专利名称：低压三相异步电动机控制系统变频节能装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及交流低压三相异步电动机，尤其涉及低压三相异步电动机控制系统的变频节能装置。
背景技术：
目前的三相异步电动机采用的控制方式和工作方式可分为以下几种a、直接启动控制方式，工频运行；b、星三角启动控制方式，工频运行；C、自耦变压器启动控制方式，工频运行；d、频敏变阻器启动控制方式(转子线绕式异步电机)，转子变频启动(频率差较大)，工频运行；e、软启动控制方式，工频运行。上述几种控制方式中，a、b类启动方式适用于小功率电动机或负载较轻的应用场所，c、d、e类启动方式适用于电机功率较大或负载较重的应用场所。以上五种控制方式都存在一定的缺点a、b、c类启动控制方式，在控制负载机械特性上不可避免的存在很大的机械冲击， 对于机械加工类，容易造成齿轮的冲击性损坏或损伤、皮带打滑磨损；对于风机泵类负载， 容易造成风机风叶瞬间加速而变形，以及水泵瞬间抽水对管道产生水锤效应而造成管道破裂或累计性损伤。而且负载的功率因数和负载功率无法调节，不具备节能性能；d、e类控制方式在负载机械特性上比较平缓，控制电机的电流也控制在设计范围内，但负载的功率因数和负载功率无法调节，不具备节能性能。综上所述，现有的三相异步电动机采用的控制方式对负载的功率因数和负载功率都无法调节，节能性能不佳。
发明内容
针对以上缺陷，本发明提供一种低压三相异步电动机控制系统的变频节能装置， 解决现有的三相异步电动机控制方式对负载的功率因数和负载功率无法调节的问题。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现低压三相异步电动机控制系统变频节能装置，包括异步电动机、交流接触器和断路器，还包括变频器，异步电动机、变频器、交流接触器和断路器弹性依次串联相接。本发明通过变频器的应用，可在以下三个方面产生节能效果1、变频节能由流体力学可知，P (功率)=Q (流量)XH(压力)，流量Q 与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比。如果水泵的效率一定， 当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降，即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28. 16KW，省电48.8%，当转速下降到原转速的1/2 时，其耗电量为6. 875KW，省电87. 5 %。因此，在本发明中，可以实现对转速的调节，从而达至IJ快速降低功耗的目的2、功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P = SXCOSO, Q = SXSINO，其中S-视在功率，P-有功功率，Q-无功功率，COSO-功率因数， 可知COSO越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0. 6-0. 7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSO ^ 1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。3、变频软启动节能在电机直接启动或星三角启动时，启动电流约等于4-7倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高。启动时产生的大电流导致的震动对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命，节省了设备的维护费用。
下面根据实施例与附图对本发明作进一步详细说明。图1是直接启动和星三角启动的控制和运行电气图；图2是自耦减压启动和频敏变阻器启动的控制和运行电气图；图3是本发明所述变频节能装置的控制和运行电气图。图中1、异步电动机；2、热继电器；3、交流接触器；4、断路器；5、自耦变压器；6、频敏变阻器；7、变频器。
具体实施例方式如图3所示，给出了本发明所述低压三相异步电动机控制系统变频节能装置的一个具体实施例的结构示意图，低压三相异步电动机控制系统变频节能装置，包括异步电动机1、交流接触器3、断路器4和变频器7，异步电动机1、变频器7、交流接触器3和断路器4 弹性依次串联相接。如图1所示，直接启动时，直接通过交流接触器3启动异步电动机1运行，热继电器2作为异步电动机1热过载保护。星三角启动时，异步电动机1处于星形减压启动方式， 延时启动完毕后异步电动机1处于三角形运行方式。如图2所示，自耦减压启动时，异步电动机1处于自耦变压的65%抽头的降压启动方式，当延时启动或电流下降到设定值后异步电动机1全压运行，此时自耦变压器5停止运行。频敏变阻器6启动时，异步电动机1线绕转子的绕组通过异步电动机1的集电环串联到频敏变阻器6的绕组中，此时转子转速差大，电流频率较大，异步电动机1启动呈现硬特性，启动转矩较大，当启动完毕后，频敏变阻器6停止运行，异步电动机1的线绕转子的绕组通过异步电动机1的集电环，被交流接触器3短接，此时异步电动机1处于全压运行状态。如图3所示，为本发明的一个实施例，异步电动机1的启动和运行均处于变频控制状态，运转频率受变频器7的设定参数决定。本发明通过将原 变频器接入低压三相异步电动机控制系统，实现了对负载的功率因数和负载功率的调节控制，相对原有的控制系统具有更好的节能效果。
权利要求
1.低压三相异步电动机控制系统变频节能装置，包括异步电动机、交流接触器和断路器，其特征在于还包括变频器，异步电动机、变频器、交流接触器和断路器弹性依次串联相接。
全文摘要
本发明公开了一种低压三相异步电动机控制系统变频节能装置，包括异步电动机、交流接触器和断路器，还包括变频器，异步电动机、变频器、交流接触器和断路器弹性依次串联相接。本发明通过将原变频器接入低压三相异步电动机控制系统，实现了对负载的功率因数和负载功率的调节控制，相对原有的控制系统具有更好的节能效果。
文档编号H02P1/30GK102364872SQ20111035657
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者刘彩, 柯有玺, 潘书祥, 裴古炎 申请人:安徽禾田电气有限公司