专利名称：一种智能三相电机节电器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于节电器技术领域，特别涉及一种智能三相电机节电器。
背景技术：
在工农业生产中，广泛采用三相电机做动力。电动机是电气化的主要动力机械，也 是电网中主要的耗能设备。在中国，约10亿台交流电动机投入使用，耗电占电网总负荷的 60%,占整个工业用电的70%。中国权威能源机构的报告指出，我国约有六成的电动机在低于 设计额定负荷60%的欠负荷状态下运行，在此状态下运行的电动机，高达30%的用电被浪费 掉，为此，我国制定了《中华人民共和国节能法》及相关节能技改的贷款和税收等优惠政策， 鼓励企业采用新技术产品以降低能耗。随着工业生产飞速发展，能源瓶颈对发展的制约越来越为凸出。企业对节能降耗 产品的自觉需求越来越大，提高电能利用率的电机节能产品具有广阔的开发潜力及市场空 间。目前工厂普遍使用的机械设备所选择的电机都是按照机械所需的最大功率来配 套，在实际使用中满载的时间很少，如冲压机床、拉伸设备、注塑机械等都是间歇工作的，电 机经常在空载或轻载状态下运行，造成电力浪费。企业设备普通存在电机功率因数比较低， 满负荷用电量只占309Γ40%，待机负荷占用电量80%，功率因数也在0. 5^0. 8之间变化，这一 较低的功率因数必然会带来电能的巨大浪费。
发明内容为解决上述问题，本实用新型提供一种可以根据电机负载的变化自动调节电机输 出功率的智能三相电机节电器，其结构简单，体积小，重量轻，安装方便，节电效果明显，特 别适合负载经常变化和间歇工作的三相电机配套使用。本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是—种智能三相电机节电器，包括三相电流取样电路、信号放大电路、电源供电电 路、分别串接于三相电源与三相电机供电端的供电回路中的开关管以及用于控制各供电回 路中开关管的导通角的功率输出控制电路，功率输出控制电路分别并接于各开关管的两 端，功率输出控制电路的输出端分别与各开关管的控制端连接，三相电流取样电路的输入 端与三相电源连接，三相电流取样电路的输出端与信号放大电路连接，信号放大电路的输 出端分别与各功率输出控制电路相连，电源供电电路的输出端分别与三相电流取样电路、 信号放大电路、功率输出控制电路连接。作为优选的实施方式，本实用新型还包括工作状态指示电路，所述工作状态指示 电路并接于开关管的两端。本实用新型在三相电源和三相电机供电端之间串接有开关管，通过控制开关管的 导通角可以控制三相电机的电压和电流大小，此开关管导通角的改变是受功率输出控制电 路控制的，当三相电源通电时，三相电流取样电路取样的电压高，信号放大电路根据此较高的取样电压信号向功率输出控制电路输出一个提升电压的信号，功率输出控制电路控制开 关管输出电压最高，确保三相电机全压起动；在三相电机处于空载或者轻载时，电流较小， 三相电流取样电路的取样电流输出信号低，此信号经信号放大电路放大后输出到功率输出 控制电路，使开关管部分导通，降低电压和电流；三相电机处于重载时三相电流取样电路的 取样信号高，此信号经信号放大电路放大后输出到功率输出控制电路，使开关管完全导通， 实现重载开关管全导通，利用上述方式本实用新型可以根据三相电机的负荷状态控制三相 电机的电压和电流大小，从而可以自动实现节能效果，三相电流取样电路和信号放大电路 的设置可以使得三相电机在工作过程中免去调整工作点的麻烦，特别适合负载经常变化和 间歇工作的三相电机配套使用，本实用新型结构简单，制作零件少，可以制成体积小、重量 轻的一体式产品，具有安装简单的优点。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明
图1为本实用新型的系统组成方框图；图2为本实用新型一种实施例的电路原理图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的一种智能三相电机节电器，包括三相电流取样电路1、信 号放大电路2、电源供电电路3、分别串接于三相电源Li、L2、L3与三相电机供电端U、V、W 的供电回路中的开关管VT1、VT2、VT3以及用于控制各供电回路中开关管的导通角的功率 输出控制电路4A、4B、4C，其中开关管VT1、VT2、VT3优选为双向晶闸管，其导通和关闭状态 受控制端输入信号的控制，功率输出控制电路4A、4B、4C分别并接于各开关管VT1、VT2、VT3 的两端，功率输出控制电路4A、4B、4C的输出端分别与各开关管VT1、VT2、VT3的控制端连 接，三相电流取样电路1的输入端与三相电源L1、L2、L3连接，三相电流取样电路1的输出 端与信号放大电路2连接，信号放大电路2的输出端分别与各功率输出控制电路4A、4B、4C 相连，电源供电电路3的输出端分别与三相电流取样电路1、信号放大电路2、功率输出控制 电路4A、4B、4C连接。