们按一定的原理组合到一起时，就产生了一个特殊的功能，即节约用电的功能，与这一发明密切相关的技术特征是基本运算放大原理组成的跟踪抗干扰原理。
2.特征部份本发明的特征是利用基本运算放大原理组成的跟踪抗干扰环节和利用运算放大原理组成的精密监测及逻辑控制，在这三者的组合下，起到了一系列的特殊功能，达到了节约用电的目的，为此请求保护下列权利。(一)请求保护机灵型万能节电器原理发明专利。(二)请求保护跟踪抗干扰原理发明专利。(三)请求保护内装本发明的节能型电动机发明专利。(四)请求保护借用本发明的原理而派生的其他用途商品，在它制作中必须含本发明的合法地位和权益。
专利摘要
本节电器属电气自动控制领域。通过精密监测——判断负载性质——跟踪抗干扰等线路，实现对交流用电设备的长期监督，避免空载，轻载使用现象，因能方便而准确地进行动力输出功率与负荷需要功率的随机匹配确定，故可(一)对现在用的交流用电设备进行极为方便的普查，对不合理使用的给以调整，(二)对今后所生产的一切交流电动机，附装本器改型，即为一种新型节能电动机。
文档编号G01R21/00GK85102318SQ85102318
公开日1986年8月27日 申请日期1985年4月1日
发明者徐鸿利, 徐志伟, 徐志强 申请人:徐鸿利