为了能够更好地向用户显示节电器的工作状态，本实用新型还进一步优选包括工 作状态指示电路5A、5B、5C，所述工作状态指示电路5A、5B、5C并接于开关管VT1、VT2、VT3 的两端，该工作状态指示电路可以利用LED发光二极管实现，工作状态指示电路的发光状 态可以指示开关管的导通关闭状态，例如，当开关管断开时，指示电路不亮，当开关管完全 导通时，指示电路则处于完全点亮状态。如图2所示，作为优选的实施方式，本实用新型的信号放大电路2 —般包括串联连 接的反相放大电路和同相放大电路，反相放大电路的反向输入端与三相电流取样电路的输 出端连接，反相放大电路的输出端通过二极管后与同相放大电路的同向输入端连接，反相 放大电路的输出端与功率输出控制电路的输入端相连。在本实施例中，反相放大电路由放 大器IClA以及其外围元件组成，同相放大电路由放大器IClB以及其外围元件组成，信号放 大电路2与三相电流取样电路1配合工作可以免去在工作过程中调整工作点的麻烦。为了可以使得每一相的控制独立，不互相影响，本实用新型的功率输出控制电路
44A、4B、4C优选包括隔离电路和控制电路，所述控制电路并接于开关管的两端，控制电路的 输出端与开关管连接，控制电路的输入端通过隔离电路与信号放大电路的输出端相连，该 隔离电路的设置可以信号放大电路所输出的一个信号可以同时被各个控制电路所用，而且 各个控制电路之间可以对相应的开关管独立控制，其中，隔离电路一侧的控制电路根据隔 离电路另一侧的信号放大电路2输入信号强弱控制开关管的导通程度大小。在图2的实施 例中，控制电路的主要部件包括三极管VT4、VT5、VT6、触发二极管DZ1、DZ2、DZ3、桥式整流 器D1、D2、D3等，以其中一相Ll为例，信号放大电路的信号增大时，光耦VT7的三极管导通 加深，经电阻R4的电流增加，三极管VT4导通加深，电阻Rl的电流增大，电容Cl的充电加 快，那么经触发二极管DZl触发开关管VTl的导通角加大，交流电源Ll输出更大的电压给 电动机工作。利用上述的工作原理节能器可以实现完好的节能效果。
权利要求一种智能三相电机节电器，其特征在于包括三相电流取样电路(1)、信号放大电路(2)、电源供电电路(3)、分别串接于三相电源(L1、L2、L3)与三相电机供电端(U、V、W)的供电回路中的开关管(VT1、VT2、VT3)以及用于控制各供电回路中开关管的导通角的功率输出控制电路(4A、4B、4C)，功率输出控制电路(4A、4B、4C)分别并接于各开关管(VT1、VT2、VT3)的两端，功率输出控制电路(4A、4B、4C)的输出端分别与各开关管(VT1、VT2、VT3)的控制端连接，三相电流取样电路(1)的输入端与三相电源(L1、L2、L3)连接，三相电流取样电路(1)的输出端与信号放大电路(2)连接，信号放大电路(2)的输出端分别与各功率输出控制电路(4A、4B、4C)相连，电源供电电路(3)的输出端分别与三相电流取样电路(1)、信号放大电路(2)、功率输出控制电路(4A、4B、4C)连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能三相电机节电器，其特征在于还包括工作状态指示 电路(5A、5B、5C)，所述工作状态指示电路(5A、5B、5C)并接于开关管(VT1、VT2、VT3)的两 端。
3.根据权利要求1所述的一种智能三相电机节电器，其特征在于所述开关管(VT1、 VT2、VT3)为双向晶闸管。
4.根据权利要求1所述的一种智能三相电机节电器，其特征在于所述信号放大电路 (2)包括串联连接的反相放大电路和同相放大电路，反相放大电路的反向输入端与三相电 流取样电路的输出端连接，反相放大电路的输出端通过二极管后与同相放大电路的同向输 入端连接，反相放大电路的输出端与功率输出控制电路的输入端相连。
5.根据权利要求1所述的一种智能三相电机节电器，其特征在于所述功率输出控制电 路(4A、4B、4C)包括隔离电路和控制电路，所述控制电路并接于开关管的两端，控制电路的 输出端与开关管连接，控制电路的输入端通过隔离电路与信号放大电路的输出端相连。
专利摘要本实用新型公开了一种智能三相电机节电器，包括三相电流取样电路、信号放大电路、电源供电电路、开关管以及功率输出控制电路，功率输出控制电路分别并接于各开关管的两端，功率输出控制电路的输出端分别与各开关管的控制端连接，三相电流取样电路的输入端与三相电源连接，三相电流取样电路的输出端与信号放大电路连接，信号放大电路的输出端分别与各功率输出控制电路相连，电源供电电路的输出端分别与三相电流取样电路、信号放大电路、功率输出控制电路连接。本实用新型可以自动实现节能效果，其结构简单，制作零件少，可以制成体积小、重量轻的一体式产品，具有安装简单的优点。
文档编号H02P25/16GK201750396SQ201020275450
公开日2011年2月16日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者宋扬, 林杰胜 申请人:宋扬